CN101196526A - 一种结核快速诊断的质谱分析试剂盒和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用磁珠支持基质的方法捕获生物样品中结核病蛋白质组，用磁性分离器分离磁珠及样品，无需离心样品。然后用质谱法进行分析的蛋白指纹法。本试剂盒依据几个特征蛋白峰，双盲测试正常人与结核病的敏感性100％，特异性100％。其中变异的血清淀粉样蛋白A可用于检测正常人、轻度结核病人、复发结核病人、重度结核病人、结核病人有效治疗后离体的血清。变异的血清淀粉样蛋白A升高者提示疗效差、重度结核及结核复发。所以它是一个早期发现结核恶化、预测结核复发发生的早期预警蛋白指纹组。本发明的方法可用于区别正常人与结核病的蛋白指纹或质谱图谱的试剂盒。本方法准确、方便且快捷。

Description

一种结核快速诊断的质谱分析试剂盒和方法

技术领域

本发明涉及一种新的结核病生物样品中蛋白质分析方法的试剂盒。一种通过能与蛋白质结合的基质去捕获生物标志，并用有定量控制的质谱分析来检测结核病生物标志。在此提及的此项发明涉及蛋白质检测领域，为一种新的非侵入性的体外质谱检测方法。本发明可以应用到已经脱离人体的体液中的结核病生物标志组合的检测方法或试剂盒。

背景技术

随着人类基因组计划的实施和完成，科学家们提出了后基因组(post-genome)计划的概念，研究要点转移到功能基因组学上，而生物功能主要体现物质是蛋白质。1994年，澳大利亚Macquarie大学的Wilkins和Williams首先提出蛋白质组(proteome)的概念，指的是“一种基因组所表达的全部蛋白质”，即包括一种细胞乃至一种生物所表达的全部蛋白质。对于蛋白质组的研究是功能基因组学研究的核心，称为蛋白质组学(proteomics)。蛋白质组学被认为是后基因组研究中最主要的部分。与基因组相比，蛋白质组的组成更复杂，功能更活跃，应用前景更广泛。蛋白质组学从细胞整体水平进行蛋白质属性的研究，如表达水平、翻译后修饰及相互作用等，并由此获得对于疾病过程、细胞生理生化特征和调控网络的广泛完整的认识。所以，蛋白质组学技术正在逐步成为生物学、医学及制药学等的重要研究手段。

不论是细胞的正常功能还是病理特性都在一定程度上取决于细胞所表达的蛋白质功能。因此，鉴定人体内表达的蛋白质的区别，可用于体外疾病样本诊断及筛查，并最终用于药物开发和疾病治疗。而要进行蛋白质表达和功能的差异化分析，要求能够达到分辨细胞内分子的复杂混合物的程度。但细胞内许多物质往往以微量存在，目前用于分析蛋白的方法在上述各方面都有局限，用这些常规手段难以进行化学结构及蛋白质序列鉴定分析。用质谱联合可克服这一技术缺点。

血液，由于易采集性和对机体的生理状况的易记录性，成为研究生物标记物的最好的来源之一。蛋白指纹图谱(质谱)技术(MALDI-TOF-MS、SELDI-TOF-MS)是近几年发展起来的实验室诊断新技术，它且具有操作较简便、多样本检测、检测快速、灵敏性和特异性高等优点，是实验室诊断技术革命性的进展。蛋白指纹图谱技术在医学领域的应用，主要用于多种疾病，特别是疾病的早期诊断。蛋白指纹图谱技术是一项发展前景非常好的诊断技术，具有广阔的临床应用前景。使用蛋白指纹图谱技术已经成为研究比较蛋白质组学和发现生物标记物可选用的方法，尤其在多肽及低分子量蛋白质质谱分析的研究中非常有用。但是，我们在进行蛋白质质谱分析时发现没有一个临床结核质谱诊断标准化的试剂盒。

结核病是结核分枝杆菌引起的主要呼吸系统传染性疾病，其病原学诊断主要依靠痰细菌涂片及细菌培养，但前者阳性率低，后者又需历时4～8周，耗时长。近几年出现的基因快速诊断：结核聚合酶链反应(PCR)，但特异性较差。又因结核聚合酶链反应费用较高，实验室条件要求高，不易广泛开展。因而急需寻找快速、有效的早期诊断方法。

发明内容：

本发明的目的是建立一种在结核病生物样品中检测的方法。该方法为结核病的早期检测提供了新的途径，并为进一步发现新的结核病生物标志提供了基础。

本发明旨在利用质谱技术，尽可能早、尽可能多地发现结核病发病早期诊断的标志蛋白试剂盒和方法，实现疾病的早期诊断、预警和有效治疗。建立一套适合质谱应用的质控品试剂盒和方法。质控品是控制检验结果的精密度和准确性，使质谱结果具有良好的可重复性。通过研究、实验和分析获得结核标志蛋白，绘制其特异的蛋白指纹图谱。研究找到一些和结核病患者预后有密切关系的蛋白质并加以测序、鉴定、功能分析等。

本发明涉及一种通过生物标志结合的基质表面，并用定量性质谱分析来同时检测多种生物标志状态。

本发明中的生物标志是利用一台质谱仪来发现的。该设备的质量精确度约为+/-0.1％。

基质是任何能与生物标志选择性或特异性结合的物质。举例说明，WCX阴离子，C8/C18疏水作用基质吸附剂，分离生物化学中的这些方法和由这些方法产生的吸附剂具有诊断反面的用途(即阴离子吸附剂捕获阳离子蛋白质)。底基洗去未吸附的物质。任何适宜的洗液均可使用。

生物标志首先能够被具有能与生物标志物结合基质吸附表面捕获，非吸附物能从基质上洗脱，吸附到底基的生物标志物在质谱仪中被检测。生物标志通过离子发生源，如激光，被离子化，产生的离子被一个离子感受集合器收集，然后质量分析器分析那些通过的离子。之后，检测器将检测的离子信息转换为质荷比。定量性控制及质谱激光能量调控：每次测试前，用质谱的标准化质控血清，将标准化质控血清中用于定量的标准峰6634.0Da强度调至50％质谱信号强度的最大值。生物标志的检测明显地将与信号强度的检测有关。这样，生物标志的数量与质量都可以被检测出来。

飞行质谱对待分析物的分析生成飞行时间谱。该飞行时间谱的最终分析并不表示离子化能量攻击一个样本产生的单独的脉冲信号，而是一系列脉冲的信号之和。这样降低了干扰，并增加了动态范围。该飞行时间数据受数据处理软件的影响。软件中数据处理主要包括转换飞行时间与质荷比而产生质谱，降低基线而减少仪器的偏移量，和过滤高频噪音而减轻高频噪音。

通过对生物标志的吸附和检测而产生的数据可利用计算机的数据分析程序进行分析。该计算机程序分析这些数据以显示检测出的生物标志的数量，并显示信号的强度和确定被检测的每个生物标志的分子量。数据分析还能包括一系列的确定生物标志的信号强度和矫正数据对预定统计分布状态的偏离。例如，通过计算与某些参数相关的每个峰值的高度，可规范观测到的峰。该参数可能是由仪器和类似能量吸收分子等化学成分产生的不重要的干扰，这可以设置调零。

计算机可以将计算结果数据转换成各种形式来表现。其标准谱可以表示，但在一种形式中只有峰高和质量信息可以在谱带中保留，产生一个较清晰的图，并使具有几乎相同分子量的生物标志物更易显现。在另一种形式中，两个或更多的谱比较，便于突显独特的生物标志物和那些高于或低于校准样本的生物标志物。

分析一般包括展示从待分析物得到的信号的图谱中峰的鉴定。峰可以通过视图进行选择，软件是可用的，它可自动检测峰。一般情况下，该软件通过鉴定信号具有信噪比高于一个选择阈值并标记出在峰信号的质心处的峰的质量这样的方式操作。在一个有效的程序中，比较许多谱线以认定出现在质谱中某一选定范围内同样的一些峰。该软件的一个版本聚集所有出现在确定的质量范围内的各条光谱的峰，对所有在质量(质荷比)中值附近的峰指定一个质量(质荷比)簇。

发明中使用的生物标志是基质所捕获。这些生物标记是进一步通过质谱(massspectrometry)测定其不同分子量来知道它们特定的身份。

对生物标志的检测需要将一个样本放基质的一个吸附点上，接着进行清洗。电喷雾电离质谱(electrospray ionizsation mass spectrometry，ESI-MS)是在毛细管的出口处施加一高电压，所产生的高电场使从毛细管流出的液体雾化成细小的带电液滴，随着溶剂蒸发，液滴表面的电荷强度逐渐增大，最后液滴崩解为大量带一个或多个电荷的离子，致使分析物以单电荷或多电荷离子的形式进入气相。基质辅助激光解析/电离飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption/ionization time of fight mass spectrometry.MALDI-TOF-MS)的基本原理是向吸附点上加入SINAPINIC酸等并让其干燥，将分析物分散在分子中并形成晶体，当用激光照射晶体时，由于基质分子经辐射所吸收的能量，导致能量蓄积并迅速产热，从而使基质晶体升华，致使连同分析物一起进入气相。而后，用质谱测定法对基质进行分析，而一个显示了蛋白质分子的遗留物图将生成，这张图是在蛋白质分子的质量-电荷比的基础上，以彼此分开的峰图的形式显示出来的。

然而，如果有必要，这些生物标志也可通过，比如，确定多肽的氨基酸序列来进行鉴别。在蛋白质化学及蛋白质组学研究中，为了增加蛋白质鉴定的可信度，获得一段蛋白质肽片段内部序列信息通常是非常重要的。对于蛋白质及多肽的序列测定，传统的方法是采用Edman降解方法，而该方法最大的不足之处在于费时太长(一个残基需花费30-40分钟)。近年来，随着质谱技术的飞速发展，尤其是多级质谱(MS/MS)以及源后裂解(PSD)等技术的发展，应用质谱测序已成为一种流行的方法。

例如，一个生物标志能用许多酶描绘出来，例如V8蛋白酶(V8 protease)或胰蛋白酶，而且消化片段(digestion fragments)的分子量可被用来在数据库中搜索序列，这些序列与由多种酶生成的消化片断的分子量相吻合。或者，如果此生物标志不是已知数据库中的蛋白质分子，在生物标志的N极氨基酸序列(N-terminal Amino Acid Sequence)的基础上，可使用降解探针，而后，这些探针会被用来描绘由探测到了生物标志的样本所生成的基因组或cDNA库。最后，蛋白质生物标志可用蛋白质梯状排序法(protein laddersequencing)进行排序。通过将分子碎成碎片并将碎片用酶解作用或其他可按顺序从碎片末端除去一个单个氨基酸分子的方法进行处理后，可生成蛋白质梯度(protein ladders)。然后，用质谱对此梯度进行分析。阶梯状碎片(ladder fragments)在质量上的差异可鉴别出从分子末端被除去的氨基酸。因此，本发明可以用于生物标志鉴定的金标准。

特异性是指某一物质或某种疾病的专一属性，它是代表某种物质或某种疾病的特征。通过某些特征可以识别某种物质或某种疾病，从而把它和其他物质或疾病区分开来。对专有特征的识别往往依赖于特殊的检测方法，例如要了解某种疾病是否存在有特异性抗原就要用有关特异性抗体来检测。自蛋白质组学研究有新发展以来，这种传统意义上特异性检测和界定方法有了很大的突破。如一个蛋白质不同片段变异是不同类型肿瘤的标志。

本发明利用WCX阴离子基质及利用C8/C18疏水基质磁珠为例对正常人与结核病血清(浆)进行蛋白质对比分析。定量性控制及质谱激光能量调控：每次测试前，用质谱的标准化质控血清(浆)，将标准化质控血清(浆)中用于定量的标准峰6634.0 Da强度调至50％质谱信号强度的最大值。

一种用质谱判断正常人与结核病的试剂盒和方法的具体操作步骤：

以下是用本发明提供的一个操作方案及结核病试剂盒实例。

1.样品处理及标准化质控血清(浆)制备

将生物样品稀释在稀释缓冲溶液中，视需要离心澄清样品。

质谱的标准化质控血清(浆)制备定义符合如下标准：供血者10人，5男5女，血型为O型；年龄为18～30岁；民族汉。生化指标正常，包括：总胆固醇、甘油三酯、空腹血糖、乙肝表面抗原、肝功检查、肾功检查；无遗传病家族史；无重大传染病史。女性不能怀孕，男性为不吸烟者。

2.基质与结核病、标准化质控血清(浆)制备、样品上样

抽取O型血的健康受试者(男女各半)的新鲜血液：(a)4℃下待血液凝固后马上离心，4℃离心5min分离血清。(b)4℃下马上离心，4℃离心5min分离血浆。标准化质控或结核病血清(浆)样品分装100μl一小管，于-80℃储存；或取混合血清(浆)1∶2稀释于U9缓冲液(9M Urea，2％CHAPS，50mM Tris-HCL，pH9.0)一小管，25℃储存。即成为结核、标准化质控血清(浆)试剂盒。将质谱的标准化质控血清及样品点样在有支持物的基质中的一个位点上。支持物用磁性珠。基质是用于标记、结合血清(浆)的。标记至液相色谱柱子上的基质可用液相色谱质谱联用仪(LC-MS)的标准方法去分析。将质谱的标准化质控O血清(浆)用于质谱仪试剂盒的定量方法。

3.洗涤

用结合缓冲液洗涤。在样品完全干燥前将第一份洗涤溶液加到该位点。洗涤溶液在位点上至少停留10秒。彻底清除第一份洗涤溶液，用第二份洗涤液重复以上步骤。以下步骤：用0.05％～1％三氟乙酸彻底洗涤整个磁性珠阵列点，将生物标志洗脱至质谱专用金属片(有3×3mm圆孔)上，自然干燥金属片，加0.5μL吸能分子(以50％乙腈，0.5％三氟乙酸制备的饱和标准溶液)。

吸能分子可用Sinapinic acid或alpha-Cyano-4-hydroxycinnamic acid等。

3.质谱的定量控制及测试

用激光解吸/离子化飞行时间质谱仪，用氮激光仪(337nm)和80cm或120cm飞行管分析阵列，或用电喷雾电离已洗脱的生物标志后用液相色谱质谱联用仪(LC-MS)标准方法去分析滞留于各位点的生物标志或蛋白质。用计算机分析数据进行数据重叠展示。

定量性质谱调控：每次测试前，用质谱的标准化质控血清(浆)，将标准化质控血清中用于定量的标准峰6634.0Da等强度调至50％信号强度的最大值。定量性控制及质谱激光能量调控：每次测试前，用质谱的标准化质控血清(浆)，将标准化质控血清(浆)中用于定量的标准峰6634.0Da强度调至50％质谱信号强度的最大值。用2746±1Da、5909±1Da、6634±1Da标准峰为质谱定性(分子量)质控标准。

本发明将蛋白质分成了几大类，即WCX阴离子、C8/C18疏水作用等蛋白。这样，可用质谱仪直接进行分析及定量。

通过分析几百种血清蛋白指纹峰，发现下述蛋白指纹或质谱图谱可以用于区分正常与结核病的血清。峰值CV＞30％或者p＜0.01为有显著性差异：

正常与结核病蛋白指纹或质谱图谱的显著性差异(±15Da)

2742.52    3933.74    5061.78    6086.21    6847.88    8341.08    11682.95    28832.85

2873.31    3957.01    5336.94    6107.49    6872.55    8555.57    13740.09    37001.86

2954.47    4070.17    5541.18    6125.63    6998.47    8603.79    14015.41    43986.14

3159.65    4091.76    5732.49    6186.17    7149.35    8682.71    14132.22    46489.01

3219.19    4156.47    5808.41    6297.79    7568.94    9415.01    15114.90

3322.63    4175.24    5813.37    6359.01    7657.06    9699.29    15312.81

3379.73    4282.36    5839.91    6429.38    7763.09    11079.4    23383.41

3396.85    4346.63    5881.15    6476.47    7926.96    11389.1    23956.23

3449.31    4648.05    5902.36    6627.35    8048.73    11439.2    24097.22

3886.39    4962.98    5945.43    6832.45    8137.19    11526.7    27993.79

用从中筛选出几个特征蛋白2873.3±15Da、3379.7±15Da、3449.3±15Da、5808.4±15Da、7568.9±15Da、8048.7±15Da、11439.2±15Da、11526.7±15Da、11683.0±15Da、15114.9±15Da、15312.8±15Da，双盲测试100例正常人与100例结核病。试剂盒的敏感性100％，特异性100％(实施例2)。

利用C8及C18疏水基质磁珠的实验结果与上述WCX阴离子基质磁珠的实验结果一致。

将一组11439.2±15Da、11526.7±15Da、11683.0±15Da生物标志(图3)用多级质谱(MS/MS)、源后裂解(PSD)及蛋白质梯状排序法(protein ladder sequencing)进行排序。通过将分子碎成碎片，可生成蛋白质梯度(protein ladders)。然后，用质谱对此梯度进行分析。鉴别出11439.2±15Da、11526.7±15Da、11683.0±15Da生物标志为变异的血清淀粉样蛋白A。其化学结构为(从N端至C端排列为104个氨基酸)：

11683±15Da生物标志的化学结构：

N端

RSFFSFLGEAFDGARDMWRAYSDMREANYIGSDKYFHARGNYDAAKRGPG

GVWAAEAISDARENIQRFFGHGAEDSLADQAANEWGRSGKDPNHFRPAGL

PEKY

C端。

11527±15Da生物标志的化学结构：

N端

SFFSFLGEAFDGARDMWRAYSDMREANYIGSDKYFHARGNYDAAKRGPG

GVWAAEAISDARENIQRFFGHGAEDSLADQAANEWGRSGKDPNHFRPAGL

PEKY

C端。

11439±15Da生物标志的化学结构：

N端

FFSFLGEAFDGARDMWRAYSDMREANYIGSDKYFHARGNYDAAKRGPG

GVWAAEAISDARENIQRFFGHGAEDSLADQAANEWGRSGKDPNHFRPAGL

PEKY

C端。

将变异的血清淀粉样蛋白A抗体的制备并从培养上清中提取所需抗体。此抗体可用于制备检测所需的试剂盒。

用抗血清淀粉样蛋白A抗体与质谱仪联合应用(实施例5)发现被分析物的分子量与实施例3一致，则11439.2±15Da、11526.7±15Da、11683.0±15Da化学结构可以推测为变异的血清淀粉样蛋白A。即抗体及质谱联合，可省去变异的血清淀粉样蛋白A的排序鉴定。抗体与质谱仪联合应用时发现变异的血清淀粉样蛋白A(图3)可以用于区分正常人、轻度结核病人、复发结核、重度结核病人、结核病人有效治疗后的血清。常规ELISA等检测试剂盒无法检测变异的血清淀粉样蛋白A。

本发明可用于体外细胞和非侵入性的体外结核病质谱检测方法的定量控制，如离体体液的结核病试剂盒用于临床质谱的结核病检测方法。可以检测多个结核病蛋白质生物标志群及质谱图谱。

本发明中的试剂盒及方法与其他非侵入性的体外检测方法比较，具有以下的特点：

(1)准确

质谱直接分析有很强的精确性，一般误差率只有0.1Da。因为蛋白质是由氨基酸组成的，而氨基酸的平均质量是已知的，如果知道了抗原或生物标志的总分子量，那么抗原的变异(指氨基酸变化)就很容易被推测出来。如，变异的血清淀粉样蛋白A，而非普通的血清淀粉样蛋白A，可有准确鉴别正常人与轻度结核病人、复发结核病人、重度结核病人及结核病人疗效的用途。常规ELISA等检测试剂盒无法检测变异的血清淀粉样蛋白A。

(2)方便

本方法将蛋白质分成了几大类，即阴离子、疏水作用蛋白。这样，可用质谱仪直接进行分析。磁珠支持基质的方法所用吸附剂的支持物是磁性微粒或磁珠。用磁性分离器分离磁珠及样品，无需离心样品。这样，可用质谱仪直接进行分析。

(3)快捷

用本发明提供的蛋白指纹法进行疾病诊断时，无需对蛋白质进行测序。本发明采用了计算机“条码格式”，信号强度沿着线性轴以暗度强度值显示。此强度可以用扫描仪记录并用分析软件自动分析对比强弱，从而有助于临床复杂的诊断，如可用此“蛋白指纹”或条码格式进行医学分析。

目前全国结核病患者人数约450万，列世界第二位。其中传染性肺结核病人约200万，每年死亡人数约二十五万，在传染病中居首位，已经超过肝炎成为中国危害最严重的传染病。结核病流行在我国重新加剧，四高一低局面不改，该病将有可能再次成为不治之症。虽然造成我国结核病重新加剧的原因很多，但是，关键问题是目前所使用的结核病筛查、诊断技术不适应需要，它们或阳性率低，或耗时长、或费用较高，或实验室条件要求高等原因，以致结核病病人无法及时发现和治疗。

本方法用WCX基质、血清淀粉样蛋白A抗体吸附表面基质及质谱法进行鉴别检测发现一种新型变异的血清淀粉样蛋白A。变异的血清淀粉样蛋白A可用于检测正常人、轻度结核病人、复发结核、重度结核病人、结核病人有效治疗后的血清。变异的血清淀粉样蛋白A升高者提示疗效差、重度结核及结核复发。所以它是一个早期发现结核恶化、预测结核复发发生的早期预警蛋白指纹组。它的持续阴性表达可以提示结核患者病情稳定，而其从阳性经治疗转阴也可达到此目的。因此，将其作为一种临床检测平台，以预测结核的发展，并提示相应治疗的临床意义。通过WCX基质及被抗体吸附表面基质上捕获的变异的血清淀粉样蛋白A，用标准化质控血清控制下的定量性质谱分析来检测，可以应用到已经脱离人体的体液中的生物标志组合的检测方法或试剂盒开发。本发明提供的一个试剂盒和方法用于质谱检测定量控制。从而有助于临床复杂的结核病体外检测。本方法准确、方便且快捷。

说明书附图

图1正常人与结核病蛋白指纹图谱及质谱多肽谱

图2正常人与结核病蛋白指纹图谱及质谱图谱的一个特征峰

图3正常人与结核病蛋白指纹图谱及质谱图谱的一组特征峰

具体实施方式

本发明将结合具体实施例作进一步说明，这些实例仅用于说明目的，而不用于限制本发明范围。

实施例1正常与结核病的区分及质谱的试剂盒制备

(1)实验方法

一、材料

标本来源：质谱的标准化质控血清(浆)制备定义符合如下标准，供血者男女各半，血型为0型；年龄为18～30岁；民族，汉。生化指标正常，包括：总胆固醇、甘油三酯、空腹血糖、乙肝表面抗原、肝功检查、肾功检查；无遗传病家族史；无重大传染病史。女性无怀孕，男性无吸烟史者。抽取10位0型血的健康受试者(男女各半)的新鲜血液，4℃下待血液凝固后马上离心，10,000rpm，4℃离心5min；样品储存于-80℃。

取混合血清(浆)10μl，用20μl U9缓冲液(9M Urea，2％CHAPS，50mM Tris-HCL，pH9.0)稀释，而后，将以上标本冰浴振荡30min。将30μl上述变性后标本加入360μl相应的结合缓冲液，待用。所有样本均进行双份检测以减少实验误差。

简要操作步骤：将上述200μl结合缓冲液(50mM NaAC，pH 4.0～4.5)加至已装好WCX阴离子磁珠小管中，置振荡器(MSl Minishaker)400-600rpm，震荡5min，用磁性分离器分离磁珠及样品。重复上述操作两次。用0.05％～1％三氟乙酸彻底洗涤整个WCX阴离子磁珠阵列点，将生物标志洗脱至质谱专用金属片(有3×3mm圆孔)上，自然干燥金属片，加0.5μL吸能分子(以50％乙腈，0.5％三氟乙酸制备的饱和标准溶液)。然后用质谱分析阅读。定量性控制及质谱激光能量调控：每次测试前，用质谱的标准化质控血清(浆)，将标准化质控血清(浆)中用于定量的标准峰6634.0Da强度调至50％质谱信号强度的最大值。

数据收集：在每次实验数据收集前，用All-in-one蛋白校正仪器，使蛋白质分子量误差＜0.1％。

数据分析：用统计学方法，分析所得数据的形式是用计算机读取的条码格式或峰，蛋白指纹显示为沿着线性轴的暗度强度值信号，此强度可以用扫描仪记录并用分析软件自动分析对比强弱。所有的图谱都进行了标准化，统一到它们自己全部的离子总数(峰面积的总和)。将标准化质控血清中用于定量的标准峰6634.0Da强度调至50％信号强度的最大值，并且用6634.0Da的峰进行了校正，而后又进行了“减少基线”，定义蛋白峰(s/n＞5)。分析了所有700～50000Da之间的蛋白峰，并且仔细检查了每个相应的峰，计算出峰的平均数，标准误差(SD)和变异系数(CV％)。通过分析几百种血清蛋白指纹峰，发现下述蛋白指纹可以用于区分正常与结核病。峰值CV＞30％或者p＜0.01为有显著性差异(图1、2，信号强度沿着线性轴以暗度强度值显示)：

正常与结核病蛋白指纹或质谱图谱的显著性差异(±15Da)

2742.52    3933.74    5061.78    6086.21    6847.88    8341.08    11682.95    28832.85

2873.31    3957.01    5336.94    6107.49    6872.55    8555.57    13740.09    37001.86

2954.47    4070.17    5541.18    6125.63    6998.47    8603.79    14015.41    43986.14

3159.65    4091.76    5732.49    6186.17    7149.35    8682.71    14132.22    46489.01

3219.19    4156.47    5808.41    6297.79    7568.94    9415.01    15114.90

3322.63    4175.24    5813.37    6359.01    7657.06    9699.29    15312.81

3379.73    4282.36    5839.91    6429.38    7763.09    11079.4    23383.41

3396.85    4346.63    5881.15    6476.47    7926.96    11389.1    23956.23

3449.31    4648.05    5902.36    6627.35    8048.73    11439.2    24097.22

3886.39    4962.98    5945.43    6832.45    8137.19    11526.7    27993.79

实施例2试剂盒的双盲测试

用从实施例1中筛选出几个特征蛋白峰2873.3±15Da、3379.7±15Da、3449.3±15Da、5808.4±15Da、7568.9±15Da、8048.7±15Da、11439.2±15Da、11526.7±15Da、11683.0±15Da、15114.9±15Da、15312.8±15Da，双盲测试100例正常与100例结核病：

双盲测试	结核病(100)	正常(100)
			结核病	100	0
正常	0	100

敏感性100％        特异性100％

利用C8及C18疏水基质磁珠的实验结果与上述WCX阴离子基质磁珠的实验结果一致。

实验结论

用本方法的试剂盒可鉴别正常人与结核病，敏感性100％，特异性100％。

实施例3结核病蛋白指纹图谱一组特征峰的排序鉴定

将一组11439.2±15Da、11526.7±15Da、11683.0±15Da生物标志(图3)用多级质谱(MS/MS)、源后裂解(PSD)及蛋白质梯状排序法(protein ladder sequencing)进行排序等方法。通过将分子碎成碎片，可生成蛋白质梯度(protein ladders)。然后，用质谱对此梯度进行分析。鉴别出11439.2±15Da、11526.7±15Da、11683.0±15Da生物标志为变异的血清淀粉样蛋白A。其化学结构为(从N端至C端排列为104个氨基酸)：

11683±15Da生物标志的化学结构：

N端

RSFFSFLGEAFDGARDMWRAYSDMREANYIGSDKYFHARGNYDAAKRGPG

GVWAAEAISDARENIQRFFGHGAEDSLADQAANEWGRSGKDPNHFRPAGL

PEKY

C端。

11527±15Da生物标志的化学结构：

N端

SFFSFLGEAFDGARDMWRAYSDMREANYIGSDKYFHARGNYDAAKRGPG

GVWAAEAISDARENIQRFFGHGAEDSLADQAANEWGRSGKDPNHFRPAGL

PEKY

C端。

11439±15Da生物标志的化学结构：

N端

FFSFLGEAFDGARDMWRAYSDMREANYIGSDKYFHARGNYDAAKRGPG

GVWAAEAISDARENIQRFFGHGAEDSLADQAANEWGRSGKDPNHFRPAGL

PEKY

C端。

实施例4变异的血清淀粉样蛋白A抗体的制备

血清淀粉样蛋白A的合成及序列：

N端

RSFFSFLGEAFDGARDMWRAYSDMREANYIGSDKYFHARGNYDAAKRGPG

GVWAAEAISDARENIQRFFGHGAEDSLADQAANEWGRSGKDPNHFRPAGL

PEKY

C端。

将合成的变异的血清淀粉样蛋白A免疫小鼠，待免疫反应出现后，从外周血中分离B细胞。用溶血噬菌斑分析法选择并分离出能分泌所需抗体的单个淋巴细胞。将单个细胞扩增至1×10⁷个以上，用Quick mRNA Purification Kit提取mRNA。以提取的mRNA为模板，合成cDNA链。以此cDNA为模板，加入鼠抗体重链可变区(V_H)通用引物，轻链可变区(V_L)通用引物，进行聚合酶链反应，获得扩增的V_H基因片段和V_L基因片段。将扩增产物在15g/L琼脂糖凝胶电泳鉴定和分离。用glass milk回收扩增的V_H基因片段和V_L基因片段。与等摩尔尝试的Limker Primer Mix混合，进行聚合酶链反应，连接V_H和V_L。扩增产物分离纯化后，获得特异性单链抗体(ScFV)。此ScFV可用于制备检测所需DNA片。将此扩增产物两端加限制性酶切位点，纯化定量后，连接到P^UC19载体上。将连接产物转化感染大肠杆菌TOP10。经蓝白斑筛选及酶切鉴定，筛选出重组质粒。在96孔板形成单克隆抗体。用ELISA法筛选出效价最高的单克隆抗体株，大量制备，并从培养上清中提取所需抗体。此抗体可用于制备检测所需试剂盒。

实施例5血液中血清淀粉样蛋白A分子抗体及质谱鉴定

用Carbodiimide方法(Carbodiimide Method)将带有羧酸基团标记的磁性珠上基质与抗血清淀粉样蛋白A抗体的氨基基团结合(Gunn DL，et al.Preparation ofsensitive and stable erythrocytes by the carbodi imide method for the detectionof primary and secondary IgM and IgG antibody.J Immunol Methods.1972；1(4)：381-389.)。

将样品点样在一个抗血清淀粉样蛋白A抗体基质的位点上。

用结合缓冲液洗涤。在样品完全干燥前将第一份洗涤溶液加到该位点。洗涤溶液在位点上至少停留10秒。彻底清除第一份洗涤溶液，用第二份洗涤液重复以上步骤。用1％三氟乙酸彻底洗涤整个阵列点，将生物标志洗脱至质谱专用金属片(有3×3mm圆孔)上，自然干燥金属片，加0.5μL Sinapinic acid吸能分子(以50％乙腈，0.5％三氟乙酸的制备的标准溶液)。

用质谱仪，用氮激光仪(337nm)和80cm或120cm飞行管分析阵列去分析各位点的生物标志或蛋白质。用计算机分析数据进行数据重叠展示。

实验结果

用抗血清淀粉样蛋白A抗体基质与质谱仪联合应用发现被分析物的分子量与实施例3一致，则11439.2±15Da、11526.7±15Da、11683.0±15Da化学结构可以推测为变异的血清淀粉样蛋白A。发现下述变异的血清淀粉样蛋白A可以用于区分正常人、轻度结核病人、复发结核、重度结核病人、结核病人有效治疗后的血清：

筛选试验	正常人	轻度结核、复发结核	重度结核	结核有效治疗后
					变异的血清淀粉样蛋白A	(-)	(+)	(++)	(-)
合计(例)	50	50	50	50

50例正常人的血清：阴性

50例轻度结核、复发结核病人的血清：阳性

50例重度结核病人的血清：强阳性

50例结核病人有效治疗后的血清：阴性

用实施例5“血液中血清淀粉样蛋白A分子抗体及质谱鉴定”，即抗体及质谱联合，可省去变异的血清淀粉样蛋白A的排序鉴定。

本方法用WCX基质、血清淀粉样蛋白A抗体吸附表面基质及质谱法进行鉴别检测发现一种新型变异的血清淀粉样蛋白A。变异的血清淀粉样蛋白A可用于检测正常人、轻度结核病人、复发结核、重度结核病人、结核病人有效治疗后的血清。变异的血清淀粉样蛋白A升高者提示疗效差、重度结核及结核复发。所以它是一个早期发现结核恶化、预测结核复发发生的早期预警蛋白指纹组。它的持续阴性表达可以提示结核患者病情稳定，而其从阳性经治疗转阴也可达到此目的。因此，将其作为一种临床检测平台，以预测结核的发展，并提示相应治疗的临床意义。通过WCX基质及被抗体吸附表面基质上捕获的变异的血清淀粉样蛋白A，用标准化质控血清控制下的定量性质谱分析来检测，可以应用到已经脱离人体的体液中的生物标志组合的检测方法或试剂盒开发。本方法准确、方便且快捷。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种用磁珠支持基质的方法捕获生物样品中结核病蛋白质组的试剂盒和方法，其特征是采用蛋白指纹法对结核病中蛋白质组或质谱图谱进行鉴别检测。用标准化质控血清(浆)控制下的定量性质谱分析来检测。该方法通过以下步骤实现：

(1)样品处理及质谱标准化质控血清(浆)制备；

(2)基质与血清(浆)结合试剂盒制备、样品上样；

(3)洗涤；

(4)质谱的定量控制及质谱检测；

其中所述步骤(1)将生物样品稀释在稀释缓冲溶液中。用O型血，男女相等，混合制备质谱的标准化质控血清(浆)；所述步骤(2)将质谱的标准化质控血清(浆)及样品点样在有支持物的基质中的一个位点上。支持物用磁性珠。基质是用WCX阴离子基质及C8/C18疏水基质与血清(浆)选择性结合；所述步骤(3)用结合缓冲液洗涤。在样品完全干燥前将第一份洗涤溶液加到该位点。洗涤溶液在位点上至少停留10秒。彻底清除第一份洗涤溶液，用第二份洗涤液重复以上步骤。用三氟乙酸彻底洗涤整个阵列点，将生物标志洗脱至质谱专用金属片或位点上。所述步骤(4)加0.5μL吸能分子(以50％乙腈，0.5％三氟乙酸的制备的饱和标准溶液)用质谱仪去分析滞留与各位点的生物标志或用电喷雾电离已洗脱的生物标志后用质谱仪去分析。对血液进行蛋白质对比分析，用计算机分析血液中质荷比数据。本试剂盒依据几个特征蛋白峰2873.3±15 Da、3379.7±15 Da、3449.3±15 Da、5808.4±15 Da、7568.9±15 Da、8048.7±15 Da、11439.2±15 Da、11526.7±15 Da、11683.0±15 Da、15114.9±15 Da、15312.8±15 Da，双盲测试正常人与结核病的敏感性100％，特异性100％。定量性控制及质谱激光能量调控：每次测试前，用质谱的标准化质控血清(浆)，将标准化质控血清(浆)中用于定量的标准峰6634±1 Da强度调至50％质谱信号强度的最大值。用2746±1 Da、5909±1 Da、6634±1 Da标准峰为质谱定性(分子量)质控标准。

2.权利要求1所述的蛋白质分析方法，在磁珠支持基质的方法所用的基质包括阴离子、疏水作用吸附剂。

3.权利要求2中磁珠支持基质的方法所用吸附剂的支持物是磁性微粒或磁珠。

4.权利要求1所述的一组(簇)分子量为11439.2±15 Da、11526.7±15 Da、11683.0±15 Da变异的蛋白指纹的变化对于鉴别正常人、轻度结核病人、复发结核病人、重度结核病人、结核病人疗效试剂盒的用途。

5.权利要求4所述的11683.0±15 Da蛋白指纹为血清淀粉样蛋白A，11526.7±15Da蛋白指纹的化学结构为变异的血清淀粉样蛋白A(其氨基端除去了精氨酸)，11439.2±15 Da蛋白指纹的化学结构为变异的血清淀粉样蛋白A(其氨基端除去了精氨酸及丝氨酸)。

6.一种权利要求5所述的检测变异的血清淀粉样蛋白A的试剂盒，其特征在于，它包括：一容器以及装于容器中的权利要求4所述的检测变异的血清淀粉样蛋白A的抗体(组)。

7.如权利要求6所述的试剂盒，其特征于，所述的抗体(组)为单克隆抗体(组)或多克隆抗体(组)。

8.如权利要求1所述的试剂盒，其特征于，所述的生物样品为血清或血浆。

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