一種構建腸道-胰島調控軸相關功能評估模型的方法與應用技術

本發明專利技術提供了一種構建腸道-胰島調控軸相關功能評估模型的方法，通過在不同階段給受試者服用不同口服降糖藥或空白對照后，再對每個階段受試者進行靜脈-口服雙重高糖鉗夾試驗，最后將各個階段下通過雙重高糖鉗夾試驗獲取的血清胰島素值、C肽值、血漿胰高血糖素值以及活性胰高血糖素樣多肽-1(GLP-1)值繪制曲線下面積，并將一一對應的曲線下面積運用Metlab進行3D曲面擬合，獲得相關腸-胰軸功能評估模型。本發明專利技術能夠精確評估并比較靜脈及口服糖刺激狀態下的胰島素兩相分泌模式，此外，還能將腸道激素效應與胰島素和胰高血糖素分泌進行定量關聯，從而得到精確的腸-胰軸作用模式評估體系。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于模型構建領域，尤其涉及一種構建腸道-胰島調控軸相關功能評估模型的方法與應用。
技術介紹
有研究者指出，在相同血糖濃度情況下，口服葡萄糖刺激的胰島素分泌明顯超過靜脈葡萄糖所引起的胰島素分泌，進而提出這些腸促胰素可能與餐后胰島素分泌調節相關，并將此現象稱為“腸促胰素效應”。其主要是指由腸道細胞分泌的肽類包括胰高血糖素樣多肽-1(GLP-1)和促胰島素多肽(GIP)以葡萄糖依賴的形式釋放入循環，通過激活β細胞表面的G蛋白偶聯受體，增加環腺苷酸(cAMP)釋放，從而以葡萄糖依賴的形式增加胰島素分泌，抑制胰島α細胞分泌胰高血糖素，同時延緩胃排空和抑制食欲和小腸吸收，最終實現血糖穩態?；贕LP-1可通過促進胰島素分泌和合成、抑制胰高血糖素分泌而發揮降糖作用，及2型糖尿病患者GLP-1分泌減少的現象，提示其可作為2型糖尿病診斷及藥物治療療效評估的新方法。胰島β細胞的功能是指各種刺激物質對β細胞的刺激所引起的胰島素釋放及分泌的反應，包括時相，分泌持續時間，峰值，以及分泌其他多肽的能力。目前用于檢測胰島β細胞功能的方法主要有：(1)葡萄糖刺激試驗，包括口服糖耐量試驗(OGTT)，靜脈糖耐量試驗(IVGTT)，高糖鉗夾技術等。(2)非糖物質刺激試驗如精氨酸，胰高糖素，甲苯磺丁脲刺激的胰島素分泌檢測。(3)β細胞分泌其他降糖物質的能力如胰島素原，C肽，胰淀粉樣多肽等。國內外研究顯示，其中高葡萄糖鉗夾試驗是目前測定β細胞功能敏感性最高的試驗，被視為金標準。其他相關試驗的敏感性由高到低依次為IVGTT、OGTT、精氨酸試驗、胰高血糖素試驗。高糖鉗夾試驗是由Rubin?Andres首創，并由DeFronzo進行改進繼而用于人類胰島β細胞功能評估。其原理是通過持續輸注外源性葡萄糖從而形成葡萄糖與胰島素的反饋環路，目的是將血糖控制在持續的高糖平臺，以便于觀察β細胞對葡萄糖的反應性及組織對胰島素的敏感性，從而評估胰島β細胞功能。由于在持續的高糖刺激下，經典的胰島素分泌呈兩相分泌峰。第一相一般多發生在接受刺激的前十分鐘內，儲存在胰島β細胞顆粒中胰島素被迅速釋放進入循環，血中胰島素濃度快速升高。正常人一般在4-6分鐘時達到峰值，而后逐漸減弱，以促進組織細胞對于葡萄糖的攝取，達到降低血糖的目的。但是由于持續的外源性葡萄糖輸注將血糖維持在較高水平，因此使β細胞繼續合成和分泌胰島素，促發了胰島素的第二相分泌。在這一階段，胰島素濃度升高相對緩慢，基本與高糖持續時間保持一致。由于高糖鉗夾技術將不同個體的血糖升高至統一水平，因此，可完整地觀察胰島素的兩相分泌，從而精確地評價胰島β細胞儲備和分泌胰島素的功能。但是，單純高糖鉗夾技術僅能檢測在靜脈糖刺激下胰島素的分泌模式，無法檢測經口服糖刺激后的胰島素分泌。而對于DPP-IV抑制劑來說，主要是通過腸促胰素效應刺激胰島素分泌，因此其促胰島素分泌能力可能因此被低估。OGTT可評估糖負荷下的胰島素分泌，但是由于其精確性較差，無法區分分泌時相。以往的文獻中有嘗試將OGTT和高糖鉗夾技術結合起來，在高糖鉗夾的過程中加入口服葡萄糖。但這類方法均有缺陷，即無法精確顯示口服糖后的胰島素兩相分泌，無法與靜脈糖刺激下的胰島素分泌進行同時對比。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種構建腸-胰軸相關功能評估模型的方法，旨在解決現有檢測技術無法精確顯示口服糖刺激后的胰島素兩相分泌情況，進而無法與單純靜脈糖刺激下的胰島素兩相分泌進行對比，導致胰島素分泌模式評估不準確不全面的問題。本專利技術是這樣實現的，一種構建腸道-胰島調控軸相關功能評估模型的方法，包括以下步驟：(1)在不同階段給受試者服用不同口服降糖藥或空白對照；(2)在每個階段給藥或空白對照后進行靜脈-口服雙重高糖鉗夾試驗，所述靜脈-口服雙重高糖鉗夾試驗包括：對受試者靜脈注射葡萄糖后進行第一次高糖鉗夾試驗；通過正葡萄糖鉗夾試驗，降低受試者血糖濃度后口服葡萄糖，再靜脈注射葡萄糖后進行第二次高糖鉗夾試驗；其中，在每次高糖鉗夾試驗過程中獲取不同時間點受試者的血糖、血清胰島素值、C肽值、血漿胰高血糖素值以及活性GLP-1值；(3)比較各階段藥物作用下血清胰島素值、C肽值、血漿胰高血糖素值以及活性GLP-1值的曲線下面積并將一一對應的曲線下面積運用Metlab進行3D曲面擬合，獲得腸道-胰島調控軸相關功能評估模型，用函數定義為：公式1：AUCInsulin=813.94+9.53*AUCActiveGLP-1+0.98*AUCGlucagon，P<0.001；公式2：AUCInsulin=479.59+23.27*AUCActiveGLP-1+2.076*AUCGlucagon，P<0.001；其中，公式1為第一次高糖鉗夾試驗所得，公式2為第二次高糖鉗夾試驗所得，在公式1和公式2中，所述AUCInsulin為胰島素的曲線下面積，所述AUCActiveGLP-1的曲線下面積，所述AUCGlucagon為胰高血糖素的曲線下面積。優選地，所述在不同階段給受試者服用不同口服降糖藥或空白對照具體為：分第一至第四階段為受試者給藥，其中，各階段所服用的藥物種類及計量如下所示：優選地，所述靜脈-口服雙重高糖鉗夾試驗包括以下具體步驟：A、第一次高糖鉗夾試驗，通過靜脈輸注葡萄糖使受試者血糖濃度迅速升高并維持在12mmol／L，并在不同時間點采血測定靜脈血糖、血清胰島素值、C肽分泌值、血漿胰高血糖素值以及活性GLP-1值；B、通過正葡萄糖鉗夾原理，調節葡萄糖輸注速率使受試者血糖濃度降低至試驗前基礎狀態或6mmol／L以下時，給予健康受試者口服葡萄糖，調節靜脈輸注葡萄糖速率使受試者血糖穩定小于6mmol／L維持40分鐘；C、第二次高糖鉗夾試驗，調節靜脈輸注葡萄糖的濃度以使受試者血糖濃度再次迅速升高并維持在12mmol／L，同時在不同時間點采血測定靜脈血糖、血清胰島素值、C肽分泌值、血漿胰高血糖素值以及活性GLP-1值。優選地，所述葡萄糖的靜脈推注量(ml)、質量濃度(％)、受試者體重(kg)以及血糖濃度值(mmol／L)的關系定義為：質量百分比濃度×靜脈推注量=(目標血糖濃度值-當前血糖濃度值)×體重×70／2。優選地，在步驟A中，所述通過靜脈輸注葡萄糖使受試者血糖濃度迅速升高并維持在12mmol／L具體為：在受試者空腹狀態下，給予靜脈推注質量濃度為50％葡萄糖刺激使受試者血糖濃度快速升本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種構建腸道?胰島調控軸相關功能評估模型的方法，其特征在于包括以下步驟：(1)在不同階段給受試者服用不同口服降糖藥或空白對照；(2)在每個階段給藥或空白對照后進行靜脈?口服雙重高糖鉗夾試驗，所述靜脈?口服雙重高糖鉗夾試驗包括：對受試者靜脈注射葡萄糖后進行第一次高糖鉗夾試驗；通過正葡萄糖鉗夾試驗，降低受試者血糖濃度后口服葡萄糖，再靜脈注射葡萄糖后進行第二次高糖鉗夾試驗；其中，在每次高糖鉗夾試驗過程中獲取不同時間點受試者的血糖、血清胰島素值、C肽值、血漿胰高血糖素值以及活性GLP?1值；(3)比較各階段藥物作用下血清胰島素值、C肽值、血漿胰高血糖素值以及活性GLP?1值的曲線下面積并將一一對應的曲線下面積運用Metlab進行3D曲面擬合，獲得腸道?胰島調控軸相關功能評估模型，用函數定義為：公式1：AUCInsulin=813.94+9.53*AUCActiveGLP?1+0.98*AUCGlucagon，P<0.001；公式2：AUCInsulin=479.59+23.27*AUCActiveGLP?1+2.076*AUCGlucagon，P<0.001；其中，公式1為第一次高糖鉗夾試驗所得，公式2為第二次高糖鉗夾試驗所得，在公式1和公式2中，所述AUCInsulin為胰島素的曲線下面積，所述AUCActiveGLP?1的曲線下面積，所述AUCGlucagon為胰高血糖素的曲線下面積。...

【技術特征摘要】
1.一種構建腸道-胰島調控軸相關功能評估模型的方法，其特征在于包括
以下步驟：
(1)在不同階段給受試者服用不同口服降糖藥或空白對照；
(2)在每個階段給藥或空白對照后進行靜脈-口服雙重高糖鉗夾試驗，所
述靜脈-口服雙重高糖鉗夾試驗包括：對受試者靜脈注射葡萄糖后進行第一次高
糖鉗夾試驗；通過正葡萄糖鉗夾試驗，降低受試者血糖濃度后口服葡萄糖，再
靜脈注射葡萄糖后進行第二次高糖鉗夾試驗；其中，在每次高糖鉗夾試驗過程
中獲取不同時間點受試者的血糖、血清胰島素值、C肽值、血漿胰高血糖素值
以及活性GLP-1值；
(3)比較各階段藥物作用下血清胰島素值、C肽值、血漿胰高血糖素值以
及活性GLP-1值的曲線下面積并將一一對應的曲線下面積運用Metlab進行3D
曲面擬合，獲得腸道-胰島調控軸相關功能評估模型，用函數定義為：
公式1：AUCInsulin=813.94+9.53*AUCActiveGLP-1+0.98*AUCGlucagon，P<0.001；
公式2：AUCInsulin=479.59+23.27*AUCActiveGLP-1+2.076*AUCGlucagon，P<0.001；
其中，公式1為第一次高糖鉗夾試驗所得，公式2為第二次高糖鉗夾試驗
所得，在公式1和公式2中，所述AUCInsulin為胰島素的曲線下面積，所述
AUCActiveGLP-1的曲線下面積，所述AUCGlucagon為胰高血糖素的曲線下面積。
2.如權利要求1所述的構建腸道-胰島調控軸相關功能評估模型的方法，
其特征在于，所述在不同階段給受試者服用不同口服降糖藥或空白對照具體為：
分第一至第四階段為受試者給藥，其中，各階段所服用的藥物種類及計量如下
所示：
3.如權利要求2所述的構建腸道-胰島調控軸相關功能評估模型的方法，
其特征在于，所述靜脈-口服雙重高糖鉗夾試驗包括以下具體步驟：
A、第一次高糖鉗夾試驗，通過靜脈輸注葡萄糖使受試者血糖濃度迅速升
高并維持在12mmol／L，并在不同時間點采血測定靜脈血糖、血清胰島素值、C
肽分泌值、血漿胰高血糖素值以及活性GLP-1值；
B、通過正葡萄糖鉗夾原理，調節葡萄糖輸注速率使受試者血糖濃度降低
至試驗前基礎狀態或6mmol／L以下時，給予健康受試者口服葡萄糖，調節靜脈
輸注葡萄糖速率使受試者血糖穩定小于6mmol／L維持40分鐘；
C、第二次高糖鉗夾試驗，調節靜脈輸注葡萄糖的濃度以使受試者血糖濃
度再次迅速升高并維持在12mmol／L，同時在不同時間點采血測定靜脈血糖、血
清胰島素值、C肽分泌值、血漿胰高血糖素值以及活性GLP-1值。
4.如權利要求3所述的構建腸道-胰島調控軸相關功能評估模型的方法，

【專利技術屬性】
技術研發人員：寧光，王衛慶，張翼飛，池潔，陳惠敏，鄭昇，伍貽新，
申請(專利權)人：上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院，
類型：發明
國別省市：上海;31