[发明专利]利用差异性表达的肠道梭菌进行生物体低剂量辐射的预警及应用

说明书

本发明提供了一种利用差异性表达的肠道梭菌进行生物体低剂量辐射的预警及应用。该预警模型如下：Y＝‑15.59+0.0001×B+0.186×C+19×D+0.003×E+3.025×F+0.037×G。其中，Y为肠道梭菌的数量；B为Species指数水平；C为Shannon指数水平；D为Simpson指数水平；E为OTU指数水平；F为辐射剂量指数；G为辐射时间。该预警模型能够计算出不同时间、不同低剂量辐射后生物体内肠道梭菌数量的变化，通过划分的预警三次指标来判断并提示低剂量辐照后引发肠道有害细菌的繁殖增生情况，预示可能出现机体一定程度疾病的可能性。具有操作简便快速、成本低廉、无创伤、灵敏度高、准确性好、环境风险小等多重优点。

技术领域

本发明属于低剂量辐射生物预警的技术领域，具体涉及一种利用差异性表达的肠道梭菌进行生物体低剂量辐射的预警及应用。

背景技术

地球上存在相当数量的放射矿资源和放射矿废渣，它们释放出的各种射线，通过电离和激发作用，对微生物、动植物、人类造成长期的潜在低剂量辐射危害。比如，我国有多处铀废石和铀尾矿等固体废物堆放场地，分布在全国多个省区的多个县市，特别是湖南、江西和广东等地。具有堆存量大、占地面积广、距离村镇近等特征，这些地区雨量充沛，人口稠密。铀废石铀尾矿中含有多种放射性核素，这些放射性核素具有半衰期长、放射性比活度低、覆盖范围广等特点。它们可通过地表径流和地下径流进入到周边的水体和土壤中。环境中的放射性核素既可通过电离和激发作用释放出各种射线，对生物体造成辐射损伤，又可进入生物体对其造成内照射损伤。放射性核素被动物和人体吸收富集后，其电离辐射会引起生物组织内分子和原子电离，破坏组织中的大分子结构，威胁健康。

此外，随着医疗技术的飞跃发展，人类长期接触低剂量辐射的风险日益增加。放疗科医护人员长期操作X射线对正常人进行体检或者诊断和检查患者；军队人员长期进行武器装甲及金属质量检测；国家安保人员进行反恐安检等。长期低剂量辐射暴露对从业人员及检查对象的健康影响已经成为目前广泛关注的问题。研究表明长期低剂量辐射暴露对机体可以造成不可逆损伤，有可能引发恶性肿瘤、血液系统疾病及炎症纤维化等不良反应。电离辐射造成的损伤方式可以是急性的，但长期低剂量辐射暴露造成的损伤往往表现为慢性和隐蔽性，具有远期效应和遗传效应，往往不易察觉，所以必须进行辐射预警，防患于未然。

梭菌，芽孢杆菌科的1属，是能形成芽孢、厌氧生长的革兰氏染色阳性大杆菌。因芽孢常比菌体大，致使菌体呈梭状而得名。又称厌氧芽孢杆菌属，鞭毛运动，芽孢椭圆或球形孢囊膨大。大多数种为化能异养菌，有的化能自养菌或无机化能营养，可以水解糖、蛋白质，或两者都无或两者皆有。它们通常从糖或蛋白胨产生混合的有机酸和醇类，不还原硫酸盐。接触酶通常阴性，专性厌氧，如在空气中生长也是极弱，生孢被抑制。它们的代谢极富多样性，最适温度10～65℃，广泛分布在环境中，许多种可产生外毒素。梭菌能引起如下疾病：(1)伪膜性肠炎(pseudomenbranous colitis，PMC)：临床表现为腹泻、腹痛、伴有全身中毒症状，症状突然开始，并伴随血压低，严重时能致死。通常还伴有发烧，白细胞增多，之后可导致死亡，是很严重的一类疾病。(2)抗生素相关性腹泻(antibiotic-associateddiarrhoea)：在体内的潜伏期为5-10天，之后导致大量的棕色或水状腹泻，持续1周左右。除上述疾病外，艰难梭菌尚可引起肾盂肾炎、脑膜炎、腹腔及阴道感染、菌血症和气性坏疽等。近年来该菌已成为医院内感染的病原菌之一，日益被人们所重视。

而传统的低剂量辐射检测手段无法快速、有效、提前地应对各种复杂的辐射污染状况，并且由于生物个体差异，对辐射敏感性及其后续影响存在着很大的差异。因此，需要对低剂量辐射综合毒理进行评估和预警，迫切需要一种快速、灵敏、低成本检测环境毒性的生物检测和预警方法。建立生物预警体系，从一级预防的高度实现对铀尾矿库及周边环境低剂量辐射实时的连续监测和评估，实现对长期低剂量辐射暴露作业人员的连续监测和评估，是保护人民生命安全，提高作业者职业安全系数，保障我国核工业稳步发展的最紧迫的任务之一。

发明内容