炎癥性腸病的診斷方法技術

此處描述了一種用于診斷炎癥性腸病的新方法，該方法基于確定來自人腸道微生物組的至少一個基因的缺失。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
炎癥性腸病是^-種病因不明的慢性疾病,其特征在于胃腸道不同水平的持久性黏膜炎癥。潰瘍性結腸炎和克羅恩氏病是炎癥性腸疾病的兩種主要類型。潰瘍性結腸炎導致限制在結腸的持續性黏膜炎癥,而克羅恩氏病導致在整個胃腸道的任意位置非持續性穿壁性炎癥(transmural inflammation),盡管其最通常地影響回腸末端(terminal i leum)。最常見的腸道病變由黏膜潰瘍、腸壁腫脹和腸腔狹窄(stricturing)組成。這些慢性炎癥病變可導致癥狀比如腹瀉、便急(faecal urgency)、腹痛和發熱、以及不同嚴重程度的并發癥 包括出血、腸梗阻、敗血癥和營養不良。
技術介紹
流行病學研究證明在上個世紀自1950年以來，在西歐和北美這種疾病的發病率(incidence)穩步上升。二十年后在南歐和日本發病率上升，但如今發病率(incidencerate)與北歐和北美同樣的顯著。最近的數據表明東歐國家以及南亞和東亞的發病率越來越高。發病率的變化似乎與西化的生活方式有關,包括飲食習慣的變化和環境的變化比如改善的衛生條件和產業化。如今，合并的患病率(prevalence)數字(潰瘍性結腸炎加上克羅恩氏病)表明炎癥性腸病影響了高達O. 5%的發達社會的群體。炎癥性腸病對社會的影響是非成比例的高，作為表現常發生在年輕的時候,并且有可能造成終身的健康狀況不佳。目前,還沒有炎癥性腸疾病的治愈或根除療法。通常,潰瘍性結腸炎和克羅恩氏病均呈現起伏的活動(activity),具有不受控的、慢性黏膜炎癥發作(bouts),隨后是緩解期間發生的重塑過程。主要治療方法通常是藥物療法來減輕炎癥活動的發作并防止緩解時未來的復發。可以用各種藥物治療患者,包括5-ASAs (如美沙拉嗪)、類固醇(如潑尼松龍)、和免疫抑制劑(如硫唑嘌呤)。此外，當標準藥物治療失敗時,患者也可以接受新的生物藥物如單克隆抗體(如抗TNF-α抗體英夫利昔單抗)。盡管它們一般有效,但這種藥物可以具有重大的負擔。它們不僅貴,副作用還是常見的,對于免疫抑制劑發生率為28%,對于類固醇上升到50%。有些患者可出現嚴重的副作用，如全身性感染或瘤形成，因此目前的療法需要密切的監視。此外，約30%患有潰瘍性結腸炎的患者和50%患有克羅恩氏病的患者，在他們生活中的某些時候需要手術。可用的藥物療法不能達到這種疾病的根除或永久治愈，這主要是由于這樣的事實，潰瘍性結腸炎和克羅恩氏病的確切病因仍有待澄清。然而,至少在過去幾年中，導致黏膜炎癥性病變的病理生理機制已被部分揭示。有令人信服的證據表明，炎癥性腸病中觀察到的炎癥是腸道(gut)微生物群落和黏膜免疫系統之間的異常反應引起的。黏膜免疫系統的T輔助性淋巴細胞(Th)對病原體的防御反應與旨在清楚病原體的炎癥過程有關，但同時這些過程也破壞了宿主組織。在正常情況下，一些共生的腸道微生物在腸道淋巴濾泡中對于誘導調節性T淋巴細胞(Tregs)似乎發揮了重要作用。調節性T淋巴細胞是被稱為“免疫耐受”現象的關鍵作用者(player),因為這些淋巴細胞在對被識別為非致病性的微生物抗原反應時不誘導炎癥。調節性T淋巴細胞介導的免疫耐受是必要的自我平衡機制，通過這種機制宿主可以承受腸道當中或其它身體表面無害抗原的巨大負擔,而不通過炎癥進行反應。一些證據表明，在具有遺傳易感性的個體中，Th淋巴細胞介導的對抗腔細菌的免疫是驅動產生腸病變和/或損害病變消除的炎癥過程中的關鍵事件。腸道微生物群(microbiota)與黏膜免疫部分間的缺陷相互作用可導致引起慢性腸炎癥的異常。^-些研究已經表明糞便微生物群的組成在患有炎癥性腸疾病的受試者與健康對照之間是不同的。報道的差異是多樣的，且各項研究之間并不總是一致的。因此，不可能使用公開的差異來區分患有炎癥性腸疾病的患者和健康人。然而,如上面所解釋的，將確定特定環境下在炎癥性腸病特別是克羅恩氏病的發作和維持中的固有的(indigenous)腸道微生物。因此仍然需要--種新的、可靠的方法來允許一致性的炎癥性腸病診斷。 大多數腸共生體無法培養。已經開發出基因組策略來克服這種限制(Hamady和Knight, Genome Res, 19:1141-1152,2009)。這些策略允許將微生物組定義為微生物群基因組中包含的基因的集合(Turnbaugh.等人，Nature, 449:804-8010，2007 ；Hainady 和 Knight, GenomeRes. , 19:1141-1152，2009)。已證明，所有個體共有的少數物種的存在構成了人腸微生物群系統發育的核心(Tap 等人’ Environ Microbiol.，11(10) :2574-2584，2009)。近期，宏基因組學(metagenomic)分析已導致對330萬個非冗余人腸道微生物基因廣泛目錄的鑒定，這對應著576. 7千兆個堿基的序列(Qin等人，Nature, 2010，doi : 10. 1038/nature08821)
技術實現思路
本專利技術人已使用基于在不同個體中來自人糞便DNA片段的分離和測序的方法。由于來自腸道的微生物基因的廣泛目錄現已可獲得(Qin等人，Nature, 2010，doi : 10. 1038/nature08821),可以計算在特定群體中(如，患炎癥性腸病的患者)特定序列的拷貝數和頻率。因此有可能鑒定特定基因的存在或缺失與特定病理存在或缺失之間的任何相關性。此夕卜,可以確定個體中特定基因的拷貝數。克羅恩氏病和潰瘍性結腸炎是消化道慢性免疫炎癥性疾病,統稱為炎癥性腸病。本專利技術人能夠鑒定一組患有克羅恩氏病或潰瘍性結腸炎的患者和健康人對照之間顯著不同的基因。這些基因列于表I (克羅恩氏病)和表2 (潰瘍性結腸炎)中。所述基因在健康個體中比在患者中更眾多。這種觀察在統計學上是顯著的，因為微生物基因的總數在兩個群體中沒有不同。因此,在患炎癥性腸病的個體中特定人腸道微生物基因存在丟失。本專利技術的第一方面是一種用于診斷炎癥性腸病的方法,所述方法包括確定是否至少一個基因從個體腸道微生物組中缺失的步驟。通過“個體腸道微生物組”,此處理解為構成所述個體微生物群的所有基因。術語“個體腸道微生物組”因此對應著所述個體腸道中存在的所有細菌的所有基因。當基因在微生物組中的拷貝數在一定的閾值以下時，基因從微生物組中缺失。根據本專利技術，“閾值”意圖表示這樣的值,其允許對樣本進行區分，在樣本中興趣基因的拷貝數對應著個體微生物組中低或高的拷貝數。特別是,如果一些拷貝小于或等于閾值,那么該基因在微生物組中的拷貝數被認為是低的，而如果拷貝數超過閾值,那么該基因在微生物組中的拷貝數被認為是高的。低拷貝數是指基因從微生物組中缺失，而大量拷貝是指基因存在于微生物組中。對于每個基因，最佳閾值可能根據測量基因拷貝數所使用的方法而不同。然而,其可容易地由技術人員基于若干個體的微生物組分析,在其中對于特定基因的拷貝數(低或高)是已知的，以及基于和對照基因的拷貝數的比較而確定。 本專利技術的方法從而允許技術人員僅僅基于來自個體腸道微生物組的基因的存在或缺失來診斷病理。特定基因的拷貝數和攜帶該基因的細菌細胞數目有直接的相關性。本專利技術的方法從而允許技術人員通過微生物組分析來本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：S·埃利克，
申請(專利權)人：國家農藝研究院，
類型：
國別省市：