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研究背景:2型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus,T2DM)是已知并发症最多的一组代谢性慢性病。然而据估计,超过一半的T2DM患者没有意识到自己的疾病,因此更容易发生T2DM并发症,血管并发症是导致T2DM死亡率上升的主要原因。30%的T2DM患者在被诊断时已经发生了不同程度的血管并发症。目前,对于糖尿病的治疗办法就是控制血糖,并没有根治的治疗方法,所以糖尿病及血管并发症的预前诊断尤为重要。但是目前尚无理想的体外标志物可用于糖尿病并发症的早期诊断。大量研究表明:随着T2DM的发生与发展,患者血清中蛋白质糖基化水平发生异常变化。本研究从唾液检测入手,利用高灵敏度且高通量的糖链检测技术——凝集素芯片技术,对健康志愿者(healthy volunteers,HV)、T2DM无并发症患者(Type 2 diabetes mellitus without complication,T2DM-)和T2DM合并血管并发症患者(Type 2 diabetes mellitus with micro-complications or/and macro-complications,T2DM+)的唾液蛋白质糖链结构进行比较分析,期望发现异常的唾液蛋白质糖链结构,探讨其作为检测指标应用于T2DM和T2DM+患者早期辅助诊断的可能性。实验方法:利用凝集素芯片技术对HV(78例)、T2DM-(72例)和T2DM+(80例)患者唾液糖蛋白糖链结构进行逐例分析,筛选出在三组唾液样本中异常表达的糖蛋白糖链结构和识别这些糖链结构的凝集素,并利用凝集素印迹实验验证芯片结果。随后,将230例样本的凝集素芯片归一化后的数据随机分为训练集与验证集,并对训练集数据利用二元逐步Logistic回归分析方法分别构建T2DM诊断模型(Model T2DM)和T2DM+诊断模型(Model T2DM+),用于鉴别T2DM和T2DM+患者;最后,在验证集样本数据中利用ROC曲线分析(receiver operating characteristic curve)验证上述两个疾病诊断模型的鉴别诊断能力。实验结果:(1)230例唾液样本的凝集素芯片结果表明:相较于HV组,在T2DM+组中共有4种凝集素(Jacalin、GSL-II、UEA-I和WFA)特异性识别的Galβ1-3Gal NAcα-Ser/Thr(T),Glc NAc and agalactosylated tri/tetra antennary glycan,Fucα1-2Galβ1-4Glc NAc,末端Gal NAcα/β1-3/6Gal等聚糖结构发生差异变化;相较于T2DM+组,在HV和T2DM-组中共有8种凝集素(BS-I、PNA和SJA等)特异性识别的α-Gal NAc,Gal NAcα-Ser/Thr(Tn),Galβ1-3Gal NAcα-Ser/Thr(T),α-D-Man,Siaα2-6Galβ1-4Glc(NAc)等聚糖结构发生差异变化,而在HV和T2DM-组间相比无显著性差异;相较于HV组,在T2DM-和T2DM+组中有9种凝集素(STL、DSA和EEL等)特异性识别的Glc NAc,Galβ1-4Glc NAc,Galα1-3(Fucα1-2)Gal,Siaα2-3Galβ1-4Glc(NAc)/Glc等聚糖结构发生差异变化;随着病程的发展,共有7种凝集素(PSA、Con A、LTL、PTL-I、ACA、MPL、PWM)识别的High-Mannose,Galβ1-3Gal NAc,Galβ1-3Gal NAcα-Ser/Thr(T),Fucoseα-1,6Glc NAc(core fucose),Fucα1-2Galβ1-4Glc NAc等聚糖结构在HV、T2DM-和T2DM+三组间中均发生差异变化。在凝集素(随机挑选WFA、MAL-II、Con A和PHA-E)印迹实验中,凝集素WFA和MAL-II在分子量位于20-25k Da之间的条带灰度值在T2DM+组中明显低于HV与T2DM-组;凝集素Con A和PHA-E在分子量位于50-70k Da之间的条带灰度值在HV组中明显低于T2DM-和T2DM+组,凝集素印迹实验结果与芯片结果相一致,因此,凝集素印迹实验结果证明了芯片数据的可靠性。(2)基于显著差异表达的唾液糖蛋白糖链结构构建的疾病辅助诊断模型Model T2DM的AUC为0.997,灵敏度为0.990,特异性为0.980;Model T2DM+的AUC为0.897,灵敏度为0.804,特异性为0.833。经验证集验证后,Model T2DM可以准确鉴定27例HV中的26例、53例T2DM-中的51例,AUC为0.983,敏感度为0.962,特异性为0.926,准确率为96.25%;Model T2DM+可以准确鉴定24例T2DM-中的16例、29例T2DM+中的20例,AUC为0.810,敏感度为0.690,特异性为0.750,准确率为71.70%。两个验证集中的疾病诊断模型的ROC曲线线下面积(Area under the curve,AUC)值均大于0.80,表明模型具有较高的鉴别效率。实验结论:以上实验结论表明,相较于HV,T2DM和T2DM+患者唾液糖蛋白中糖链结构发生异常表达,基于唾液糖蛋白糖链结构所构建的Model T2DM和Model T2DM+对于T2DM和T2DM+患者具有良好的鉴别能力,因此T2DM患者唾液中存在的糖型差异改变可用于T2DM及T2DM+的早期辅助诊断。