[发明专利]一种应用代谢组学技术定量评价药效的方法

说明书

技术领域

本发明涉及药效定量评价的新方法，具体涉及采用气相色谱方法定量检测人、动物或细胞中内源性小分子化合物、采用多变量数据处理方法计算数学模型、计算给药组与对照组相对距离作为药效定量评价的方法。

背景技术

长期以来，在药理研究中，许多药物的药效依靠定性而非定量、主观而非客观、粗略而非准确、片面而非全面的标准进行评价，这些方法的具体不足主要体现在：

1.量化指标缺乏药效评价虽然采用了一些方便、有效的评价指标，如体重、血压、血糖、转氨酶、血小板、细胞数目等，但还有许多药物的药效缺乏明确量化指标，以现有的方法难以实施精确检测和评价。例如疲劳程度、疼痛程度和镇痛效果、机体排斥反应的强弱和免疫抑制剂的效果，兴奋、焦虑或作用于精神、神经类药物的药效，心肌收缩力或胃肠道运动是加强还是减弱；血管或支气管是扩张还是收缩等。

2.主观性因缺乏客观定量指标，许多药效的评价只能采取主观的人为评价或定性，对这些药效的评价不得不依靠定性方法(如组织切片、成像技术、各种电镜检查等)或经验判断或主观感觉进行分级量化，使得药效评判存在很大的主观性和不确定性。

3.片面性许多指标存在一定的片面性，只是反映了个别生化功能、器官/组织的状态，缺乏整体的、系统的评价标准。如转氨酶、肌酸酐、血沉等指标。

4.伤害性一些评价方法对机体伤害大或费用昂贵，如活检、介入、造影、断层扫描等，缺少损伤性小、经济方便的方法。

总之，现有的许多药效评价的方法局限性较大，缺乏定量标准、缺乏客观性、全面性、针对性和创新性，不利于对药效进行定量、客观和准确评价，成为严重制约药理学研究的巨大障碍和困扰药理学研究的重大难题。亟需研究和创立方便、合理、应用广泛的新药效评价方法。

机体内源性小分子物质组是生命活动的基础，机体的功能状态必然反映在体内代谢组(内源性小分子化合物总称)上。研究表明，在疾病状态下机体代谢功能和很多小分子化合物水平明显异常。而在药物治疗和机体康复过程中，随着机体的各项功能逐渐恢复，体内小分子和代谢水平也逐渐得到调节或纠正。而代谢组调节或转归的程度与药效强弱之间具有显著的相关性，即药效越强、越好，机体的各项功能状态/体内小分子水平也越接近正常(远离疾病状态)；药效越弱、越差，机体的各项功能状态/体内小分子水平也越靠近疾病状态(远离正常状态)。

利用合适的代谢组学检测工具，可以检测生物样本中数百甚至上千个分子量小于1000的各类小分子化合物。以GC/TOFMS测定为例，对很多化合物检测灵敏度高达10^-12mol(绝对检测限)，相对灵敏度达10^-9mol/mL。这些化合物包括几乎所有氨基酸、糖醇类化合物、脂肪酸类、脂类、小分子有机酸类、核苷和嘌呤化合物、氨类化合物、神经递质等等，它们既是生命活动必需的原料，也是机体代谢产物/中间体，还是机体生长、发育、生物信号传导和代谢循环的重要物质基础。与生命活动中起着极为重要作用的糖代谢、脂代谢、三羧酸循环、尿素循环、氨基酸循环等密切相关。因此，检测的体内小分子的变化既可以系统综合地体现药效作用的结果，还可以根据给药前后样品移动距离定量评价药效。迄今为止，还没有利用代谢组学数据建立数学模型、计算给药组与对照组相对距离对药效进行定量评价的报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：利用代谢组学方法，全面、定量测定生物样本中内源性小分子，得到的数据采用多变量数据处理方法建立数学模型，计算给药组与对照组的相对距离，以此定量数值作为药效评价的指标，解决许多药效缺乏准确定量评价方法的问题。

为解决上述问题，本发明提供如下技术方案，步骤包括：

样品采集和处理：采集临床病人、模型动物、组织/细胞等各类生物样本，通常为血液、尿、体外培养的细胞或培养液；样品经过有机溶剂进行液-液提取，有机溶剂包括乙酸乙酯、氯仿、乙醚、正丁醇、石油醚、二氯甲烷、乙腈；或经过蛋白沉淀，蛋白沉淀的方法包括加入有机溶剂(如甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、异丙醇)、各种酸碱盐沉淀、加热沉淀、过滤/超滤、固相萃取等方法单独或者综合的方式进行处理；样品可不进行干燥，或先干燥再利用各类含有机溶剂和水相(单独或者综合，含盐或者不含盐)的溶媒溶解；样品不进行衍生化或者利用试剂进行衍生化处理。