CN115066612A

CN115066612A - 用于鉴别细菌和病毒感染的非侵入性测定法

Info

Publication number: CN115066612A
Application number: CN202080096269.8A
Authority: CN
Inventors: S·申哈尔-沙法提; S·A·伯利纳; O·罗戈夫斯基; E·费舍尔; A·西尔贝曼
Original assignee: Ichelov Technology Co ltd; Yeda Research and Development Co Ltd
Current assignee: Ichelov Technology Co ltd; Yeda Research and Development Co Ltd
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2020-12-10
Publication date: 2022-09-16
Also published as: IL293728A; US20230016954A1; JP2023506434A; CA3163458A1; WO2021117044A1; EP4073514A1; EP4073514A4

Abstract

本发明提供了用于诊断和治疗感染性疾病的测定法和方法。在一些实施方式中，本发明涉及尿液生物标志物及其在细菌和病毒感染的鉴别诊断中的用途。本发明还涉及以非侵入性方式确定和提供感染的正确治疗同时最小化抗生素滥用的装置。

Description

用于鉴别细菌和病毒感染的非侵入性测定法

技术领域

本发明提供用于诊断和治疗感染性疾病的测定法和方法。具体来说，本发明涉及尿液生物标志物提供细菌和病毒感染的鉴别诊断的用途。

背景技术

耐药细菌已成为全球健康的最大威胁之一。抗生素耐药性危机归因于抗生素的过度使用和滥用以及制药行业缺少新药的开发。抗生素过度使用和滥用的主要原因是错误诊断，源于难以区分某些感染病因。特别是细菌和病毒感染通常在临床上难以区分，导致不适当的患者管理和抗生素滥用。

用抗生素治疗病毒感染或非感染性病因的炎症是无效的，可能引起毒性或过敏反应，并且重要的是会产生耐药细菌。然而，在不确定感染是源自于细菌还是病毒的情况下，临床医生经常开出不必要的抗生素，以消除与脓毒症和器官衰竭相关的危及生命的细菌感染的发生风险。医院环境中不适当的抗生素处方率估计为30％至50％。改进对急性感染的诊断可以通过对有细菌感染的患者增加早期抗生素和对没有细菌感染的患者减少不必要的抗生素来降低发病率和死亡率。

目前，没有可以区分细菌和病毒感染的金标准即时诊断方法，但常规使用的微生物诊断测试例如培养、血清学和最近的基于核酸的测试可以帮助临床医生对潜在的感染过程进行病因确定。准确诊断感染的挑战包括在感染部位不易接近或未知的情况下检测病原体，进行微生物实验室测定的时间长，了解检测到的细菌是致病因子还是仅仅是移生菌，以及具有病毒和细菌两者的混合感染。

身体组织对损伤、感染或刺激的生物学反应通常以炎症为特征，炎症是一种先天免疫反应，通过一系列细胞和微血管反应来根除感染、去除受损组织并产生新组织。在此过程中，微血管的通透性提高，允许嗜中性粒细胞和单核细胞离开血管内腔室并执行各种抗微生物活动以消除损伤。

脓毒症是一种并发严重感染的临床综合征，其特征是失调的全身炎症，并可能发展为越来越严重的组织损伤、器官衰竭和死亡。脓毒性休克是脓毒症的重症形式，由于循环和/或细胞代谢异常的增加而造成死亡率显著提高。脓毒症的早期识别和治疗是提高生存率的关键，因为应尽早控制感染源(最普遍的是细菌)。然而，全身炎症和与脓毒症相关的体征和症状的表现也可能在没有感染的情况下发生，例如因为缺血、创伤或恶性肿瘤。

由生命体征和实验室结果的某些异常定义的全身炎症反应综合征(SIRS)的概念于1992年引入，用于定义对非特异性损伤的临床反应，其中伴随有记录或推测的感染的SIRS被定义为脓毒症。然而，已发现SIRS标准对高死亡风险缺乏灵敏度和特异性，这是使用这种概念模型的主要考虑因素。某些细胞因子和急性期蛋白例如C反应蛋白(CRP)的血液水平也被用于评估全身炎症水平，从而有助于评估感染性和非感染性炎症状况。

最近，已建议将基于宿主的外周血基因表达分析的模型用于辅助感染性疾病的诊断。然而，转化为临床实践仍然难以实现。大多数模型未在多个独立组群中进行测试，基因太多而无法进行有用诊断所需的快速分析，或者两者兼而有之。

Sweeney T.E.等(Sci Transl Med.2016；8.346:346ra91)使用血液中基因表达的多组群分析推衍出一组7种标志物，用于鉴别细菌和病毒感染。

为了改进单个宿主蛋白质的性能，已提出将几种蛋白质组合成单个预测评分(E.G.Oved,K.等，PLoS One 2015；10.3；Valim,C.等，Am.J.Respir.Crit.Care Med.2016；193:448–459)。然而，在大多数研究中，所建议的组合与单个蛋白质相比仅提供有限至中等的诊断改进，和/或在考虑到多个患者类别时表现出其他缺点，例如鉴别能力有限。

美国专利号9,726,668公开了用于诊断感染的签名和决定因素及其使用方法。一些方面提供了使用生物标志物快速检测感染源并实施适当治疗。

WO 2018/035563涉及通过测量病原体相关和非感染性全身炎症并任选地结合病原体特异性分子的检测来诊断和/或监测细菌、病毒或原生动物感染的组合物、方法和装置。更具体来说，WO'563公开了宿主外周血RNA和蛋白质生物标志物，它们被组合使用，并任选地与外周血广范围病原体特异性检测测定结合使用。

US 2019/144943公开了诊断细菌和病毒感染的方法，具体来说涉及使用可以确定患有急性炎症的患者是有细菌感染还是病毒感染的生物标志物。更具体来说，考虑联合使用多种生物标志物列表，包括由基因或基因RNA转录物的核苷酸序列组成的多核苷酸列表，这些基因在病毒感染患者与对照组中存在差异表达，在细菌感染患者与对照组中存在差异表达，或在败血症或感染患者与对照组中存在差异表达。

Ashkenazi-Hoffnung等，2018(Eur J Clin Microbiol Infect Dis.Jul；37(7):1361-1371)公开了一种用于在患有呼吸道感染和未知来源的发热的患者中鉴别细菌和病毒疾病的宿主蛋白签名，其基于三种血液蛋白的组合：肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)、干扰素γ诱导蛋白10(IP-10)和C反应蛋白(CRP)。US 2017/0269081涉及一种在受试者中确定感染类型的方法，所述方法包括在源自于所述受试者的样品中测量选自第一组决定因子的第一决定因子和选自第二组决定因子的第二决定因子的浓度，其中所述浓度指示所述感染类型。具体来说，所述出版物公开了在血清样品中测量到的多种决定因子包括TRAIL、IP-10和CRP的表达谱的鉴定。说明各种血液生物标志物的用途的其他公开包括例如EP 1587955、US 2020/0255898、US 2015/0203899、EP 3221340和US 2019/0323065。

已经研究了将尿液生物标志物用于诊断应用，特别是用于检测或评估肾损伤或疾病。例如，US20150038595涉及用于肾损伤和肾衰竭的诊断和预后的方法和组合物，并且Rodríguez-Ortiz等(2018,Sci Rep 8(1):15940)涉及用于慢性肾病的尿液生物标志物。某些尿蛋白也被评估为感染性疾病的标志物，例如在EP 2711710，Jortani等(2004,J ClinLab Anal.；18(6):289-95)，Denz等(1990,KlinWochenschr.Feb 15；68(4):218-22)，Reisinger等(2014,PLoS One 9.3)和Whetton等(2020,J Proteome Resacs.jproteome.0c00326)中。

然而，尽管需要开发简单且非侵入性的诊断测定法，但目前在临床实践中还没有测试基于尿液生物标志物区分细菌感染与病毒感染。具体来说，血液蛋白、包括那些被提议作为各种不同病症的生物标志物的血液蛋白的水平，与它们在尿液中的水平并不密切相关。这可以归因于在成年受试者的肾脏中的处理，例如肾小球滤过和肾小管吸收，其负责限制大部分血浆蛋白释放到血液中。

感染源的早期和准确诊断，特别是细菌和病毒感染的鉴别，对于改善患者预后和降低抗生素耐药性是关键的。对用于病毒和细菌感染的快速和准确鉴别的非侵入性方法，仍存在着未满足的需求。

发明内容

本发明提供了用于诊断和治疗感染性疾病的测定法和方法。在一些实施方式中，本发明涉及尿液生物标志物及其在细菌和病毒感染的鉴别诊断中的用途。本发明还涉及以非侵入性方式确定和提供对感染的正确治疗，同时最小化抗生素滥用的装置。

本发明部分是基于独特的蛋白质组学签名的发现，所述签名是基于尿液中被确定对细菌和病毒感染之间的鉴别出人意料地有效的蛋白质生物标志物的测量。令人吃惊的是，正如在本文中证实的，开发了能够识别100％的患有细菌来源感染的受试者的诊断分类器。此外，正如本文中证实的，相当一部分患有病毒感染的患者可以从不必要的抗生素治疗中划掉(排除)，同时保留为所有细菌感染的患者指派早期和足够的抗生素治疗的能力。相比之下，迄今为止使用或建议作为血液标志物的其他蛋白质，包括肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)、C反应蛋白(CRP)和CXCL10(IP-10)在内，被发现不适合用作尿液标志物，因为它们在尿液中不可检测(CXCL10、TRAIL)或它们的尿液水平无法区分细菌感染和病毒感染(CRP)。

因此，本文公开了可用于鉴别诊断和治疗的非侵入性诊断测定法和方法。在各种不同实施方式中，提供了用于诊断感染、确定感染源或病因、排除细菌感染的诊断和治疗指派和确定的方法和测定法。

根据本发明的实施方式，提供了分析尿液样品的方法。在一些实施方式中，本发明的方法包括在受试者的尿液样品中确定多种蛋白质标志物例如选自下面的表1的三种或更多种基因产物的水平的步骤。

表1–鉴别细菌和病毒感染的生物标志物

在本发明的实施方式中确定了所述多个标志物的水平，从而确定所述受试者(或相应的样品)关于所述多个标志物的尿液蛋白质组学签名。然后可以将每种标志物的水平与参比值进行比较，从而将所述受试者(或样品)的尿液蛋白质组学签名与细菌、病毒和/或健康对照受试者的尿液蛋白质组学签名进行比较。

在一些实施方式中，所述基因产物选自LILRB4、PTMA、SEMG1、DPH3、HNRNPM、HIST1H1E、PSMD2、SELL和TRIM28基因产物组成的组。在另一个实施方式中，所述基因产物可以另外地或可选地选自ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3、CDHR5、DEFA3、DEFA1、IGFALS、F10、EPHB2、OGFOD3、CD163、RGAG1、GPR116、LYPD6B、VPS4B和PDGFRA组成的组。表1中呈现的基因产物的另外的特定组合在下文中更详细描述和举例说明。

因此，在一些实施方式中，提供了用于分析尿液样品的方法，所述方法包括：在所述样品中确定选自表1的至少三种基因产物的水平，从而获得所述样品关于所述至少三种基因产物的尿液蛋白质组学签名，并将每种基因产物的水平与对应于它在细菌和/或病毒感染期间的尿液水平的相应值进行比较，从而分别对比细菌和/或病毒对照的尿液蛋白质组学签名获得所述样品的尿液蛋白质组学签名。根据特定实施方式，正如下文中详述的，所述分析可用于各种不同的诊断和治疗应用。

一方面，本发明提供了一种在怀疑患有细菌或病毒感染的受试者中确定感染病因的方法，所述方法包括：

a.在所述受试者的尿液样品中确定选自表1的至少三种基因产物(多肽)的水平，从而获得所述受试者关于所述至少三种基因产物的尿液蛋白质组学签名，

b.将每种基因产物的水平与对应于它在细菌和/或病毒感染期间的尿液水平的相应值进行比较，从而分别对比细菌和/或病毒对照的尿液蛋白质组学签名获得所述受试者的尿液蛋白质组学签名。

在一个实施方式中，所述至少三种基因产物选自ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3、CDHR5、DEFA3、DEFA1、IGFALS、F10、EPHB2、OGFOD3、CD163、RGAG1、GPR116、LYPD6B、VPS4B和PDGFRA基因产物。在另一个实施方式中，所述尿液蛋白质组学签名通过ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3、CDHR5、IGFALS和F10基因产物并通过DEFA3或DEFA1基因产物来确定。在另一个实施方式中，所述至少三种基因产物包括SAA2、PDGFRA、VPS4B、OPCML和ENG基因产物。在另一个实施方式中，所述尿液蛋白质组学签名通过SAA2、PDGFRA、VPS4B、OPCML和ENG基因产物来确定。每种可能性代表本发明不同的实施方式。

在另一个实施方式中，所述至少三种基因产物选自LILRB4、PTMA、SEMG1、DPH3、HNRNPM、HIST1H1E、PSMD2、SELL和TRIM28基因产物组成的组。在另一个实施方式中，所述尿液蛋白质组学签名通过LILRB4、PTMA、SEMG1、DPH3、HNRNPM、HIST1H1E、PSMD2、SELL和TRIM28基因产物来确定。每种可能性代表本发明不同的实施方式。

在另一个实施方式中，所述至少三种基因产物选自ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3、CDHR5、DEFA3、DEFA1、IGFALS、F10、EPHB2、OGFOD3、CD163、RGAG1、GPR116、LYPD6B、VPS4B和PDGFRA基因产物，并且所述方法还包括在所述样品中确定选自LILRB4、PTMA、SEMG1、DPH3、HNRNPM、HIST1H1E、PSMD2、SELL和TRIM28基因产物的至少三种另外的基因产物的水平，其中所述尿液蛋白质组学签名通过所述至少三种另外的基因产物来进一步获得。每种可能性代表本发明不同的实施方式。

在本发明的方法的另一个实施方式中，所述至少三种基因产物包括LILRB4基因产物。在另一个实施方式中，所述至少三种基因产物是LILRB4、PTMA和SEMG1基因产物。在另一个实施方式中，所述至少三种基因产物是LILRB4、DPH3和HNRNPM基因产物。在另一个实施方式中，所述尿液蛋白质组学签名通过至少四种、至少五种、至少六种、至少七种或至少八种所述基因产物来确定，其中每种可能性代表本发明不同的实施方式。在特定实施方式中，所述尿液蛋白质组学签名通过LILRB4、PTMA、SEMG1、DPH3、HNRNPM、HIST1H1E、PSMD2、SELL和TRIM28基因产物来确定。

在一个实施方式中，与所述病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本不同的尿液蛋白质组学签名指示所述感染病因是细菌。在另一个实施方式中，与所述细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本相似的尿液蛋白质组学签名指示所述感染病因是细菌。在另一个实施方式中，与所述病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本不同并与所述细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本相似的尿液蛋白质组学签名指示所述感染病因是细菌。在另一个实施方式中，与所述细菌对照的尿液蛋白质组学签名显著不同的尿液蛋白质组学签名指示了所述感染病因是病毒。在另一个实施方式中，与所述病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本相似的尿液蛋白质组学签名指示所述感染病因是病毒。在另一个实施方式中，与所述细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本不同并与所述病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本相似的尿液蛋白质组学签名指示所述感染病因是病毒。因此，根据本发明的方法的实施方式，与所述病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本不同和/或与所述细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本相似的尿液蛋白质组学签名指示所述感染病因是细菌，并且与所述细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本不同和/或与所述病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本相似的尿液蛋白质组学签名指示所述感染病因是病毒。

在又一个实施方式中，包含与在细菌对照中的相应水平相比所述至少三种基因产物的水平显著提高的尿液蛋白质组学签名指示所述感染病因是病毒。在另一个实施方式中，包含与在病毒对照中的相应水平相比所述至少三种基因产物的水平显著降低的尿液蛋白质组学签名指示所述感染病因是细菌。在另一个实施方式中，将所述受试者的尿液蛋白质组学签名进一步与健康对照受试者的尿液蛋白质组学签名进行比较。因此，例如，与所述病毒对照的尿液蛋白质组学签名和所述健康对照的尿液蛋白质组学签名基本不同，并与所述细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本相似的尿液蛋白质组学签名，指示所述感染病因是细菌。在另一个实例中，与所述细菌对照的尿液蛋白质组学签名和所述健康对照的尿液蛋白质组学签名基本不同，并与所述病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本相似的尿液蛋白质组学签名，指示所述感染病因是病毒。

在本发明的方法的另一个实施方式中，所述受试者呈现出至少两个全身炎症反应综合征(SIRS)判据。在另一个实施方式中，所述受试者被怀疑患有脓毒症。在另一个实施方式中，所述感染是急性的。在另一个实施方式中，所述感染是慢性的。在另一个实施方式中，所述感染与全身炎症相关。在另一个实施方式中，所述感染与严重全身炎症相关。在另一个实施方式中，所述感染与选自下述组成的组中的病症相关：Epstein-Barr病毒(EBV)感染，巨细胞病毒(CMV)感染，麻疹，副流感支气管炎，上呼吸道感染，下呼吸道感染，皮疹，水痘-带状疱疹病毒(VZV)感染，胸骨炎，腹膜炎，肺炎，立克次体感染，蜂窝组织炎，毛囊炎，憩室炎，结肠炎，牙齿感染，细菌性心内膜炎，肌炎，菌血症，上行性胆管炎，脓肿，细菌性咽炎，胆囊炎，积脓症，骨髓炎，腮腺炎，支气管炎，登革热感染，带状疱疹感染，感染性单核球增多症，流感，脑膜炎及其组合。每种可能性代表本发明不同的实施方式。

在另一个实施方式中，所述方法还包括在确定的感染病因的基础上为所述受试者确定治疗。在另一个实施方式中，所述方法还包括用适合于所述确定的感染病因的治疗来治疗所述受试者。在特定实施方式中，所述方法还包括对被确定为患有细菌病因感染的所述受试者使用用于所述感染的抗生素治疗进行治疗。

在本发明的方法的另一个实施方式中，确定所述基因产物的水平通过免疫测定法来进行。在各种不同实施方式中，所述免疫测定法选自试纸条、ELISA(包括各种不同的多重ELISA技术)、抗体阵列、抗体芯片、侧流测试和多重珠免疫测定法组成的组。在另一个实施方式中，确定所述基因产物的水平通过质谱术或使用分光光度计来进行。

在本发明的方法的另一个实施方式中，使用学习和模式识别算法来进行步骤b.。例如，所述算法可以包括但不限于监督分类算法，包括但不限于梯度提升树、随机森林、正则化回归、多元线性回归(MLR)、主成分回归(PCR)、偏最小二乘法(PLS)、包括线性判别分析(LDA)的判别函数分析(DFA)、最近邻法、人工神经网络、多层感知器(MLP)、广义回归神经网络(GRNN)及其组合，或非监督聚类算法，包括但不限于K-均值、谱聚类、分级聚类、高斯混合模型及其组合。在特定实施方式中，所述算法选自梯度提升树、随机森林、正则化回归及其组合组成的组。

在本发明的方法的另一个实施方式中，步骤b.包括将每种基因产物的水平与细菌和病毒感染期间所述基因产物的尿液水平之间的预定截止值进行比较。在另一个实施方式中，对应于细菌和/或病毒感染期间每种基因产物的尿液水平的所述相应值从被诊断为患有所述相关病症(细菌或病毒)的至少一位受试者的尿液样品，从被诊断为患有所述病症的一组受试者获得的一组对照样品，或从被诊断为患有所述病症的受试者的一组储存的数据确定。

通常，根据本发明的方法的受试者是人类。在另一个实施方式中，所述受试者的年龄为至少两岁。在另一个实施方式中，所述受试者是成年人类。

另一方面，提供了一种在需要的受试者中排除细菌感染的方法，所述方法包括：

a.在所述受试者的尿液样品中确定选自表1中列出的基因产物的至少三种基因产物的水平，从而获得所述受试者关于所述至少三种基因产物的尿液蛋白质组学签名，

b.将每种基因产物的水平与对应于它在细菌和/或病毒感染期间的尿液水平的相应值进行比较，从而分别对比细菌和/或病毒对照的尿液蛋白质组学签名获得所述受试者的尿液蛋白质组学签名，

其中与所述细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本不同和/或与所述病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本相似的尿液蛋白质组学签名，指示所述受试者未患有细菌感染。

在一个实施方式中，所述受试者被怀疑患有细菌或病毒感染。

在另一个实施方式中，所述至少三种基因产物选自ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3、CDHR5、DEFA3、DEFA1、IGFALS、F10、EPHB2、OGFOD3、CD163、RGAG1、GPR116、LYPD6B、VPS4B和PDGFRA基因产物。在另一个实施方式中，所述尿液蛋白质组学签名通过ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3、CDHR5、IGFALS和F10基因产物并通过DEFA3或DEFA1基因产物来确定。在另一个实施方式中，所述尿液蛋白质组学签名通过LILRB4、PTMA、SEMG1、DPH3、HNRNPM、HIST1H1E、PSMD2、SELL和TRIM28基因产物来确定。在另一个实施方式中，所述方法还包括确定所述样品中选自LILRB4、PTMA、SEMG1、DPH3、HNRNPM、HIST1H1E、PSMD2、SELL和TRIM28基因产物的至少三种另外的基因产物的水平，并且其中所述尿液蛋白质组学签名通过所述至少三种另外的基因产物来进一步获得。

在另一个实施方式中，所述感染与选自下述组成的组中的病症相关：EBV感染，CMV感染，麻疹，副流感支气管炎，上呼吸道感染，下呼吸道感染，皮疹，VZV感染，胸骨炎，腹膜炎，肺炎，立克次体感染，昆虫叮咬，蜂窝组织炎，毛囊炎，憩室炎，结肠炎，牙齿感染，细菌性心内膜炎，肌炎，菌血症，上行性胆管炎，脓肿，细菌性咽炎，胆囊炎，积脓症，骨髓炎，腮腺炎，支气管炎，登革热感染，带状疱疹感染，感染性单核球增多症，流感，脑膜炎及其组合。在另一个实施方式中，所述感染是急性的。在另一个实施方式中，所述感染与严重全身炎症相关。在另一个实施方式中，所述受试者呈现出至少两个SIRS判据。在另一个实施方式中，所述受试者被怀疑患有脓毒症。在另一个实施方式中，所述受试者是人类。在另一个实施方式中，所述受试者是超过两岁的人类受试者。在另一个实施方式中，所述受试者是成年人类。

在另一个实施方式中，确定所述基因产物的水平通过免疫测定法来进行。在另一个实施方式中，所述免疫测定法选自试纸条、ELISA、抗体阵列、抗体芯片、侧流测试和多重珠免疫测定法组成的组。在另一个实施方式中，使用学习和模式识别算法来进行步骤b.。在另一个实施方式中，步骤b.包括将每种基因产物的水平与细菌和病毒感染期间所述基因产物的尿液水平之间的预定截止值进行比较。在另一个实施方式中，对应于细菌和/或病毒感染期间每种基因产物的尿液水平的所述相应值从分别被诊断为患有所述细菌和/或病毒感染的至少一位受试者的尿液样品，从被诊断为患有所述细菌和/或病毒感染的一组受试者获得的一组对照样品，或从被诊断为患有所述细菌和/或病毒感染的受试者的一组储存的数据确定。

正如本文中公开的，根据本发明的实施方式的方法为感染性疾病提供早期治疗，因为可以在从症状出现起数小时内做出正确诊断和治疗指派(特别是抗生素治疗)，无需等待确认性病原体培养结果。例如，表现出本文所公开的感染或病症的体征或症状的受试者可以用根据本发明的实施方式的测定法和方法进行测试，所述测定法和方法可能有利地提供及时的答案(例如在数分钟内)。因此，可以有利地在疾病过程的早期(例如在疾病症状出现的1-4小时或不到24小时内)，在疾病进展到更严重且可能危及生命的阶段之前提供正确的治疗指派。

另一方面，提供了一种为怀疑患有细菌或病毒感染的受试者确定治疗的方法，所述方法包括：

a.在所述受试者的尿液样品中确定选自表1中列出的基因产物组成的组中的至少三种基因产物的水平，从而获得所述受试者关于所述至少三种基因产物的尿液蛋白质组学签名，

b.将每种基因产物的水平与对应于它在细菌和/或病毒感染期间的尿液水平的相应值进行比较，从而分别对比细菌和/或病毒对照的尿液蛋白质组学签名获得所述受试者的尿液蛋白质组学签名，并且

c.如果所述尿液蛋白质组学签名与所述病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本不同和/或与所述细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本相似，则确定所述受试者适合抗生素治疗，并且如果所述尿液蛋白质组学签名与所述细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本不同和/或与所述病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本相似，则确定所述受试者不适合抗生素治疗。

在另一个实施方式中，所述方法还包括如果所述尿液蛋白质组学签名与所述细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本不同和/或与所述病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本相似，则确定所述受试者适合抗病毒治疗。

在其他实施方式中，所述抗生素治疗选自广谱革兰氏阳性抗生素(例如万古霉素、利奈唑胺)、广谱革兰氏阴性抗生素(例如广谱青霉素类例如哌拉西林和他唑巴坦、第三或四代头孢菌素类、亚胺培南类和氨基糖苷类)及其组合组成的组。

在另一个实施方式中，所述至少三种基因产物选自ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3、CDHR5、DEFA3、DEFA1、IGFALS、F10、EPHB2、OGFOD3、CD163、RGAG1、GPR116、LYPD6B、VPS4B和PDGFRA基因产物组成的组。在另一个实施方式中，所述尿液蛋白质组学签名通过ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3、CDHR5、IGFALS和F10基因产物并通过DEFA3或DEFA1基因产物来确定。在另一个实施方式中，所述尿液蛋白质组学签名通过LILRB4、PTMA、SEMG1、DPH3、HNRNPM、HIST1H1E、PSMD2、SELL和TRIM28基因产物来确定。在另一个实施方式中，所述方法还包括确定所述样品中选自LILRB4、PTMA、SEMG1、DPH3、HNRNPM、HIST1H1E、PSMD2、SELL和TRIM28基因产物组成的组中的至少三种另外的基因产物的水平，并且其中所述尿液蛋白质组学签名通过所述至少三种另外的基因产物来进一步获得。

在另一个实施方式中，所述感染与选自下述组成的组的病症相关：EBV感染，CMV感染，麻疹，副流感支气管炎，上呼吸道感染，下呼吸道感染，皮疹，VZV感染，胸骨炎，腹膜炎，肺炎，立克次体感染，昆虫叮咬，蜂窝组织炎，毛囊炎，憩室炎，结肠炎，牙齿感染，细菌性心内膜炎，肌炎，菌血症，上行性胆管炎，脓肿，细菌性咽炎，胆囊炎，积脓症，骨髓炎，腮腺炎，支气管炎，登革热感染，带状疱疹感染，感染性单核球增多症，流感，脑膜炎及其组合。在另一个实施方式中，所述感染是急性的。在另一个实施方式中，所述感染与严重的全身炎症相关。在另一个实施方式中，所述受试者呈现出至少两个SIRS判据。在另一个实施方式中，所述受试者被怀疑患有脓毒症。在另一个实施方式中，所述受试者是人类。在另一个实施方式中，所述受试者是超过两岁的人类受试者。在另一个实施方式中，所述受试者是成年人类。

在另一个实施方式中，所述方法还包括用相应的治疗对所述适合抗生素和/或抗病毒治疗的受试者进行治疗，其中每种可能性代表本发明不同的实施方式。因此，另一方面，提供了一种治疗受试者的方法，所述方法包括向如本文中所述被确定适合抗生素或抗病毒治疗的受试者施用相应的抗生素或抗病毒治疗。

另一方面，本发明提供了一种制品，其包含用于特异性检测和确定尿液样品中选自表1中列出的基因产物组成的组中的至少三种基因产物的水平的装置。在一个实施方式中，所述装置包括特异性针对LILRB4、PTMA、SEMG1、DPH3、HNRNPM、HIST1H1E、PSMD2、SELL和TRIM28基因产物的抗体。在另一个实施方式中，所述装置包括特异性针对ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3、CDHR5、IGFALS和F10基因产物和针对DEFA3或DEFA1基因产物的抗体。在各种不同实施方式中，所述制品采取试纸条、抗体阵列、抗体芯片、侧流测试等的形式。

另一方面，提供了一种诊断试剂盒，其包含用于特异性检测和确定尿液样品中选自表1中列出的基因产物组成的组中的至少三种基因产物的水平的装置。在一个实施方式中，所述装置包括特异性针对LILRB4、PTMA、SEMG1、DPH3、HNRNPM、HIST1H1E、PSMD2、SELL和TRIM28基因产物的抗体。在另一个实施方式中，所述装置包括特异性针对ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3、CDHR5、IGFALS和F10基因产物和针对DEFA3或DEFA1基因产物的抗体。在各种不同实施方式中，所述装置可用于各种不同的免疫测定法，包括但不限于试纸条、抗体阵列、抗体芯片、侧流测试、多重珠免疫测定法、ELISA(包括多重ELISA)或其他蛋白质染色方法。在另一个实施方式中，所述试剂盒还包含用于收集尿液样品的容器。在另一个实施方式中，所述试剂盒还包含用于将所述样品中每种基因产物的水平与对应于它在细菌和/或病毒感染期间的尿液水平的相应值进行比较的装置。在另一个实施方式中，所述试剂盒还包含使用说明，例如用于将所述样品中每种基因产物的水平与对应于它在细菌和/或病毒感染期间的尿液水平的相应值进行比较的说明，和/或使用所述试剂盒向诊断为患有细菌感染的受试者施加抗生素药物的说明。在另一个实施方式中，所述试剂盒还包含细菌和/或病毒参比对照。在另一个实施方式中，所述试剂盒还包含适当的治疗，例如本文中描述的抗生素药物。

本发明的其他目的、特征和优点将从下面的描述和附图变得清晰。

附图说明

图1呈现在患有病毒和细菌感染的患者的尿液样品中9种蛋白质的相对水平。结果被呈现细菌/病毒比率的以2为底的对数。

图2说明了用于鉴别病毒感染、细菌感染和对照组的尿液蛋白的线性组合的主成分分析(PCA)。展示了所述三个组之间的明确分类。

图3表述了所述PCA模型的受试者工作特征(ROC)曲线，示出了在如实施例2中所述的区分细菌与病毒感染中真阳性率(灵敏度)与假阳性率(1-特异性)之间的关系。

图4呈现了ROC曲线，示出了在如实施例3中所述的区分细菌与病毒感染中真阳性率(灵敏度)与假阳性率(1-特异性)之间的关系。

图5示出了用于细菌感染的示例性决策树分析。

图6示出了基于实施例3中所描述的12种基因产物的PCA分析。B–细菌；C–健康对照；U–未确定；V–病毒。

具体实施方式

本发明提供了用于诊断和治疗感染性疾病的测定法和方法。在一些实施方式中，本发明涉及尿液生物标志物及其在细菌和病毒感染的鉴别诊断中的用途。本发明还涉及以非侵入性方式确定和提供对感染的正确治疗，同时最小化抗生素滥用的装置。在各种不同实施方式中，提供了用于诊断感染，用于确定感染病因，用于排除细菌感染的诊断，用于分析尿液样品和用于治疗指派和确定的方法和测定法。

a.在所述受试者的尿液样品中确定选自表1中列出的基因产物组成的组中的至少三种基因产物的水平，从而获得所述受试者关于所述至少三种基因产物的尿液蛋白质组学签名，和

另一方面，在怀疑患有细菌或病毒感染的受试者中确定感染病因的所述方法包括：

a.从所述受试者获得尿液样品，

b.确定所述样品中选自表1中列出的基因产物组成的组中的至少三种基因产物的水平，从而确定所述受试者关于所述至少三种基因产物的尿液蛋白质组学签名，和

c.将每种基因产物的水平与对应于它在细菌和/或病毒感染期间的尿液水平的相应值进行比较，从而将所述受试者的尿液蛋白质组学签名分别与细菌和/或病毒对照的尿液蛋白质组学签名进行比较。

另一方面，在需要的受试者中排除细菌感染的所述方法包括：

a.从所述受试者获得尿液样品，

b.确定所述样品中选自表1中列出的基因产物组成的组中的至少三种基因产物的水平，从而获得所述受试者关于所述至少三种基因产物的尿液蛋白质组学签名，和

c.将每种基因产物的水平与对应于它在细菌和/或病毒感染期间的尿液水平的相应值进行比较，从而分别对比细菌和/或病毒对照的尿液蛋白质组学签名获得所述受试者的尿液蛋白质组学签名，

另一方面，为怀疑患有细菌或病毒感染的受试者确定治疗的所述方法包括：

a.从所述受试者获得尿液样品，

b.确定所述样品中选自表1中列出的基因产物组成的组中的至少三种基因产物的水平，从而确定所述受试者关于所述至少三种基因产物的尿液蛋白质组学签名，

c.将每种基因产物的水平与对应于它在细菌和/或病毒感染期间的尿液水平的相应值进行比较，从而将所述受试者的尿液蛋白质组学签名分别与细菌和/或病毒对照的尿液蛋白质组学签名进行比较，并且

d.如果所述尿液蛋白质组学签名与所述病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本不同和/或与所述细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本相似，则确定所述受试者适合抗生素治疗，并且如果所述尿液蛋白质组学签名与所述细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本不同和/或与所述病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本相似，则确定所述受试者不适合抗生素治疗。

另一方面，提供了一种治疗怀疑患有细菌或病毒感染的受试者的方法，所述方法包括：

b.将每种基因产物的水平与对应于它在细菌和/或病毒感染期间的尿液水平的相应值进行比较，从而分别对比细菌和/或病毒对照的尿液蛋白质组学签名获得所述受试者的尿液蛋白质组学签名，和

c.如果所述尿液蛋白质组学签名与所述病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本不同和/或与所述细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本相似，则用抗生素治疗来治疗所述受试者。

另一方面，治疗怀疑患有细菌或病毒感染的受试者的所述方法包括：

a.从所述受试者获得尿液样品，

c.将每种基因产物的水平与对应于它在细菌和/或病毒感染期间的尿液水平的相应值进行比较，从而将所述受试者的尿液蛋白质组学签名分别与细菌和/或病毒对照的尿液蛋白质组学签名进行比较，和

d.如果所述尿液蛋白质组学签名与所述病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本不同和/或与所述细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本相似，则用抗生素治疗来治疗所述受试者。

另一方面，提供了一种分析尿液样品的方法，所述方法包括：

a.确定所述样品中选自表1的至少三种基因产物的水平，从而获得所述样品关于所述至少三种基因产物的尿液蛋白质组学签名，和

b)将每种基因产物的水平与对应于它在细菌和/或病毒感染期间的尿液水平的相应值进行比较，从而分别对比细菌和/或病毒对照的尿液蛋白质组学签名获得所述受试者的尿液蛋白质组学签名。

在一个实施方式中，所述至少三种基因产物选自ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3、CDHR5、DEFA3、DEFA1、IGFALS、F10、EPHB2、OGFOD3、CD163、RGAG1、GPR116、LYPD6B、VPS4B和PDGFRA基因产物组成的组。在另一个实施方式中，所述尿液蛋白质组学签名通过ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3、CDHR5、IGFALS和F10基因产物并通过DEFA3或DEFA1基因产物来确定。在另一个实施方式中，所述尿液蛋白质组学签名通过LILRB4、PTMA、SEMG1、DPH3、HNRNPM、HIST1H1E、PSMD2、SELL和TRIM28基因产物来确定。在另一个实施方式中，所述方法还包括确定所述样品中选自LILRB4、PTMA、SEMG1、DPH3、HNRNPM、HIST1H1E、PSMD2、SELL和TRIM28基因产物组成的组中的至少三种另外的基因产物的水平，并且所述尿液蛋白质组学签名通过所述至少三种另外的基因产物来进一步确定。

在另一个实施方式中，所述感染与选自下述组成的组中的病症相关：EBV感染，CMV感染，麻疹，副流感支气管炎，上呼吸道感染，下呼吸道感染，皮疹，VZV感染，胸骨炎，腹膜炎，肺炎，立克次体感染，昆虫叮咬，蜂窝组织炎，毛囊炎，憩室炎，结肠炎，牙齿感染，细菌性心内膜炎，肌炎，菌血症，上行性胆管炎，脓肿，细菌性咽炎，胆囊炎，积脓症，骨髓炎，腮腺炎，支气管炎，登革热感染，带状疱疹感染，感染性单核球增多症，流感，脑膜炎及其组合。在另一个实施方式中，所述感染是急性的。在另一个实施方式中，所述感染与严重的全身炎症相关。在另一个实施方式中，所述受试者呈现出至少两个SIRS判据。在另一个实施方式中，所述受试者被怀疑患有脓毒症。在另一个实施方式中，所述受试者是人类。在另一个实施方式中，所述受试者是超过两岁的人类受试者。在另一个实施方式中，所述受试者是成年人类。

在另一个实施方式中，确定所述基因产物的水平通过免疫测定法来进行。在另一个实施方式中，所述免疫测定法选自试纸条、ELISA、抗体阵列、抗体芯片、侧流测试和多重珠免疫测定法组成的组。在另一个实施方式中，使用学习和模式识别算法来进行比较所述尿液蛋白质组学签名。在另一个实施方式中，比较所述尿液蛋白质组学签名包括将每种基因产物的水平与细菌和病毒感染期间所述基因产物的尿液水平之间的预定截止值进行比较。在另一个实施方式中，对应于细菌和/或病毒感染期间每种基因产物的尿液水平的所述相应值从分别被诊断为患有所述细菌和/或病毒感染的至少一位受试者的尿液样品，从被诊断为患有所述细菌和/或病毒感染的一组受试者获得的一组对照样品，或从被诊断为患有所述细菌和/或病毒感染的受试者的一组储存的数据确定。

另一方面，提供了一种制品，其包含用于特异性检测和确定尿液样品中选自表1中列出的基因产物组成的组中的至少三种基因产物的水平的装置。

另一方面，提供了一种诊断试剂盒，其包含用于特异性检测和确定尿液样品中选自表1中列出的基因产物组成的组中的至少三种基因产物的水平的装置，和任选的用于收集尿液样品的容器，用于将所述样品中每种基因产物的水平与对应于它在细菌和/或病毒感染期间的尿液水平的相应值进行比较的装置，和/或在本文中描述的本发明的方法中使用说明。

受试者、样品和感染

根据本发明的方法和测定法的各种不同实施方式，尿液样品从受试者获得。根据本发明的方法的受试者通常是人类受试者。根据一些实施方式，所述受试者的年龄为至少两岁，或者在其他实施方式中是成年人类受试者。在一些实施方式中，所述受试者被怀疑患有细菌或病毒感染。例如不限于此，所述受试者可能表现出与选自下述的病症(在一些实施方式中包括两种或更多种病症)相关的感染的症状或体征：Epstein-Barr病毒(EBV)感染，巨细胞病毒(CMV)感染，麻疹，副流感支气管炎，上呼吸道感染(URTI)，下呼吸道感染，皮疹，水痘-带状疱疹病毒(VZV)感染，胸骨炎，腹膜炎，肺炎，肛周脓肿，立克次体感染，肺脓肿，蜂窝组织炎，毛囊炎，憩室炎，结肠炎，牙齿感染，细菌性心内膜炎，肌炎，菌血症，上行性胆管炎及其组合，其中每种可能性代表本发明不同的实施方式。在其他实施方式中，所述病症选自与脓肿(例如腹部脓肿、肝脓肿、肺脓肿)、细菌性咽炎、蜂窝组织炎、胆管炎、胆囊炎、憩室炎、积脓症、坏疽性胆囊炎、骨髓炎、腮腺炎、肺炎相关的细菌感染和与哮喘加重、支气管炎、CMV、登革热、带状疱疹、感染性单核球增多症、流感、麻疹、脑膜炎、URTI、支气管炎、VZV相关的病毒感染及其组合。每种可能性代表本发明不同的实施方式。

在一些实施方式中，所述受试者被怀疑患有选自下述组成的组中的细菌或病毒感染：Epstein-Barr病毒(EBV)感染，巨细胞病毒(CMV)感染，麻疹，副流感支气管炎，上呼吸道感染(URTI)，下呼吸道感染，皮疹，水痘-带状疱疹病毒(VZV)感染，胸骨炎，腹膜炎，肺炎，立克次体感染，蜂窝组织炎，毛囊炎，憩室炎，结肠炎，牙齿感染，细菌性心内膜炎，肌炎，菌血症，上行性胆管炎，脓肿(例如腹部、肝、肺或肛周脓肿)，细菌性咽炎，胆囊炎(例如坏疽性胆囊炎)，积脓症，骨髓炎，腮腺炎，伴有哮喘加重的病毒感染，支气管炎，登革热感染，带状疱疹感染，感染性单核球增多症，流感，脑膜炎及其组合。在其他实施方式中，所述受试者怀疑患有选自下述组成的组中的细菌或病毒感染：EBV感染，CMV感染，麻疹，副流感支气管炎，URTI，下呼吸道感染，皮疹，VZV感染，胸骨炎，腹膜炎，肺炎，立克次体感染，蜂窝组织炎，毛囊炎，憩室炎，结肠炎，牙齿感染，细菌性心内膜炎，肌炎，菌血症，上行性胆管炎，脓肿，细菌性咽炎，胆囊炎，积脓症，骨髓炎，腮腺炎，支气管炎，登革热感染，带状疱疹感染，感染性单核球增多症，流感，脑膜炎及其组合。每种可能性代表本发明不同的实施方式。

在其他实施方式中，所述受试者可能患有(或被怀疑患有)全身炎症反应综合征(SIRS)或脓毒症。在其他实施方式中，所述受试者可能患有(或被怀疑患有)急性或慢性感染。在其他实施方式中，所述受试者可能患有(或被怀疑患有)与全身炎症相关的感染。在其他实施方式中，所述受试者可能患有(或被怀疑患有)与严重的全身炎症相关的感染。每种可能性代表本发明不同的实施方式。通常，所述受试者不患有局部感染和/或局部炎症。

通常，SIRS被定义为是满足至少两个下述判据(后文中的“SIRS判据”)的病症：

1.发热>38℃或<36℃，

2.心率>90次/分钟，

3.呼吸频率>20次/分钟或PaCO₂<32mm Hg，和

4.白细胞计数异常(>12,000/mm³或<4,000/mm³或>10％的条带)。

在脓毒症中，明确或推测的感染还伴有至少两个SIRS判据的表现。在严重脓毒症中，上述脓毒症判据伴随有相关的功能障碍、低灌注或低血压，其中脓毒症引起的低血压的特征是在没有其他低血压原因的情况下，收缩BP<90mmHg或从基线降低>40mmHg。脓毒性休克是脓毒症的一种更严重形式，其中尽管有足够的液体复苏但仍维持持续性低血压和灌注异常(可以被进一步定义为需要血管升压药以维持平均动脉压≥65mm Hg，并且尽管有足够的容量复苏，但血清乳酸水平>18mg/dL)。最后，多器官功能障碍综合征(MODS)被认为是一种器官功能无法维持稳态的生理紊乱状态。

一般而言，用于评估或诊断医学病症的临床参数可能会不时修订或更新，以试图改进患者管理。尽管上述参数和判据目前被用于协助患者管理，但对于快速准确地鉴别病毒和细菌感染的非侵入性方法，仍存在着未满足的需求。本发明的原理提供了可用于本文所公开的本发明的实施方式中的快速准确的测定法和方法，而不考虑可采用的临床判据中的任何修订。

正如本领域中已知的，用于本发明的实施方式的尿液样品从受试者获得或收集。通常，所述尿液样品如本文中所公开的非侵入性获得。在一个实施方式中，所述尿液样品是首段尿液样品。在特定实施方式中，从所述受试者获得所述样品，无需预先的膀胱刮擦或洗涤步骤。在另一个实施方式中，所述方法还包括在确定基因产物水平的步骤之前将得到的尿液样品冷冻和将所述样品解冻的步骤。方便的是，可以将尿液样品保持在-20℃下直至进行分析。而在其他实施方式中，本发明涉及快速诊断和预后方法，其中所述样品在收集后的数小时(例如1-4小时或少于24小时)或数分钟(例如至多15、30或45分钟)内测定。在一个实施方式中，所述样品是非沉降尿液样品。在另一个实施方式中，所述尿液样品基本上不含残留细胞。每种可能性代表本发明不同的实施方式。

在各种不同实施方式中，本发明的方法还包括在确定标志物的水平之前稀释所述尿液样品。在一个实施方式中，使用PBS将所述样品在例如1:2至1:20的范围内稀释。在另一个实施方式中，在例如对样品进行免疫测定法之前，将所述样品1:4、1:6、1:8、1:10、1:15或1:20稀释。在另一个实施方式中，所述尿液样品经历浓缩或过滤。在优选实施方式中，所述样品经历超滤，例如使用MILLIPORE Amicon Ultra。正如本领域中已知的，超滤涉及各种不同的膜过滤，其中静水压力迫使液体紧靠半透膜。所述膜的截留值可以选自3KD、10KD、30KD或更大。在另一个实施方式中，所述样品被重构(例如用PBS)。在另一个实施方式中，在重构后，将所述尿液样品在2倍至10倍的范围内稀释(例如在对样品进行免疫测定法之前)。在其他示例性实施方式中(例如为了使用质谱术进行分析)，可以将所述样品通过过滤(例如使用3kDa截留分子量的滤器)浓缩，然后进行溶液内胰蛋白酶消化，然后进行脱盐步骤。每种可能性代表本发明不同的实施方式。

在一些实施方式中，所述感染不涉及(或所述受试者未同时患有)肾损伤或疾病，例如慢性肾病。在一些实施方式中，所述感染不包括尿路感染和/或所述受试者未被诊断为患有尿路感染。在其他实施方式中，所述受试者未表现出白细胞尿。在其他实施方式中，所述受试者未表现出肾或泌尿生殖系统症状或体征。在其他实施方式中，所述受试者未表现出肾小球滤过受损或肾小球滤过进行性恶化。在其他特定实施方式中，所述受试者未被诊断患有或怀疑患有结核病或坏死性小肠结肠炎。在另一个特定实施方式中，所述受试者未被诊断患有或怀疑患有COVID-19。在其他实施方式中，所述受试者患有或怀疑患有COVID-19。在另一个实施方式中，所述受试者不同时患有非感染性炎性疾病(例如自身免疫疾病)。每种可能性代表本发明不同的实施方式。

抗体、测定法和试剂盒

根据各种不同实施方式，本发明的方法和测定法涉及检测或确定尿液样品中本文所公开的基因产物的水平。

在某些实施方式中，本发明的方法使用特异性针对本发明的基因产物的抗体来进行免疫测定法。

当在本文中使用时，针对(或特异性针对)抗原的抗体是能够特异性结合所述抗原的抗体。当在本文中使用时，术语“特异性结合”意味着抗体与抗原探针的结合不被非相关分子的存在竞争性抑制。

应该理解，当使用术语“抗体”时，它旨在包括完整抗体例如多克隆抗体或单克隆抗体(mAb)及其蛋白水解片段例如Fab或F(ab')₂片段。在本发明的范围内还包括嵌合抗体、重组和工程化抗体及其片段。

包含轻链和重链两者的全部或基本上全部可变区的示例性的功能性抗体片段定义如下：

(i)Fv，其被定义为由作为两条链表达的轻链可变区和重链可变区构成的遗传工程改造的片段；

(ii)单链Fv(“scFv”)，其是包括通过适合的多肽连接物相连的轻链可变区和重链可变区的遗传工程改造的单链分子。

(iii)Fab，其是含有抗体分子的单价抗原结合部分的抗体分子的片段，通过用木瓜蛋白酶处理完整抗体以产生完整的轻链和重链的Fd片段来获得，所述Fd片段由重链的可变结构域和CH1结构域组成；

(iv)Fab’，其是含有抗体分子的单价抗原结合部分的抗体分子的片段，通过用胃蛋白酶处理完整抗体然后还原来获得(每个抗体分子获得两个Fab’片段)；和

(v)F(ab’)2，其是含有抗体分子的单价抗原结合部分的抗体分子的片段，通过用胃蛋白酶处理完整抗体来获得(即通过两个二硫键保持在一起的Fab’片段的二聚体)。

当在本文中使用时，术语“抗原”是能够被抗体结合的分子或分子的一部分。抗原通常能够诱导动物产生能够与该抗原的表位结合的抗体。抗原可以具有一个或多个表位。上面提到的特异性反应是指抗原将以高度选择性的方式与其相应的抗体反应，而不与可能由其他抗原引发的大量其他抗体反应。

在一些实施方式中，通过下述过程来进行确定所述样品中本发明的基因产物的水平，所述过程包括将所述样品在使得可以形成特异性抗原-抗体复合物的条件下与针对感兴趣的基因产物的抗体接触，并对为每个基因产物形成的抗原-抗体复合物的量进行定量，从而确定(或获得)所述受试者关于所述基因产物的尿液蛋白质组学签名。

在各种不同实施方式中，所述免疫测定法选自试纸条、ELISA(包括各种不同的多重ELISA技术)、抗体阵列、抗体芯片、侧流测试和多重珠免疫测定法组成的组。

根据本发明的原理，可以使用任何适合的免疫测定法。此类技术对于普通技术人员来说是公知的，并且已被描述在许多标准的免疫学手册和课文中。在某些实施方式中，使用基于抗体阵列的方法来进行确定基因产物的水平，包括但不限于抗体阵列或抗体芯片。在一些实施方式中，将所述阵列与受试者的任选被稀释的尿液样品温育以便允许包含在所述样品中的基因产物与固定化的抗体之间的特异性结合，从所述阵列上洗掉未结合的组分，将所述清洗过的阵列与可检测标记偶联的所需同型的抗体温育，从阵列上洗掉未结合的标记物，并测量结合到每个基因产物的标记物的水平。

其他的示例性测定法可以基于试纸条技术，正如在例如美国专利号4,632,901、4,313,734和4,786,589、5,656,448以及EP 0125118中所展示的。例如，美国专利号4,632,901公开了一种流通式免疫测定装置，其包含与添加有液体样品的多孔膜或滤膜结合的抗体(特异性针对靶抗原分析物)。当液体流过膜时，靶分析物与所述抗体结合。在添加样品后添加标记的抗体。标记抗体的目测检测指示样品中靶抗原分析物的存在。EP 0125118公开了一种夹心型试纸条免疫测定法，其中将免疫化学组分例如抗体结合到固相。所述测定装置被“浸泡”在怀疑含有未知抗原分析物的样品中以便温育。然后在温育期同时或之后添加酶标记的抗体。接下来将装置清洗，然后插入到含有所述酶的底物的第二溶液中。酶标记物如果存在的话，与底物相互作用，导致形成有色产物，其作为沉淀物沉积在固相上或在底物溶液中产生可见的颜色变化。

在某些实施方式中，生物标志物(基因产物)的检测可以使用其他免疫测定法例如酶联免疫吸附测定法(ELISA)测试试剂盒来进行。在此类测定法中，例如，通常将样品在能够特异性结合所述生物标志物的固定化的第一特异性结合剂(例如抗体)存在下温育。生物标志物与所述第一特异性结合剂的结合可以使用各种不同的已知方法中的任一者来测量，例如使用能够特异性结合所述生物标志物的标记的第二特异性结合剂(在不同表位处)或所述第一特异性结合剂。示例性的特异性结合剂包括例如单克隆抗体、多克隆抗体和抗体片段例如重组抗体片段、单链抗体(scFv)等。在一些实施方式中，可以使用各种不同的常规标签或标记物，例如放射性同位素、酶、发色团或荧光团。典型的放射性同位素是碘^-125或硫^-35。用于这一目的的典型的酶包括辣根过氧化物酶、辣根半乳糖苷酶和碱性磷酸酶。

任选地，可以使用其他免疫测定法，此类技术对于普通技术人员来说是公知的，并且已在许多标准的免疫学手册和教材中描述。在一些实施方式中，本发明的方法适合于自动或半自动分析，并且可以对多个样品进行临床中通量或高通量筛选。例如，自动化ELISA系统如Biotest的

ELISA处理器、Maxmat自动微孔板ELISA分析仪(MaxmatS.A.,France)或DSXTM四板系统(Dynex Technologies)可以被方便地使用，并用于各种不同的方法包括但不限于多重ELISA方法中。其他适合的测定法包括例如流式细胞术测定法(例如单重和多重基于珠子的

测定法(Invitrogen))或本领域中可用的其他多重珠免疫测定法。

侧流测试以与上述ELISA测定法相同的原理运行。从本质上讲，这些测试将样品沿着带有反应性分子的垫表面运行，显示出视觉上的阳性或阴性结果。所述垫是基于一系列毛细管床，例如多孔纸片、微结构化聚合物或烧结聚合物。每一个垫都具有自发运输流体(例如尿液)的能力。样品垫充当海绵并容纳过量的样品流体。在浸泡后，所述流体流向第二偶联物垫，其中将被称为偶联物的冷冻干燥的生物活性粒子储存在盐-糖基质中。所述偶联物垫含有靶分子(例如本文公开的基因产物)与其已固定在粒子表面上的化学配偶体(例如抗体)之间的优化化学反应所需的所有试剂。这在靶粒子通过所述垫并继续穿过测试线和控制线时对其进行标记。所述测试线显示信号，通常是颜色。所述控制线含有亲和配体，其显示样品是否已流过以及偶联垫中的生物分子是否有活性。在通过这些反应区后，流体进入仅仅充当废物容器的最终的多孔材料芯。

在另一个实施方式中，确定所述基因产物的水平通过质谱或使用微型光谱仪来进行，例如基于质谱的靶向蛋白质组学。例如，对所述基因产物的蛋白水解肽使用重标记的合成内标。使用质谱仪测量天然肽和标准品，并将来自于内标的信号参比到天然肽，它们代表了尿液样品中的原始蛋白质。在非限制性实例中，可以使用适合的设备例如SCIO近红外微型光谱仪。

本发明的其他实施方式涉及制品，其包含用于特异性检测和确定尿液样品中本文所公开的基因产物的水平的装置。在各种不同实施方式中，所述制品包含用于特异性检测和确定本文所公开的基因产物集的水平的装置。在一些实施方式中，所述装置包含特异性针对本文所公开的基因产物集的基因产物的抗体、由所述抗体组成或基本上包括所述抗体。在一些实施方式中，所述制品被配置成本文所公开的免疫测定法的形式，包括但不限于试纸条、抗体阵列、抗体芯片或侧流测试。在其他实施方式中，所述制品适合与本文所公开的免疫测定法一起使用，包括但不限于试纸条、抗体阵列、抗体芯片或侧流测试。

根据其他方面，本发明提供了适合用于本发明的方法的试剂盒。在一些实施方式中，提供了一种包含所述制品的诊断试剂盒。在一些实施方式中，所述试剂盒还包含用于收集尿液样品的适合的容器或其他装置。在其他实施方式中，所述试剂盒还包含用于将样品中每种基因产物的水平与对应于它在细菌和/或病毒感染期间的尿液水平的相应值进行比较的装置。在一些实施方式中，提供了一种诊断试剂盒，其包含i)用于从受试者收集尿液样品的装置，和ii)用于确定样品中本发明的基因产物的水平的装置。

在其他实施方式中，所述试剂盒还可以含有用于确定基因产物水平的其他装置，包括但不限于可用于测量抗体与本发明的标记物抗原的特异性结合的试剂、可检测标记物和/或容器。在其他实施方式中，所述试剂盒还可以包含用于将尿液蛋白质组学签名与对照蛋白质组学签名进行比较的装置。在一些实施方式中，所述试剂盒含有阴性和/或阳性对照样品。例如，对照样品可以含有来自于至少一位健康个体、至少一位被诊断为患有细菌感染的个体或至少一位被诊断为患有病毒感染的个体的样品。在其他实施方式中，所述对照样品可以包括来自于一组健康个体或本文中公开的患病个体的一组对照样品，或对应于对照个体的一组储存的数据。任选地，所述试剂盒还可以包含用于在测量标志物水平之前制备或加工样品的装置。在各种不同实施方式中，所述对照样品对应于被诊断为患有本文所公开的感染性病症的受试者。每种可能性代表本发明不同的实施方式。

在其他实施方式中，所述试剂盒还包含使用说明，例如在本文公开的诊断或分析方法中使用所述试剂盒的说明。在其他实施方式中，所述试剂盒还包含根据本文公开的方法指派治疗或治疗受试者的说明。在一些实施方式中，所述试剂盒还包含用于所述被诊断的受试者的治疗，例如至少一种本文所公开的抗细菌或抗病毒药物。每种可能性代表本发明不同的实施方式。

在各种不同的实施方式中，本发明涉及在尿液样品中检测或定量的基因产物的组合，在本文中也被称为标志物集。在一些实施方式中，尿液蛋白质组学签名通过本文所公开的标志物集来确定(或获得)。在各种不同的实施方式中，所述标志物集包括在本文表1中列出的基因产物或本文所公开的其子集。在各种不同的实施方式中，所述标志物集包括本文表1中列出的至少3种基因产物，例如4、5、6、7、8、9、10、11、12种或在其他实施方式中多达约12、20、24或29种基因产物。在一些实施方式中，所述基因产物包括或选自ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3、CDHR5、DEFA3、DEFA1、IGFALS、F10、EPHB2、OGFOD3、CD163、RGAG1、GPR116、LYPD6B、VPS4B和PDGFRA基因产物组成的组。在其他实施方式中，所述基因产物包括或选自ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3和CDHR5基因产物以及DEFA3或DEFA1基因产物组成的组。在另一个实施方式中，所述基因产物包括或选自LILRB4、PTMA、SEMG1、DPH3、HNRNPM、HIST1H1E、PSMD2、SELL和TRIM28基因产物组成的组。在另一个实施方式中，所述基因产物包括选自ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3、CDHR5、DEFA3、DEFA1、IGFALS、F10、EPHB2、OGFOD3、CD163、RGAG1、GPR116、LYPD6B、VPS4B和PDGFRA基因产物组成的组中的至少三种基因产物，以及选自LILRB4、PTMA、SEMG1、DPH3、HNRNPM、HIST1H1E、PSMD2、SELL和TRIM28基因产物的至少三种基因产物组成的组。在另一个实施方式中，所述基因产物包括LILRB4基因产物。在另一个实施方式中，所述基因产物是LILRB4、PTMA和SEMG1基因产物。在另一个实施方式中，所述基因产物是LILRB4、DPH3和HNRNPM基因产物。在另一个实施方式中，所述基因产物包括或选自SAA2、PDGFRA、VPS4B、OPCML和ENG基因产物组成的组。在另一个实施方式中，所述基因产物包括SAA2基因产物。在又一个实施方式中，所述基因产物不包括SAA2基因产物。每种可能性代表本发明不同的实施方式。

在一些实施方式中，所述基因产物不包括肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)、C反应蛋白(CRP)和/或CXCL10(IP-10)基因产物。在其他实施方式中，所述基因产物不包括人类嗜中性粒细胞脂质运载蛋白(HNL)、sCD14-ST(可溶性CD14抗原亚型；前腐败素)、尿胰蛋白酶抑制剂(uTi)和/或新蝶呤。每种可能性代表本发明不同的实施方式。

在某些实施方式中，本发明的基因产物可能在人类尿液样品中以片段或肽的形式而不是作为完整多肽存在(例如C-端截短的和/或N-端截短的片段)。应该理解，本文中提到的术语“基因产物”明确地包括这些部分片段和肽。在其他实施方式中，本文中提到的基因产物是完整(或基本上完整的)多肽。

在另一个实施方式中，与本发明的制品、试剂盒和测定法相结合使用的标志物(基因产物)包含本文所公开的标志物集、由所述标志物集组成或基本上包括所述标志物集。每种可能性代表本发明不同的实施方式。

诊断应用

根据本发明的方法和测定法的各种不同实施方式，将每种基因产物的水平与对应于它在细菌和/或病毒感染期间的尿液水平的相应值进行比较，从而将所述受试者的尿液蛋白质组学签名分别与细菌和/或病毒对照的尿液蛋白质组学签名进行比较(或分别对比细菌和/或病毒对照的尿液蛋白质组学签名获得所述受试者的尿液蛋白质组学签名)。

在一个实施方式中，所述方法用于在怀疑患有细菌或病毒感染的受试者中鉴别细菌感染和病毒感染。在另一个实施方式中，所述方法用于在怀疑患有细菌或病毒感染的受试者中鉴别诊断感染。在另一个实施方式中，所述方法用于在怀疑患有细菌或病毒感染的受试者中确定感染病因。在另一个实施方式中，所述方法用于在需要的受试者中排除细菌感染。在另一个实施方式中，所述方法用于为怀疑患有细菌或病毒感染的受试者确定治疗。

在一些实施方式中，与病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本不同和/或与细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本相似的尿液蛋白质组学签名指示所述感染病因是细菌。

在一些实施方式中，与细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本不同和/或与病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本相似的尿液蛋白质组学签名指示所述感染病因是病毒。

根据本发明的实施方式，蛋白质组学签名的基本不同或相似性考虑到所述签名的基因产物的集体水平来确定(或获得)。在一些实施方式中，与对照相比基本不同的尿液蛋白质组学签名包括本文所公开的一组基因产物的水平与它们相应的对照水平相比显著提高。在其他实施方式中，与对照相比基本不同的尿液蛋白质组学签名包括本文所公开的一组基因产物的水平与它们相应的对照水平相比显著降低。在其他实施方式中，与对照相比基本不同的尿液蛋白质组学签名包括与相应的对照水平相比本文所公开的一种或多种标志物的水平显著提高和本文所公开的一种或多种另外的标志物的水平显著降低两者。每种可能性代表本发明不同的实施方式。当在本文中使用时，“显著提高的”和“显著降低的”水平分别是指统计学显著的提高/降低。

在一些实施方式中，比较蛋白质组学签名可以使用适合的分类器或算法，包括但不限于学习和模式识别算法、监督分类器等，来进行。与对照水平，例如本文所公开的细菌或病毒对照水平，的显著差异，通常且方便地可以考虑阴性和阳性对照组两者(例如当样品从患有病毒感染的受试者获取时，分别为患有细菌感染的受试者和含有病毒感染的受试者)的相应值来确定。根据本发明的实施方式的方法可以包括在阴性和/或阳性对照样品中确定本文所公开的基因产物的相应水平的步骤，或者可以利用在测试样品中测量到的值与相应的预定值或储存数据的比较。因此，可以将测试样品分类为对应于(基本相似于或非基本不同于)本文所公开的阳性或阴性对照组中的任一者。本文中提到的阳性和阴性对照通常方便地代表对照集，例如来自于一组诊断相似的个体的一组对照样品，或从诊断相似的个体获得的一组储存的数据。

因此，在本发明的方法的一些实施方式中，所述比较步骤使用本文中公开的学习和模式识别算法来进行。在特定实施方式中，所述算法选自梯度提升树、随机森林、正则化回归及其组合组成的组，其中每种可能性代表本发明不同的实施方式。

在本发明的方法的另一个实施方式中，所述比较步骤包括将每种基因产物的水平与细菌和病毒感染期间在所述基因产物的尿液水平之间作出鉴别的预定截止值进行比较。在另一个实施方式中，对应于细菌和/或病毒感染期间每种基因产物的尿液水平的所述相应值从至少一位被诊断为患有相关病症(细菌或病毒)的受试者的尿液样品，从一组被诊断为患有所述病症的受试者获得的一组对照样品，或从被诊断为患有所述病症的受试者的一组储存的数据来确定。

在一些实施方式中，所述确定和比较步骤包括确定所述样品中每种标志物的存在或不存在，其中所述尿液蛋白质组学签名反映出所述样品中每种标志物的所述存在或不存在。根据其他实施方式，比较尿蛋白质签名还包括以特定的顺序或等级制度将每种基因产物的水平(包括所述基因产物的存在或不存在)与其在细菌和/或病毒感染期间的尿液水平进行比较，从而将所述受试者的尿液蛋白质组学签名分别与细菌和/或病毒对照的尿液蛋白质组学签名进行比较。例如，本文的实施例3展示了使用决策树算法进行的尿液蛋白质组学签名的比较，其中标志物以特定顺序(CDHR5，然后是SAA2，然后是ENG)考虑，并将细菌感染与病毒感染分开。

在另一个实施方式中，与病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本不同的尿液蛋白质组学签名指示所述感染是细菌性的。在另一个实施方式中，与细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本相似的尿液蛋白质组学签名指示所述感染是细菌性的。在另一个实施方式中，与病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本不同并与细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本相似的尿液蛋白质组学签名指示所述感染是细菌性的。在另一个实施方式中，与细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本不同的尿液蛋白质组学签名指示所述感染是病毒性的。在另一个实施方式中，与病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本相似的尿液蛋白质组学签名指示所述感染是病毒性的。在另一个实施方式中，与细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本不同并与病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本相似的尿液蛋白质组学签名指示所述感染是病毒性的。

在又一个实施方式中，所述至少三种基因产物的水平与它们在细菌对照中的相应水平相比显著提高的尿液蛋白质组学签名指示所述感染是病毒性的。在另一个实施方式中，所述至少三种基因产物的水平与它们在病毒对照中的相应水平相比显著降低的尿液蛋白质组学签名指示所述感染是细菌性的。在另一个实施方式中，将所述受试者的尿液蛋白质组学签名进一步与健康对照受试者的尿液蛋白质组学签名进行比较。因此，例如，与病毒对照的尿液蛋白质组学签名和健康对照的尿液蛋白质组学签名基本不同并与细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本相似的尿液蛋白质组学签名，指示所述感染是细菌性的。在另一个实例中，与细菌对照的尿液蛋白质组学签名和健康对照的尿液蛋白质组学签名基本不同并与病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本相似的尿液蛋白质组学签名，指示所述感染是病毒性的。

在其他实施方式中，与病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本不同和/或与细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本相似的尿液蛋白质组学签名，指示受试者适合抗生素治疗。在其他实施方式中，与细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本不同和/或与病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本相似的尿液蛋白质组学签名，指示所述受试者未患有细菌感染(或不适合抗生素治疗)。

在一些实施方式中，本文公开的一组基因产物的水平与它们在细菌对照中的相应水平相比显著提高的尿液蛋白质组学签名，指示所述受试者未患有细菌感染(或不适合抗生素治疗)。在其他实施方式中，本文公开的一组基因产物的水平与它们在病毒对照中的相应水平相比显著降低的尿液蛋白质组学签名，指示所述受试者适合抗生素治疗。在其他实施方式中，与在细菌对照中的相应水平相比本文公开的一种或多种标志物的水平显著提高并且本文公开的一种或多种另外的标志物的水平显著降低的尿液蛋白质组学签名，指示所述受试者未患有细菌感染(或不适合抗生素治疗)。在其他实施方式中，与在病毒对照中的相应水平相比本文公开的一种或多种标志物的水平显著提高并且本文公开的一种或多种另外的标志物的水平显著降低的尿液蛋白质组学签名，指示所述受试者适合抗生素治疗。

根据本发明的方法的示例性实施方式，所述受试者被怀疑患有选自下述组成的组中的病症：Epstein-Barr病毒(EBV)感染，巨细胞病毒(CMV)感染，麻疹，副流感支气管炎，上呼吸道感染(URTI)，下呼吸道感染，皮疹，水痘-带状疱疹病毒(VZV)感染，胸骨炎，腹膜炎，肺炎，肛周脓肿，立克次体感染，肺脓肿，蜂窝组织炎，毛囊炎，憩室炎，结肠炎，牙齿感染，细菌性心内膜炎，肌炎，菌血症，上行性胆管炎及其组合，并且所述基因产物包括LILRB4、PTMA、SEMG1、DPH3、HNRNPM、HIST1H1E、PSMD2、SELL和TRIM28基因产物或本文所公开的其子集。在本发明的方法的其他示例性实施方式中，所述受试者被怀疑患有选自下述组成的组中的病症：与脓肿相关的细菌感染(例如腹部脓肿、肝脓肿、肺脓肿)、细菌性咽炎、蜂窝组织炎、胆管炎、胆囊炎、憩室炎、积脓症、坏疽性胆囊炎、骨髓炎、腮腺炎、肺炎，和与哮喘恶化相关的病毒感染、支气管炎、CMV、登革热、带状疱疹、感染性单核球增多症、流感、麻疹、脑膜炎、URTI、支气管炎、VZV及其组合，并且所述基因产物包括ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3、CDHR5、DEFA3、DEFA1、IGFALS、F10、EPHB2、OGFOD3、CD163、RGAG1、GPR116、LYPD6B、VPS4B和PDGFRA基因产物，或本文所公开的其子集。每种可能性代表本发明不同的实施方式。

在各种不同实施方式中，本发明涉及在现有的测定法缺乏、在时间长度或其他方面不适合或不建议的情况下可用于诊断和评估的方法。在一些实施方式中，所述感染的特征在于在样品采集时感染部位不易接近取样或未知。在其他实施方式中，所述感染的特征在于通过传统方法(例如培养或其他微生物实验室测定法)鉴定感染性病原体时间太长，无法以能够为所述受试者做出及时正确的治疗决定的方式提供诊断结果。本发明在其实施方式中通过以及时和非侵入性方式测定所述受试者的尿液样品，克服了本文公开的这些和其他挑战。在一些实施方式中，本发明的方法用于感染性疾病的早期治疗，因为正确的诊断和治疗指派(特别是抗生素治疗的指派)可以在症状出现的数小时(例如1-4小时或少于24小时)内做出。在本发明的方法的一些实施方式中，所述确定和比较步骤在15分钟内、30分钟内、60分钟内、1-4小时内、3-6小时内或24小时内一起进行，其中每种可能性代表本发明不同的实施方式。

数据分析

有利的是，本发明的方法可以利用学习和模式识别分析器、聚类算法等，以便区分本文所公开的样品或受试者的蛋白质组学签名与对照蛋白质组学签名。例如，所述方法可以包括确定尿液样品中本文公开的至少三种基因产物的水平，并使用此类算法和/或分析器将得到的尿液蛋白质组学签名与细菌和/或病毒对照的尿液蛋白质组学签名进行比较。

在某些实施方式中，可以使用一种或多种算法或计算机程序对尿液样品中定量的每种基因产物的量与预定截止值(或多个预定截止值)进行比较。或者，可以提供用于通过人手动执行必要步骤的一个或多个指令。

用于确定和比较尿液蛋白质组学签名的算法包括但不限于监督分类算法，包括但不限于梯度提升树、随机森林、正则化回归、多元线性回归(MLR)、主成分回归(PCR)、偏最小二乘法(PLS)、包括线性判别分析(LDA)的判别函数分析(DFA)、最近邻法、人工神经网络、多层感知器(MLP)、广义回归神经网络(GRNN)及其组合，或非监督聚类算法，包括但不限于K-均值、谱聚类、分级聚类、高斯混合模型及其组合。在特定实施方式中，所述算法选自梯度提升树、随机森林、正则化回归及其组合组成的组。

许多算法是基于神经网络的算法。神经网络具有输入层、处理层和输出层。神经网络中的信息分布在整个处理层中。处理层由节点组成，这些节点通过与其节点的互连来模拟神经元。类似于揭示数据集合中的潜在模式的统计分析，神经网络基于预先确定的判据在数据集合中定位一致的模式。

在其他实施方式中，使用了主成分分析。主成分分析(PCA)涉及一种将多个相关变量转换为数量较少的不相关变量的数学技术。数量较少的不相关变量被称为主成分。第一主成分或特征向量尽可能多地解释数据的可变性，每个后续成分尽可能多地解释剩余的可变性。PCA的主要目标是降低数据集的维数并鉴定新的基础变量。

在另一个实施方式中，所述算法是分类器。一种类型的分类器通过使用来自于训练集的数据“训练”所述算法来创建，并使用测试集数据评估其性能。与本发明相结合使用的分类器的实例是判别分析、决策树分析、受试者工作曲线或拆分和评分分析。

术语“决策树”是指一种具有用于分类的流程图状树结构的分类器。决策树由将数据集重复拆分为子集组成。每个拆分由应用于一个变量的简单规则组成，例如，“如果“变量1”的值大于“阈值1”则向左，否则向右”。因此，给定的特征空间被分隔成一组矩形，每个矩形分配给一个类。

术语“测试集”或“未知集”或“验证集”是指整个可用数据集的一个子集，其由未包含在训练集中的条目组成。测试数据用于评估分类器性能。

术语“训练集”或“已知集”或“参比集”是指相应的整个可用数据集的一个子集。该子集通常是随机选择的，并且仅用于分类器构建的目的。

治疗性应用

在一些实施方式中，本发明的方法提供了治疗指派方法和治疗方法，包括例如为怀疑患有细菌或病毒感染的受试者确定治疗，或确定受试者是否适合本文所公开的特定治疗例如抗生素治疗和/或抗病毒治疗。在其他实施方式中，所述方法包括用所讨论的治疗来治疗被确定适合所述治疗的受试者，例如用抗生素治疗来治疗被确定适合所述抗生素治疗的受试者。在示例性实施方式中，所述方法用于为怀疑患有细菌或病毒感染的受试者确定治疗并进行治疗，所述方法包括：

a.从所述受试者获得尿液样品，

b.确定所述样品中选自表1中列出的基因产物的至少三种基因产物的水平，从而确定所述受试者关于所述至少三种基因产物的尿液蛋白质组学签名，

c.将每种基因产物的水平与对应于它在细菌和/或病毒感染期间的尿液水平的相应值进行比较，从而将所述受试者的尿液蛋白质组学签名分别与细菌和/或病毒对照的尿液蛋白质组学签名进行比较，

d.如果所述尿液蛋白质组学签名与所述病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本不同和/或与所述细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本相似，则确定所述受试者适合抗生素治疗，并且如果所述尿液蛋白质组学签名与所述细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本不同和/或与所述病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本相似，则确定所述受试者不适合抗生素治疗，和

e.用抗生素治疗来治疗所述被确定适合所述抗生素治疗的受试者。

在一些实施方式中，所述抗生素治疗可以包括例如广谱革兰氏阳性抗生素、广谱革兰氏阴性抗生素及其组合。例如，广谱革兰氏阳性抗生素可以包括但不限于万古霉素或利奈唑胺。广谱革兰氏阴性抗生素可以包括但不限于广谱青霉素类例如哌拉西林和他唑巴坦、第三或第四代头孢菌素类例如头孢哌酮、头孢噻肟、头孢吡肟和头孢匹罗，亚胺培南类例如Primaxin(亚胺培南单水合物)，以及氨基糖苷类例如庆大霉素、妥布霉素、阿米卡星、plazomicin、链霉素、新霉素和巴龙霉素。每种可能性代表本发明不同的实施方式。

用于例如上文列出的疾病特异性治疗的剂量和治疗方案在本领域中是已知的，并且可以由专业技术人员(例如治疗医师)根据患者的特征和疾病表现来确定和调整。

例如，注射用万古霉素盐酸盐适用于治疗由耐甲氧西林(耐β-内酰胺)葡萄球菌敏感菌株引起的严重或重症感染。万古霉素盐酸盐可有效治疗葡萄球菌感染，包括但不限于心内膜炎、败血症、骨感染、下呼吸道感染、皮肤和皮肤结构感染。注射用万古霉素盐酸盐USP以无菌粉剂形式提供在单剂量翻盖小瓶中，其含有500mg或1g万古霉素当量。成人的通常每日静脉内剂量为2g，分为每6小时500mg或每12小时1g。每个剂量应该以不超过10mg/min或在至少60分钟的时间内给药，以其中较长的时间为准。

在另一个实例中，ZYVOX LV注射、ZYVOX片剂和ZYVOX口服悬液含有利奈唑胺，它是一种噁唑烷酮类的合成抗细菌剂。利奈唑胺的化学名称是(S)-N-((3-(3-氟-4-(4-吗啉基)苯基)-2-氧合-5-噁唑烷基)甲基)-乙酰胺。ZYVOX制剂适用于治疗由指定微生物敏感菌株引起的下述感染：耐万古霉素粪肠球菌感染、包括并发菌血症的病例，由金黄色葡萄球菌或肺炎链球菌引起的医院获得性肺炎，由肺炎链球菌引起的社区获得性肺炎包括并发菌血症的病例或由金黄色葡萄球菌引起的社区获得性肺炎，以及各种不同的皮肤和皮肤结构感染。成人的示例性推荐治疗方案是600mg iv或口服q12h，持续10至14天(肺炎和皮肤感染)或14-28天(耐万古霉素粪肠球菌感染，包括并发菌血症)。

PIPRACIL，即无菌哌拉西林钠，是从D(-)-α-氨基苯甲基青霉素衍生的肠胃外使用的半合成广谱青霉素。哌拉西林钠的化学名称是(2S,5R,6R)-6-[(R)-2-(4-乙基-2,3-二氧代-1-哌嗪甲酰胺基)-2-苯基乙酰胺基]-3,-3-二甲基-7-氧代-4-硫杂-1-氮杂双环[3.2.0]庚烷-2-甲酸钠。PIPRACIL适用于治疗病症中由指定微生物的敏感菌株引起的严重感染，所述病症包括例如腹腔内感染，包括由大肠杆菌、铜绿假单胞菌、肠球菌、梭菌属、厌氧球菌或拟杆菌属包括脆弱拟杆菌引起的肝胆和外科感染，由大肠杆菌、克雷伯氏菌属、肠杆菌属、沙雷氏菌属、奇异变形杆菌、肺炎链球菌、肠球菌、铜绿假单胞菌、拟杆菌属或厌氧球菌引起的败血症包括菌血症，由大肠杆菌、克雷伯氏菌属、肠杆菌属、铜绿假单胞菌、沙雷氏菌属、流感嗜血杆菌、拟杆菌属或厌氧球菌引起的下呼吸道感染，由大肠杆菌、克雷伯菌属、沙雷氏菌属、不动杆菌属、肠杆菌属、铜绿假单胞菌、摩根氏摩根菌、雷氏普罗威登斯菌、普通变形杆菌、奇异变形杆菌、拟杆菌属包括脆弱拟杆菌、厌氧球菌或肠球菌引起的皮肤和皮肤结构感染，由铜绿假单胞菌、肠球菌、拟杆菌属或厌氧球菌引起的骨和关节感染。PIPRACIL可通过肌内途径(见备注)或作为3至5分钟静脉内注射或20至30分钟输注来给药。用于严重感染的PIPRACIL的常用剂量是每4至6小时作为20至30分钟的输注给药3至4克。对于严重感染来说，应该使用静脉内途径。

ZOSYN(注射用哌拉西林和他唑巴坦，USP)是一种由半合成抗生素哌拉西林钠和β-内酰胺酶抑制剂他唑巴坦钠组成的用于静脉内给药的可注射抗细菌组合产品。ZOSYN适用于在病症中治疗由指定微生物的耐哌拉西林、哌拉西林/他唑巴坦敏感的产β-内酰胺酶菌株引起的中度至重度感染，所述病症包括例如由流感嗜血杆菌的耐哌拉西林、产β-内酰胺酶的菌株引起的社区获得性肺炎(仅中度严重)，和由金黄色葡萄球菌的耐哌拉西林、产β-内酰胺酶的菌株和哌拉西林/他唑巴坦敏感性鲍曼不动杆菌、流感嗜血杆菌、肺炎克雷伯氏菌和铜绿假单胞菌(由铜绿假单胞菌引起的医院获得性肺炎应与氨基糖苷类药物联合治疗)引起的医院获得性肺炎(中度至重度)。ZOSYN应在30分钟内通过静脉内输注给药。成人ZOSYN通常的每日总剂量为每6小时3.375g，总计13.5g(12.0g哌拉西林/1.5g他唑巴坦)。

提供下述实施例是为了更全面地说明本发明的一些实施方式。然而，它们不应被解释为限制本发明的广泛范围。

实施例

实施例1.鉴别病毒与细菌感染的尿液蛋白质组学签名的识别

A.患者和方法

患者特征

本研究包括总共76位成年参与者，包括56位患有急性感染的患者和作为对照组的20位健康志愿者。在被感染的患者中，25位被诊断为患有细菌感染，9位患者具有确认的病毒诊断，7位被标记为不确定病因，15位被排除在外。

排除判据包括白细胞尿(n＝7)，尿路感染的诊断(UTI；n＝2)，a-发热患者(n＝3)和具有非感染性病因的患者(n＝3)。

被诊断为患有细菌感染的患者与病毒患者和对照相比年龄更大并且血脂异常的频率更高。患者组群在性别、BMI和既往高血压诊断方面是平衡的。

患者特征概述在下表2中。下表3中列出了患者的感染病因和临床诊断，以及确认诊断的测试的概述。

表2–患者特征概述

表3–患者诊断

样品制备

在患者住院后从患者收集血液和尿液。立即分析常规化学，将血清和尿液的等分试样冷冻在-80℃。对于蛋白质组学分析来说，使用3kDa截留分子量滤器浓缩样品，然后进行溶液内胰蛋白酶消化，然后进行脱盐步骤。

液相色谱质谱(LC-MS)

使用与高分辨率、高质量准确度质谱(Fusion Lumos)偶联的纳流液相色谱(nanoAcquity)对得到的肽进行分析。每个样品在发现模式下以随机顺序分别进行分析。

数据处理

用MaxQuant v1.6.6.0处理原始数据。使用Andromeda搜索引擎针对附有常见实验室蛋白质污染物的人类蛋白质组数据库来搜索数据。定量基于无标记物定量(LFQ)方法，基于独特的肽来进行。

差异表达分析使用limma软件包来计算。基于多数规则处理缺失值。在三个平行样之一为零的情况下，它被处理为Na(即不包括在统计中)，如果三个平行样中的两个为零，则将它更改为恒定的低值(即包括在统计中)。错误发现率(padj)使用Benjamini和Hochberg(BH)来进行。显著性是基于+/-2倍的变化和p.adj<0.05。

B.结果

对包括被诊断为患有细菌或病毒感染的受试者(列于表3中)和无感染受试者在内的54位人类受试者的尿液样品进行蛋白质组学分析。总的来说，在尿液样品中检测到1307种蛋白质。令人吃惊的是，决策树分析揭示出仅仅9种蛋白质的签名就足以将患有细菌感染的患者与患有病毒感染的患者区分开。这些蛋白质包括与免疫或DNA修复相关的宿主蛋白，包括如下表4中阐述的人类LILRB4、DPH3、HNRNPM、HIST1H1E、PSMD2、PTMA、SELL、TRIM28和SEMG1基因产物。

表4–9种蛋白质标志物的详情

对于被选择用于构成蛋白质组学签名的九种蛋白质中的每一种，图1示出了患有细菌或病毒感染的患者的尿液样本中平均水平之间的比率(表示为细菌/病毒比率的log2)。表5概述了结果，包括显著性(使用Benjamini-Hochberg程序对多次测试的错误发现率进行校正后的p值)、生物标志物水平的比率(基于每个组的几何平均值的比率的细菌/病毒比率)以及在细菌和病毒患者中的检出率(病毒检测代表了其中蛋白质有信号的样品的比例)。

表5–蛋白质的鉴别能力

蛋白质	p-值	细菌/病毒比率	细菌检出	病毒检出
					LILRB4	0.018	0.059	0.12	0.89
DPH3	0.031	0.031	0.04	0.67
					HNRNPM	0.031	0.024	0.12	0.78
HIST1H1E	0.031	0.037	0.04	0.67
					PSMD2	0.033	0.215	0.32	1.00
PTMA	0.034	0.276	1	1.00
					SELL	0.034	0.231	0.56	1.00
TRIM28	0.046	0.200	0.28	0.89
					SEMG1	0.046	6.236	0.28	1.00

正如可以在表5中看到的，与细菌感染相比，在患有病毒感染的患者中9种蛋白质中的8种被更频繁地检出(病毒检出vs.细菌检出)，例外的是PTMA，其在所有患者中被检出。正如也可以在表5中看到的，与被诊断为患有细菌疾病的患者相比，在患有病毒疾病的患者中除了SEMG1之外的所有选择的蛋白质均以明显更高的平均水平(相差4至40倍)检出。值得注意的是，SEMG1在病毒组中丰度也高得多，检出频率为100％，相比之下在细菌感染组中仅为28％。为SEMG1计算的较高的细菌/病毒比率是由于在单个男性患者的样品中测量到的值高，这可能归因于样品中残留的精液。所述组之间最显著的差异被证明是LILRB4(p值＝0.018)，并且在病毒感染组中具有明显更高的检出频率。

实施例2.尿液蛋白的线性组合分析可以区分病毒、细菌和对照组

接下来，使用R方法princomp对实施例1中鉴定的尿液生物标志物进行主成分分析(PCA)。正如可以在图2中看到的，分析表明，尿液蛋白的线性组合可以很好地区分病毒、细菌和对照组。

通过受试者工作特征(ROC)曲线评估使用9种生物标志物的尿液签名的预测模型的鉴别力。所述模型使用留一法交叉验证来评估样本外预测误差。图3示出了被表示为假阳性细菌检测(x轴)与真阳性(y轴)的分数的细菌感染的预测概率作为检测阈值的函数。结果证实了临床相关的诊断准确性，其中可以实现100％的灵敏度，同时在检测细菌感染中保留所述模型的30％特异性(图3)。

实施例3.用于鉴别诊断的其他的尿液蛋白质组学签名的识别

对380位个体的第二个组群进行了另一项研究，其中包括健康的人类对照受试者和患有各种不同炎症和感染性疾病的患者。由3或4名独立医师在审查数据后做出诊断(病毒或细菌感染)。使用倾向评分法来选择用于蛋白质组学分析的患者。在根据年龄、性别和估计的肾小球滤过率(eGFR)对各组进行最佳匹配后，病毒组和对照组中的受试者比细菌组的受试者年轻10-16岁。因此，制备了90个样品并使用基于质谱的蛋白质组学方法在发现模式下进行分析，其中基本上如实施例1中所述测量了1,879种蛋白质的水平。

患者特征被概述在下表6中。患者的感染病因和临床诊断以及确认诊断所使用的测试的概述列于下表7中。

表6–患者特征的概述

表7–第二组群中的患者诊断

使用了Lasso算法用于分析，正如在R软件包glmnet中实现的，使用了L-1惩罚(α＝1)。使用交叉验证选择收缩参数(lambda)。

根据每组中每种蛋白质可检测到的样本比例，选择检测比例差异最为显著的基因产物(在过滤掉LC-MS中有少于三个3肽的蛋白质后)进行进一步分析。这些蛋白质以及每个组中识别出所讨论的基因产物的样品的比例列于下表8中。还示出了12种表现最佳的标记物在患有细菌或病毒感染的患者的尿液样品中的平均水平之间的比率(表示为细菌/病毒比率的log2)。

表8–蛋白质的区分能力

使用如上所述的收缩方法，创建了12种宿主蛋白的尿液蛋白质组学签名，以将患有细菌感染的患者与患有病毒感染的患者区分开来(AUC＝0.7635)。这些基因产物的详情提供在下表9中。

图4示出了受试者工作特征(ROC)曲线，显示了细菌感染的真阳性和假阳性鉴别分析。正如可以在图4中看到的，可以以10％的假阳性结果检测到大约50％的细菌患者，其中可以实现100％的灵敏度，同时保持30％的特异性。

表9–12种蛋白质标志物的详情

图5示出了使用表9中列出的基因产物的三种标志物的子集进行的细菌感染的示例性决策树分析，按顺序考虑：CDHR5，然后是SAA2，然后是ENG。在图5中，决策树中的每个拆分代表在每个节点下方的图例中阐述的决策标准。每个节点的颜色代表符合此标准的病毒与细菌患者的比例，从灰色(病毒)到白色(细菌)。两位小数分别代表节点中的总群体中病毒感染或细菌感染的比例，底部的数字表示在该节点中包含的总群体的比例。

PCA分析(图6)表明，表9中列出的12种基因产物提供了与其余组高度区分的细菌感染的清晰鉴定。

通过收缩回归进行的进一步分析表明，表9的12种蛋白质中的仅仅5种的组合仍然足以提供鉴别。这些选定的基因产物列于下表10中。

表10–5种标志物签名的详情

基因	编号	基因产物
			SAA2	P0DJI9	血清淀粉样A-2蛋白
PDGFRA	P16234	血小板衍生生长因子受体Α
			VPS4B	VPS4B	液泡蛋白分选相关蛋白4B
OPCML	Q14982	阿片类结合蛋白/细胞黏附分子
			ENG	P17813	内皮糖蛋白

实施例4.在尿液中未鉴定到的已知血液标志物

基本上如实施例3中所述，进一步测量了健康受试者和患有各种不同感染的受试者的尿液样品中TRAIL、CXCL10(IP-10)和CRP的水平。对总共91个样品进行了定向蛋白质组学实验：32个健康对照，从患有病毒感染的受试者获得的30个样品，和从患有细菌感染的受试者获得的29个样品。

与本文实施例1-3中鉴定到的标志物形成鲜明对比的是，在任何尿液样品中均未检测到TRAIL和CXCL10基因产物。

对于CRP来说，在如下所述的尿液样品中检测到与CRP对应的基因产物：32个对照样品中的14个(43.8％)、30个病毒样品中的26个(86.7％)和29个细菌样品中的28个(96.6％)含有CRP基因产物。然而，尽管与健康受试者相比在被感染的患者中尿CRP的丰度提高达到统计显著性(卡方<0.001)，但在将患有病毒感染的受试者与患有细菌感染的受试者相比时没有达到统计显著性(卡方p＝0.173)。

此外，即使是在比较三个组中尿CRP的水平时，所述水平在被感染的患者与健康对照之间不同(IQR中位数在对照中为0[0-1,771,063]，在病毒感染中为6,191,530[1,742,375-14,390,560]，在细菌感染中为15,081,115[2,886,969-47,985,575]，p<0.001，Kruskal-Wallis H检验)，但在对多重比较进行校正后，病毒与细菌患者之间的差异不保持显著(p＝0.011，Mann-Whitney检验用于病毒与对照之间的比较)。

讨论

上文实施例中呈现的结果证实在尿液样品中鉴定到独特的蛋白质组学签名，为细菌或病毒起源的感染性疾病提供了非侵入性诊断，而不论具体的病理学或感染病原体如何。正如本文中证实的，可以获得正确的鉴别诊断以将患有细菌感染的患者与患有病毒感染的患者以及健康受试者区分开，而不是仅仅将健康受试者与患有炎症或感染性疾病的个体分开。此外，本文中证实了所述鉴别诊断不必限于已经确认感染存在的受试者。

此外，本文证实了可以在尿液携带的宿主蛋白的分类器的基础上提供可靠的、临床相关的诊断测定法。有利的是，本文公开的测定法提供了所有细菌感染的检测，从而确保所有需要的患者得到充分且及时的抗生素治疗，同时避免30％的患有病毒感染的患者去医院就诊和不必要的抗生素治疗，从而为目前应用的诊断程序提供了显著贡献。

鉴于本文实施例4中呈现的结果，其示例了在血液蛋白、包括迄今为止在血液中测量时建议或公认作为诊断生物标志物的血液蛋白，与它们的尿液水平之间缺少通常观察到的相关性，这些结果甚至更加令人吃惊。具体来说，正如本文中证实的，血液蛋白可能在尿液样品中完全无法检测到，或者可能以与其用于诊断应用、例如用于区分细菌和病毒感染的用途不相容的相对量或丰度存在。相比之下，与作为尿液生物标志物的用途相容的可检测且一致的水平，是本发明所选的基因产物和诊断签名的出人意料的特征。

上文具体实施方式的描述充分地揭示了本发明的一般性质，使得其他人可以通过应用当前知识，容易地修改和/或改编此类具体实施方式以适应于各种不同应用，而无需过度实验，也无需背离一般性概念，因此，此类修改和改编应该并且旨在被理解为所公开的实施方式的等同物的含义和范围之内。应当理解，本文使用的短语或术语是出于描述而非限制的目的。在不背离本发明的情况下，用于执行各种所公开的功能的装置、材料和步骤可以采用各种不同的替代形式。

Claims

1.一种在怀疑患有细菌或病毒感染的受试者中确定感染病因的方法，包括：

2.权利要求1所述的方法，其中与所述病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本不同和/或与所述细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本相似的尿液蛋白质组学签名指示感染病因是细菌，并且

其中与所述细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本不同和/或与所述病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本相似的尿液蛋白质组学签名指示感染病因是病毒。

3.权利要求1所述的方法，其中所述至少三种基因产物选自ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3、CDHR5、DEFA3、DEFA1、IGFALS、F10、EPHB2、OGFOD3、CD163、RGAG1、GPR116、LYPD6B、VPS4B和PDGFRA基因产物组成的组。

4.权利要求3所述的方法，其中所述尿液蛋白质组学签名通过ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3、CDHR5、IGFALS和F10基因产物并通过DEFA3或DEFA1基因产物来确定。

5.权利要求3所述的方法，其中所述至少三种基因产物包括SAA2、PDGFRA、VPS4B、OPCML和ENG基因产物。

6.权利要求3所述的方法，其中所述尿液蛋白质组学签名通过SAA2、PDGFRA、VPS4B、OPCML和ENG基因产物来确定。

7.权利要求1所述的方法，其中所述尿液蛋白质组学签名通过LILRB4、PTMA、SEMG1、DPH3、HNRNPM、HIST1H1E、PSMD2、SELL和TRIM28基因产物来确定。

8.权利要求3所述的方法，还包括确定所述样品中选自LILRB4、PTMA、SEMG1、DPH3、HNRNPM、HIST1H1E、PSMD2、SELL和TRIM28基因产物组成的组中的至少三种另外的基因产物的水平，并且其中所述尿液蛋白质组学签名通过所述至少三种另外的基因产物来进一步获得。

9.权利要求1所述的方法，其中所述受试者呈现出至少两个全身炎症反应综合征(SIRS)判据。

10.权利要求1所述的方法，其中所述受试者被怀疑患有脓毒症。

11.权利要求1所述的方法，其中所述感染是急性的。

12.权利要求1所述的方法，其中所述感染与严重的全身炎症相关。

13.权利要求1所述的方法，其中所述感染与选自下述组成的组中的病症相关：Epstein-Barr病毒(EBV)感染，巨细胞病毒(CMV)感染，麻疹，副流感支气管炎，上呼吸道感染，下呼吸道感染，皮疹，水痘-带状疱疹病毒(VZV)感染，胸骨炎，腹膜炎，肺炎，立克次体感染，昆虫叮咬，蜂窝组织炎，毛囊炎，憩室炎，结肠炎，牙齿感染，细菌性心内膜炎，肌炎，菌血症，上行性胆管炎，脓肿，细菌性咽炎，胆囊炎，积脓症，骨髓炎，腮腺炎，支气管炎，登革热感染，带状疱疹感染，感染性单核球增多症，流感，脑膜炎及其组合。

14.权利要求2所述的方法，还包括对被确定为患有细菌病因感染的所述受试者使用用于所述感染的抗生素治疗来治疗。

15.权利要求1所述的方法，其中确定所述基因产物的水平通过免疫测定法来进行。

16.权利要求15所述的方法，其中所述免疫测定法选自试纸条、ELISA、抗体阵列、抗体芯片、侧流测试和多重珠免疫测定法。

17.权利要求1所述的方法，其中使用学习和模式识别算法来进行步骤b.。

18.权利要求1所述的方法，其中步骤b.包括将每种基因产物的水平与细菌和病毒感染期间所述基因产物的尿液水平之间的预定截止值进行比较。

19.权利要求1所述的方法，其中对应于细菌和/或病毒感染期间每种基因产物的尿液水平的所述相应值从分别被诊断为患有所述细菌和/或病毒感染的至少一位受试者的尿液样品，从被诊断为患有所述细菌和/或病毒感染的一组受试者获得的一组对照样品，或从被诊断为患有所述细菌和/或病毒感染的受试者的一组储存的数据确定。

20.前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述受试者是人类。

21.权利要求20所述的方法，其中所述受试者年龄超过两岁。

22.权利要求21所述的方法，其中所述受试者是成人。

23.一种在需要的受试者中排除细菌感染的方法，所述方法包括：

a.在所述受试者的尿液样品中确定选自表1中列出的所述基因产物组成的组中的至少三种基因产物的水平，从而获得所述受试者关于所述至少三种基因产物的尿液蛋白质组学签名，和

24.权利要求23所述的方法，其中所述受试者被怀疑患有细菌或病毒感染。

25.权利要求23所述的方法，其中所述至少三种基因产物选自ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3、CDHR5、DEFA3、DEFA1、IGFALS、F10、EPHB2、OGFOD3、CD163、RGAG1、GPR116、LYPD6B、VPS4B和PDGFRA基因产物组成的组。

26.权利要求25所述的方法，其中所述尿液蛋白质组学签名通过ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3、CDHR5、IGFALS和F10基因产物并通过DEFA3或DEFA1基因产物来确定。

27.权利要求23所述的方法，其中所述尿液蛋白质组学签名通过LILRB4、PTMA、SEMG1、DPH3、HNRNPM、HIST1H1E、PSMD2、SELL和TRIM28基因产物来确定，或者

还包括确定所述样品中选自LILRB4、PTMA、SEMG1、DPH3、HNRNPM、HIST1H1E、PSMD2、SELL和TRIM28基因产物组成的组中的至少三种另外的基因产物的水平，并且其中所述尿液蛋白质组学签名通过所述至少三种另外的基因产物来进一步确定。

28.一种为怀疑患有细菌或病毒感染的受试者确定治疗的方法，所述方法包括：

a.在所述受试者的尿液样品中确定选自表1中列出的所述基因产物组成的组中的至少三种基因产物的水平，从而获得关于所述至少三种基因产物所述受试者的尿液蛋白质组学签名，和

b.将每种基因产物的水平与对应于它在细菌和/或病毒感染期间的尿液水平的相应值进行比较，从而分别对比细菌和/或病毒对照的所述尿液蛋白质组学签名获得所述受试者的尿液蛋白质组学签名，并且

29.权利要求28所述的方法，其中所述至少三种基因产物选自ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3、CDHR5、DEFA3、DEFA1、IGFALS、F10、EPHB2、OGFOD3、CD163、RGAG1、GPR116、LYPD6B、VPS4B和PDGFRA基因产物组成的组。

30.权利要求29所述的方法，其中所述尿液蛋白质组学签名通过ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3、CDHR5、IGFALS和F10基因产物并且通过DEFA3或DEFA1基因产物来确定。

31.权利要求28所述的方法，其中所述尿液蛋白质组学签名通过LILRB4、PTMA、SEMG1、DPH3、HNRNPM、HIST1H1E、PSMD2、SELL和TRIM28基因产物来确定，或者

32.权利要求28所述的方法，还包括如果所述尿液蛋白质组学签名与所述细菌对照的尿液蛋白质组学签名基本不同和/或与所述病毒对照的尿液蛋白质组学签名基本相似，则确定所述受试者适合抗病毒治疗。

33.权利要求28所述的方法，其中所述抗生素治疗选自广谱革兰氏阳性抗生素、广谱革兰氏阴性抗生素及其组合组成的组。

34.权利要求28所述的方法，还包括将被确定适合抗生素治疗的所述受试者用所述抗生素治疗来治疗。

35.权利要求23或28所述的方法，其中所述感染与选自下述组成的组中的病症相关：EBV感染，CMV感染，麻疹，副流感支气管炎，上呼吸道感染，下呼吸道感染，皮疹，VZV感染，胸骨炎，腹膜炎，肺炎，立克次体感染，昆虫叮咬，蜂窝组织炎，毛囊炎，憩室炎，结肠炎，牙齿感染，细菌性心内膜炎，肌炎，菌血症，上行性胆管炎，脓肿，细菌性咽炎，胆囊炎，积脓症，骨髓炎，腮腺炎，支气管炎，登革热感染，带状疱疹感染，感染性单核球增多症，流感，脑膜炎及其组合。

36.权利要求23或28所述的方法，其中所述感染是急性的。

37.权利要求23或28所述的方法，其中所述感染与严重的全身炎症相关。

38.权利要求23或28所述的方法，其中所述受试者呈现出至少两个SIRS判据。

39.权利要求23或28所述的方法，其中所述受试者被怀疑患有脓毒症。

40.权利要求23或28所述的方法，其中确定所述基因产物的水平通过免疫测定法来进行。

41.权利要求40所述的方法，其中所述免疫测定法选自试纸条、ELISA、抗体阵列、抗体芯片、侧流测试和多重珠免疫测定法组成的组。

42.权利要求23或28所述的方法，其中使用学习和模式识别算法来进行步骤b.。

43.权利要求23或28所述的方法，其中步骤b.包括将每种基因产物的水平与细菌和病毒感染期间所述基因产物的尿液水平之间的预定截止值进行比较。

44.权利要求23或28所述的方法，其中对应于细菌和/或病毒感染期间每种基因产物的尿液水平的所述相应值从分别被诊断为患有所述细菌和/或病毒感染的至少一位受试者的尿液样品，从被诊断为患有所述细菌和/或病毒感染的一组受试者获得的一组对照样品，或从被诊断为患有所述细菌和/或病毒感染的受试者的一组储存的数据确定。

45.权利要求23或28所述的方法，其中所述受试者是人类。

46.一种分析尿液样品的方法，所述方法包括：

a)确定所述样品中选自表1的至少三种基因产物的水平，从而获得所述样品关于所述至少三种基因产物的尿液蛋白质组学签名，和

b)将每种基因产物的水平与对应于它在细菌和/或病毒感染期间的尿液水平的相应值进行比较，从而分别对比细菌和/或病毒对照的尿液蛋白质组学签名获得所述样品的尿液蛋白质组学签名。

47.权利要求46所述的方法，其中所述基因产物选自ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3、CDHR5、DEFA3、DEFA1、IGFALS、F10、EPHB2、OGFOD3、CD163、RGAG1、GPR116、LYPD6B、VPS4B和PDGFRA组成的组。

48.权利要求47所述的方法，其中所述尿液蛋白质组学签名通过ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3、CDHR5、IGFALS和F10基因产物并通过DEFA3或DEFA1基因产物来确定。

49.权利要求47所述的方法，其中所述基因产物选自LILRB4、PTMA、SEMG1、DPH3、HNRNPM、HIST1H1E、PSMD2、SELL和TRIM28基因产物组成的组。

50.权利要求47所述的方法，其中所述尿液样品从怀疑患有细菌或病毒感染的受试者获得。

51.权利要求47所述的方法，其中确定所述基因产物的水平通过免疫测定法来进行。

52.权利要求51所述的方法，其中所述免疫测定法选自试纸条、ELISA、抗体阵列、抗体芯片、侧流测试和多重珠免疫测定法组成的组。

53.一种制品，包含用于特异性检测和确定尿液样品中选自表1中列出的基因产物组成的组中的至少三种基因产物的水平的装置。

54.权利要求53所述的制品，其中所述装置包括特异性针对ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3、CDHR5、IGFALS和F10基因产物和针对DEFA3或DEFA1基因产物的抗体。

55.权利要求53所述的制品，采取试纸条、抗体阵列、抗体芯片或侧流测试的形式。

56.一种诊断试剂盒，包含用于特异性检测和确定尿液样品中选自表1中列出的基因产物的至少三种基因产物的水平的装置。

57.权利要求56所述的试剂盒，其中所述装置包括特异性针对ENG、CD302、STC1、SAA2、DSC3、OPCML、CRB2、EPHB3和CDHR5基因产物和针对DEFA3或DEFA1基因产物的抗体。

58.权利要求56所述的试剂盒，还包含用于收集所述尿液样品的容器。

59.权利要求56所述的试剂盒，还包含用于将所述样品中每种基因产物的水平与对应于它在细菌和/或病毒感染期间的尿液水平的相应值进行比较的装置。