一種篩選大鼠早期輻射損傷生物標(biāo)記物的方法及用途
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種篩選大鼠早期輻射損傷生物標(biāo)記物的方法及用途，包括以下步驟：首先以大鼠為動(dòng)物模型，利用輻射代謝組學(xué)方法，采用氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用技術(shù)，研究急性電離輻射對(duì)大鼠血漿代謝物變化的影響；然后利用遺傳算法（GA）和單變量統(tǒng)計(jì)分析找出潛在的輻射損傷標(biāo)記物；最后結(jié)合多變量統(tǒng)計(jì)分析方法——非線性偏最小二乘法（KPLS），將這些標(biāo)記物用于輻射損傷早期的傷情分類。采用本發(fā)明技術(shù)方案，能在短時(shí)間內(nèi)對(duì)電離輻射事故中的大量輻射暴露人群進(jìn)行傷情分類，對(duì)早期診斷和防止器官功能喪失或死亡具有重要意義；將多個(gè)生物標(biāo)記物用于輻射損傷傷情分類的研究，克服了單一指標(biāo)用于輻射損傷劑量估算的局限性。
【專利說明】一種篩選大鼠早期輻射損傷生物標(biāo)記物的方法及用途
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于放射生命學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種篩選大鼠早期輻射損傷生物標(biāo)記物的方法及用途。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著核能、核電和核技術(shù)的發(fā)展，從事放射性工作的人員不斷增加，職業(yè)性超劑量照射和事故性輻射損傷越來越可能發(fā)生。目前，對(duì)個(gè)體電離輻射暴露劑量的測(cè)定有物理學(xué)方法和生物劑量方法。在放射事故或核恐怖事件發(fā)生后，一般受照者未佩帶個(gè)人劑量計(jì)或受照劑量超過劑量計(jì)額定量程時(shí)，可用生物劑量計(jì)估算受照人員的輻射劑量，為臨床確定治療方案提供依據(jù)。近年來國(guó)內(nèi)外已經(jīng)得到應(yīng)用的電離輻射生物劑量估算方法主要集中在細(xì)胞遺傳學(xué)和體細(xì)胞基因突變上。但這些生物劑量估算方法一般較為復(fù)雜，測(cè)定過程繁鎖，在應(yīng)用上也都有其固有的局限性和不確定性[1，2]。因此，輻照事故發(fā)生后，將多個(gè)生物劑量估算指標(biāo)用于劑量估算已經(jīng)引起研究人員的重視[2，3]。此外，在核事故發(fā)生后，為了快速、準(zhǔn)確地對(duì)大量輻射暴露人群進(jìn)行傷情分類，利用高通量自動(dòng)化設(shè)備對(duì)輻射損傷標(biāo)記物進(jìn)行快速地輻射損傷檢測(cè)，對(duì)于早期診斷和防止器官功能喪失或死亡變得至關(guān)重要。
[0003]在研究生物系統(tǒng)時(shí)，組學(xué)研究方法具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)——可為科研人員提供高通量的分析技術(shù)，對(duì)大量樣本中的多種分析物進(jìn)行同時(shí)測(cè)定。近年來，應(yīng)用動(dòng)物模型，利用蛋白質(zhì)組學(xué)方法進(jìn)行尿液和血清輻射損傷標(biāo)記物的研究已見報(bào)道[4，5]。輻射代謝組學(xué)(Radiation metabolomics)通過研究電離福射暴露導(dǎo)致的機(jī)體代謝物的變化,對(duì)機(jī)體受到的輻射損傷進(jìn)行劑量評(píng)估[6]。它通常以體液為對(duì)象，具有取材簡(jiǎn)單、方便、無侵入性等特點(diǎn)，因而在篩選新的電離輻射損傷標(biāo)記物方面具有其他技術(shù)無可比擬的優(yōu)勢(shì)。電離輻射可引發(fā)一個(gè)復(fù)雜的分子和細(xì)胞的反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，影響代謝過程，并改變機(jī)體代謝產(chǎn)物的水平。因此這些小分子代謝物的改變可以反映機(jī)體電離輻射損傷的程度，而這些代謝產(chǎn)物成為潛在的輻射劑量生物標(biāo)志物[7]。
[0004]本發(fā)明得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(31000385)、江蘇省高校自然科學(xué)研究項(xiàng)目(10KJB310012)、蘇州市科技計(jì)劃項(xiàng)目(SYS201316)、江蘇省博士后基金(0901052C)及江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程(PAPD)資助。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種篩選大鼠早期輻射損傷生物標(biāo)記物的方法及用途。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種篩選大鼠早期輻射損傷生物標(biāo)記物的方法及用途，包括以下步驟:
步驟I)以大鼠為動(dòng)物模型，利用輻射代謝組學(xué)方法，采用氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用技術(shù)，研究急性電離輻射對(duì)大鼠血漿代謝物變化的影響；
步驟2)利用遺傳算法(GA)和單變量統(tǒng)計(jì)分析找出潛在的輻射損傷標(biāo)記物； 步驟3)結(jié)合多變量統(tǒng)計(jì)分析方法——非線性偏最小二乘法(KPLS)，將這些標(biāo)記物用于輻射損傷早期的傷情分類。
[0007]進(jìn)一步的，所述步驟(I)中的氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用技術(shù)中的色譜柱為DB-5MS 毛細(xì)管柱(0.25 μ m, 0.25 μ mX 30 m, Agilent Technologies, USA);載氣為気氣，載氣流速1.lml/min，I μ L衍生化樣品無分流進(jìn)樣，進(jìn)樣口溫度250 °C，采用程序升溫模式，柱初始溫度為80 °C，維持5 min，然后從80 °C依次以10 °C/min的速度升溫至210°C, 5 °C/min升溫至250 °C，10°C/min升溫至300°C并保持8 min，溶劑切割時(shí)間為5min ;質(zhì)譜條件為四級(jí)桿質(zhì)譜儀，電子轟擊離子源(EI)，離子化電壓為70eV，離子源溫度和接口溫度分別為230°C和280°C，檢測(cè)器電壓為1.2kV，質(zhì)量掃描范圍為30-600 m/z。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明技術(shù)方案，采用了高通量的分析技術(shù)——?dú)庀嗌V-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，能在短時(shí)間內(nèi)對(duì)電離輻射事故中的大量輻射暴露人群進(jìn)行傷情分類，這對(duì)于早期診斷和防止器官功能喪失或死亡具有重要的意義；其次首次提出將非線性偏最小二乘回歸分析數(shù)據(jù)模型用于大鼠輻射損傷傷情分類的研究，并把遺傳算法和單變量方差分析相結(jié)合用于輻射損傷標(biāo)記物的篩選；最后是將多個(gè)生物標(biāo)記物用于輻射損傷傷情分類的研究，克服了單一指標(biāo)用于輻射損傷劑量估算的局限性。
[0009]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1為本發(fā)明的血漿的代謝物GC-MS測(cè)定典型總離子流圖，其中(a)對(duì)照組；(b) 4Gy輻射組；(c)8Gy輻射組；
圖2 (a)為本發(fā)明的丙氨酸在電離輻射后5 h不同電離輻射劑量組中的變化趨勢(shì)(mean土SD, < 0.05, **p < 0.01 vs.0Gy; np < 0.05, mp < 0.01 vs.1Gy; %p <0.05, np < 0.0lvs.2Gy ； kp < 0.05, < 0.0lvs.4Gy.)；
圖2 (b)為本發(fā)明的丙酸在電離輻射后5 h不同電離輻射劑量組中的變化趨勢(shì)(mean土SD, < 0.05, **p < 0.01 vs.0Gy; np < 0.05, mp < 0.01 vs.1Gy; %p <0.05, np < 0.0lvs.2Gy ； kp < 0.05, < 0.0lvs.4Gy.)；
圖2 (c)為本發(fā)明的膽固醇在電離輻射后5 h不同電離輻射劑量組中的變化趨勢(shì)(mean土 SD, < 0.05, **p < 0.01 vs.0Gy; np < 0.05, mp < 0.01 vs.1Gy; %p <0.05, np < 0.0lvs.2Gy ； kp < 0.05, < 0.0lvs.4Gy.)；
圖2 (d)為本發(fā)明的硬脂酸在電離輻射后5 h不同電離輻射劑量組中的變化趨勢(shì)(mean土 SD, < 0.05, **p < 0.01 vs.0Gy; np < 0.05, mp < 0.01 vs.1Gy; %p <
0.05, np < 0.0lvs.2Gy ； kp < 0.05, < 0.0lvs.4Gy.)；
圖3 (a)為本發(fā)明的基于輻射后5 h不同電離輻射組大鼠血漿代謝輪廓的KPLS模型得分圖； 圖3 (b)為本發(fā)明的基于輻射后5 h不同電離輻射組大鼠血漿代謝輪廓的預(yù)測(cè)值(predicted)與觀測(cè)值(observed,即理論接受福射劑量)的比較示意圖；
圖3 (c)為本發(fā)明的基于輻射后5 h不同電離輻射組大鼠血漿代謝輪廓的KPLS模型響應(yīng)排序檢驗(yàn)圖；
圖4 (a)為本發(fā)明的基于輻射后24 h不同電離輻射組大鼠血漿代謝輪廓的KPLS模型得分圖；
圖4 (b)為本發(fā)明的基于輻射后24 h不同電離輻射組大鼠血漿代謝輪廓的預(yù)測(cè)值(predicted)與觀測(cè)值(observed,即理論接受福射劑量)的比較示意圖；
圖4 (c)為本發(fā)明的基于輻射后24 h不同電離輻射組大鼠血漿代謝輪廓KPLS模型響應(yīng)排序檢驗(yàn)；
圖5 (a)為本發(fā)明的基于輻射后48 h不同電離輻射組大鼠血漿代謝輪廓的KPLS模型得分圖；
圖5 (b)為本發(fā)明的基于輻射后48 h不同電離輻射組大鼠血漿代謝輪廓的預(yù)測(cè)值(predicted)與觀測(cè)值(observed,即理論接受福射劑量)的比較示意圖；
圖5 (c)為本發(fā)明的基于輻射后48 h不同電離輻射組大鼠血漿代謝輪廓的KPLS模型響應(yīng)排序檢驗(yàn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0012]參照?qǐng)D1-圖5所示，一種篩選大鼠早期輻射損傷生物標(biāo)記物的方法及用途，包括以下步驟:
步驟I)以大鼠為動(dòng)物模型，利用輻射代謝組學(xué)方法，采用氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用技術(shù)，研究急性電離輻射對(duì)大鼠血漿代謝物變化的影響；
步驟2)利用遺傳算法(GA)和單變量統(tǒng)計(jì)分析找出潛在的輻射損傷標(biāo)記物；
步驟3)結(jié)合多變量統(tǒng)計(jì)分析方法——非線性偏最小二乘法(KPLS)，將這些標(biāo)記物用于輻射損傷早期的傷情分類。
[0013]進(jìn)一步的，所述步驟(I)中的氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用技術(shù)中的色譜柱為DB-5MS 毛細(xì)管柱(0.25 μ m, 0.25 μ mX 30 m, Agilent Technologies, USA);載氣為気氣，載氣流速1.lml/min，I μ L衍生化樣品無分流進(jìn)樣，進(jìn)樣口溫度250 °C，采用程序升溫模式，柱初始溫度為80 °C，維持5 min，然后從80 °C依次以10 °C/min的速度升溫至210°C, 5 V /min升溫至250 V，10°C /min升溫至300°C并保持8 min,溶劑切割時(shí)間為5min ；質(zhì)譜條件為四級(jí)桿質(zhì)譜儀，電子轟擊離子源(EI)，離子化電壓為70eV，離子源溫度和接口溫度分別為230°C和280°C，檢測(cè)器電壓為1.2kV，質(zhì)量掃描范圍為30-600 m/z。
[0014]實(shí)施例:
1、材料和方法
(I)氣相色譜及質(zhì)譜條件
氣質(zhì)聯(lián)用儀7890A-5975C GC-MS系統(tǒng)(Agilent);色譜柱:DB_5MS毛細(xì)管柱(0.25μ m, 0.25 μ mX30 m, Agilent Technologies, USA);載氣:氦氣；載氣流速 1.lml/min ;I μ L衍生化樣品無分流進(jìn)樣；進(jìn)樣口溫度250 °C ;采用程序升溫模式，柱初始溫度為80°C，維持5 min;然后從80 °C依次以10 °C/min的速度升溫至210 °C，5 °C/min升溫至250 V，10°C /min升溫至300°C并保持8 min，溶劑切割時(shí)間為5min。
[0015]質(zhì)譜條件:四級(jí)桿質(zhì)譜儀；電子轟擊離子源(EI);離子化電壓為70eV ;離子源溫度和接口溫度分別為230°C和280°C ;檢測(cè)器電壓為1.2kV ;質(zhì)量掃描范圍為30-600 ηι/ζ。
[0016](2)試劑 2，4-二氯苯甲酸，甲氧胺試劑，吡啶，N-甲基三甲基硅基三氟乙酰胺(MSTFA)，三甲基氯硅烷(TMCS),氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品和脂肪酸標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)自美國(guó)Sigma-Aldrich公司；乙腈購(gòu)自美國(guó)TEDIA公司；色譜純級(jí)正庚烷，尿素(分析純)，尿酸(分析純)，膽固醇(分析純)等標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)自上海國(guó)藥化學(xué)試劑公司。
[0017](3)血漿樣本的采集
雄性Wistar大鼠(體重180-200 g，上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限責(zé)任公司)，25°C室溫下常規(guī)飼養(yǎng)，自由進(jìn)食飲水。常規(guī)飼養(yǎng)10天后，首先將大鼠隨機(jī)分為輻射暴露組(211只)和未照射對(duì)照組(13只)。輻射暴露組再隨機(jī)分為5組(每組13-15只)，分別接受1，2，4，6和8 Gy —次全身X射線照射，劑量率為2 Gy/min。電離輻射組分別于輻射后5 h，24 h，48 h用乙醚麻醉，腹腔靜脈血采取血漿(EDTA抗凝，3000 r/min離心取血漿)。以同樣的方式取未照射對(duì)照組大鼠血漿。
[0018](4)血漿代謝物的預(yù)處理及衍生
取100 μ?血衆(zhòng)，室溫解凍后，依次加入250μ?冷乙腈溶液和20 μ?內(nèi)標(biāo)物溶液(lmg/ml2，4-二氯苯甲酸)潤(rùn)旋混合I min后,超聲冰浴15 min, 13000 r/min離心15 min (4°C )后，取上清250μ1冷凍干燥。向冷凍干燥物中加入50μ?甲氧胺吡啶溶液(15 mg/ml), 70°C肟化反應(yīng)I h后加入MSTFA (50 μ?，含1%TMCS作為催化劑)，于70 °C恒溫硅烷化反應(yīng)。Ih后加入100 PL正庚烷，混勻后13000 r/min離心15 min (4 °C )，移取上清液進(jìn)入進(jìn)樣瓶，供GC-MS分析。
[0019](5)數(shù)據(jù)處理
考慮到代謝物的復(fù)雜性，采用提取離子峰的方式完成峰檢測(cè)。依據(jù)保留時(shí)間和質(zhì)荷比進(jìn)行峰對(duì)齊和峰識(shí)別。峰面積的積分根據(jù)實(shí)際情況采用自動(dòng)和手動(dòng)相結(jié)合的辦法獲取各峰與內(nèi)標(biāo)峰的峰面積數(shù)據(jù)。經(jīng)內(nèi)標(biāo)物校正(即將每種目標(biāo)化合物的峰面積除以內(nèi)標(biāo)物的峰面積)后，用相對(duì)峰面積(與內(nèi)標(biāo)峰的比值)表示代謝物的含量。
[0020]將核函數(shù)變換的非線性偏最小二乘回歸(KPLS)模型用于對(duì)照組代謝物譜和電離輻射組代謝物譜模式識(shí)別分析。多變量的統(tǒng)計(jì)分析及數(shù)據(jù)的可視化采用SIMCA-P 11.5demo 版(Umetrics AB, Umea, Sweden)和Matlab (version 7.0.0.19920, R14)軟件。
[0021]單變量的數(shù)據(jù)分析使用SPSS16.0軟件數(shù)據(jù)包。由于本研究涉及分屬于6個(gè)不同組別的數(shù)據(jù)間比較，因此采用多重比較的單變量方差分析(ANOVA，Bonferroni事后驗(yàn)證)，顯著性水平設(shè)為P〈0.05。
[0022](6)輻射損傷生物標(biāo)記物的篩選和輻射傷情分類的研究
本發(fā)明利用遺傳算法(GA)選出對(duì)照組與電離輻射組分類貢獻(xiàn)較大的差異代謝物，并進(jìn)一步利用單變量方差考察它們是否在單維統(tǒng)計(jì)上具有顯著性差異。我們將那些在單維統(tǒng)計(jì)上亦具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的差異代謝物作為潛在的輻射生物標(biāo)記物。然后，將這些潛在的輻射生物標(biāo)記物用于多維KPLS模式識(shí)別中，通過比較預(yù)測(cè)的輻射劑量與理論接受的輻射劑量(即實(shí)際給予的X射線劑量)進(jìn)行傷情分類的研究。利用NIST2012質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫和標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)潛在的輻射生物標(biāo)記物進(jìn)行鑒定。
[0023]GA理論來自達(dá)爾文的進(jìn)化論(即適者生存):每一物種在發(fā)展中越來越適應(yīng)環(huán)境，物種每個(gè)個(gè)體的基本特征由后代所繼承，但后代又會(huì)產(chǎn)生一些異于父代的新變化。在環(huán)境變化時(shí)，只有那些能適應(yīng)環(huán)境的個(gè)體特征方能保留下來[8]。
[0024]2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果
(I)GC-MS代謝物譜分析
對(duì)照組和輻射組大鼠血漿經(jīng)GC-MS分析后，得到的典型總離子流圖譜如圖1所示。樣品色譜峰分離良好，色譜峰較多，采用NIST及標(biāo)準(zhǔn)品的鑒定可以看出這些代謝物主要包括有機(jī)小分子酸類、脂肪酸類、氨基酸類、固醇類等幾類物質(zhì)。并且，從三張總離子流譜圖直觀比較可以看出輻照組與對(duì)照組相比血漿代謝物的組成和比例上有較大差異，其中丙酸(7.16min)棕櫚酸(28.12min)膽固醇(33.58min)等物質(zhì)的響應(yīng)強(qiáng)度差異最為明顯。代謝物相對(duì)含量變化代表著輻射損傷導(dǎo)致的內(nèi)源性代謝物的變化及生理狀態(tài)的差異。對(duì)比三張總離子流圖譜，無論是保留時(shí)間還是主要峰的分布均具有較好的重現(xiàn)性。
[0025]( 2)潛在的輻射生物標(biāo)記物
首先，我們利用GA算法找出了對(duì)對(duì)照組和電離輻射組分類貢獻(xiàn)較大的12種差異代謝物:丙酸、尿素、尿酸、脯氨酸、丙氨酸、甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、檸檬酸、葡萄糖、棕櫚酸、軟脂酸、膽固醇。接著，我們對(duì)這12種差異代謝物進(jìn)行單變量方差分析發(fā)現(xiàn)它們與電離輻射劑量顯著相關(guān)(P〈0.01)，因此，將它們作為輻射損傷早期潛在的生物標(biāo)記物如表I所示。
[0026](3)電離輻射后5h傷情分類的研究
不同劑量輻射引起的血漿中12種差異代謝物(潛在輻射生物標(biāo)記物)的變化比較復(fù)雜如圖2所示:與對(duì)照組相比，有些代謝物含量先上升后下降，如膽固醇在l_4Gy范圍內(nèi)隨輻射劑量增加顯著性上升，而后又呈下降趨勢(shì)(6-8Gy);—些代謝物含量則先下降后上升，如丙氨酸在低劑量輻射組呈下降趨勢(shì)，而后隨著輻射暴露劑量的增加又恢復(fù)至原來水平。從12種差異代謝物在不同組別中的含量變化可知，沒有一種代謝物呈現(xiàn)出明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。而多變量統(tǒng)計(jì)分析具有綜合利用多個(gè)變量的信息，可以捕捉到具有相互關(guān)聯(lián)的差異性變量，進(jìn)而提高方法的特異性。因此，本發(fā)明中我們結(jié)合正交信號(hào)校正(OSC)數(shù)據(jù)預(yù)處理方法，利用多變量KPLS統(tǒng)計(jì)模型將12種潛在輻射生物標(biāo)記物用于輻射損傷早期傷情分類的研究。圖3 (a)為對(duì)照組和不同電離輻射組的得分散點(diǎn)圖譜:對(duì)照組與照射組可以很清晰地分為不同的區(qū)域，而且隨著輻射暴露劑量的增加，輻射組與對(duì)照組的區(qū)域相隔越遠(yuǎn)，說明電離輻射可對(duì)血漿代謝物含量產(chǎn)生明顯影響，其影響程度與輻射劑量正相關(guān)。此外，不同輻射組雖然有分離的趨勢(shì)，但相鄰劑量組出現(xiàn)了交叉重疊，尤其低劑量I Gy與2 Gy輻射組，這可能與輻射劑量較小引起的代謝物變化在輻射損傷早期階段尚未表現(xiàn)出來有關(guān)。從血衆(zhòng)代謝輪廓的預(yù)測(cè)值(predicted)與觀測(cè)值(observed,即理論接受福射劑量)的比較可以看出，除I Gy輻射組的預(yù)測(cè)值分布松散、與鄰組預(yù)測(cè)值分布區(qū)間交叉重疊較多外，其它組別的預(yù)測(cè)值均在觀測(cè)值附件波動(dòng)、分布區(qū)間相對(duì)比較集中(圖3 (b))。依據(jù)電離輻射損傷的程度，Wistar大鼠傷情分類標(biāo)準(zhǔn)見表2。根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，輻射后5 h的傷情分類結(jié)果如表3所示:除輕微(Slight)級(jí)傷情分類正確率偏低(50.0%)外，其它級(jí)別的傷情分類正確率均達(dá)到71%以上，其中中度(Moderate)分類正確率達(dá)到100%。[0027]該數(shù)據(jù)模型的相關(guān)參數(shù)為R2X為0.541，R2Y為0.937，Q2Y為0.926 (>0.5)，R2Y代表模型對(duì)Y變量的保留程度即模型的解釋能力，Q2Y為模型的穩(wěn)定性和預(yù)測(cè)性。較高的R2Y和Q2Y說明該模型具有較高的解釋能力和預(yù)測(cè)能力。為了保證模型的有效性，避免過擬合，進(jìn)一步采用了 100次響應(yīng)排序檢驗(yàn),結(jié)果表明所有通過隨機(jī)排序計(jì)算得到R2-1ntercept=0.0287 ?0.4)，Q2-1ntercept=-0.251 (〈0.05)，說明該模型可靠[9]。
[0028](4)電離輻射后24h傷情分類的研究
圖4 (a)為輻射后24 h照射組和照射組的分類散點(diǎn)圖。從圖中可以看出，隨著輻射劑量的增加，輻射組與對(duì)照組相隔愈遠(yuǎn)；相鄰輻射劑量組雖有少許交叉重疊，但其重疊交叉區(qū)域較輻射后5 h明顯減少，因而分類效果也較5 h時(shí)相點(diǎn)要好。從交叉驗(yàn)證的預(yù)測(cè)結(jié)果上來看，與輻射后5 h相比，低劑量輻射組的預(yù)測(cè)值聚集程度有了明顯的改善，并且不同輻射劑量組預(yù)測(cè)值分布區(qū)間呈縮小趨勢(shì)(圖4 (b))。輻射暴露后24 h不同程度的傷情分類正確率均達(dá)到了 85%以上:其中輕度(Mild)、中度(Moderated)均達(dá)到100%，重度(Severe)為92.9%，其它等級(jí)為85.7% (表3)。該時(shí)間點(diǎn)模型的相關(guān)參數(shù):R2X=0.904，R2Y=0.96，Q2Y=0.956，R2-1ntercept=-0.0393 ?0.4)，Q2-1ntercept=-0.162 ?0.05)。結(jié)果表明該模型具有較高的解釋率、預(yù)測(cè)率和穩(wěn)定性。
[0029](5)電離輻射后48h傷情分類的研究
輻射后48 h對(duì)照組與電離輻射組的分類見圖5a。大多數(shù)相鄰輻射劑量組交叉重疊區(qū)間較前面時(shí)間點(diǎn)(即輻射后5 h，24 h)進(jìn)一步縮小，各個(gè)劑量組的預(yù)測(cè)值與觀測(cè)值更加接近，分布范圍更為集聚、均勻(圖5 (b))。因此，與輻射后24 h相比，除中度(Moderate)級(jí)分類正確率略有下降和輕微(Slight)級(jí)分類正確率保持不變外，輻射后48 h其它層次傷情分類正確率有很大提高:尤其是高劑量輻射組和對(duì)照組，其傷情分類正確率均達(dá)到100% (表3)。這可能與隨著輻射暴露后時(shí)間的延長(zhǎng)其電離輻射損傷進(jìn)一步加劇有關(guān)。該時(shí)相點(diǎn)模型的相關(guān)參數(shù):R2X=823，R2Y=0.972，Q2Y=0.97，R2-1ntercept=-0.0369 ?0.4)，Q2-1ntercept=-0.196 ?0.05)。結(jié)果提示該模型具有較高的解釋性、預(yù)測(cè)性和穩(wěn)定性。
【權(quán)利要求】
1.一種篩選大鼠早期輻射損傷生物標(biāo)記物的方法及用途，其特征在于，包括以下步驟: 步驟I)以大鼠為動(dòng)物模型，利用輻射代謝組學(xué)方法，采用氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用技術(shù)，研究急性電離輻射對(duì)大鼠血漿代謝物變化的影響； 步驟2)利用遺傳算法(GA)和單變量統(tǒng)計(jì)分析找出潛在的輻射損傷標(biāo)記物； 步驟3)結(jié)合多變量統(tǒng)計(jì)分析方法一一非線性偏最小二乘法(KPLS)，將這些標(biāo)記物用于輻射損傷早期的傷情分類。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的篩選大鼠早期輻射損傷生物標(biāo)記物的方法及用途，其特征在于，所述步驟(I)中的氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用技術(shù)中的色譜柱為DB-5MS毛細(xì)管柱(0.25 μ m, 0.25 μ mX 30 m, Agilent Technologies, USA),載氣為氦氣,載氣流速 L lml/min，l μ L衍生化樣品無分流進(jìn)樣，進(jìn)樣口溫度250 °C，采用程序升溫模式，柱初始溫度為.80 °C，維持5 min，然后從80 °C依次以10 °C/min的速度升溫至210 °C，5 °C/min升溫至250 °C，10°C/min升溫至300°C并保持8 min，溶劑切割時(shí)間為5min ;質(zhì)譜條件為四級(jí)桿質(zhì)譜儀，電子轟擊離子源(EI)，離子化電壓為70eV，離子源溫度和接口溫度分別為230°C和280°C，檢測(cè)器電壓為1.2kV，質(zhì)量掃描范圍為30-600 m/z。
【文檔編號(hào)】G01T1/02GK103529469SQ201310475863
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月14日
【發(fā)明者】王暢, 張圓圓, 郭景德, 李超, 武建芳, 周嫻 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)