一种评估神经胶质瘤发病风险的生物标志物及其

本发明属于生物医学，尤其涉及一种评估神经胶质瘤发病风险的生物标志物及其应用。背景技术：1、神经胶质瘤是指表征源自神经胶质脑细胞的任何肿瘤，是脑部肿瘤中最常见的恶性肿瘤，由于其极具侵袭性和破坏性，被认为是人类癌症中最致命的形式。既往研究表明，生活方式因素(饮食习惯、饮茶、咖啡等)、职业暴露、遗传易感性等为胶质瘤发病的影响因素。2、近年来，重金属在环境介质和生态系统中逐渐转化和迁移，导致生物体内重金属不断富集，严重危害人类健康和生态环境。在日常生活中，人们长期处在多种金属共同暴露的环境中且接触途径多样化，不仅可以通过吸入、接触等方式进入职业人群体内，还可以经过饮用污染的水、大米、服用膳食补充剂等饮食途径摄入从而影响普通人群体内微量元素水平。大脑作为有毒环境污染物的靶器官，金属的体内平衡对大脑的正常运作至关重要。一方面，微量元素参与了基因表达调节、催化和酶活化，维持大脑的正常运作和生长；另一方面，微量元素可破坏血脑屏障和血脑脊液屏障的结构，使金属渗透到周围脑基质当中，诱发细胞损伤，导致各种由异常蛋白质、脂质过氧化和活性氧清除酶氧化引起的综合征，从而破坏中枢神经系统的稳态。目前基于神经胶质瘤风险预判的生物标志物多为蛋白、靶基因，以上述物质作为标志物时，还需有创性取样。而目前进行无创取样且以微量元素作为评估神经胶质瘤风险的生物标志物并未有任何相关报道。技术实现思路1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种评估神经胶质瘤发病风险的生物标志物及其应用，该生物标志物为无创性辅助诊断生物标志物，可精准高效的评估出神经胶质瘤，为基于微量元素的神经胶质瘤的精准靶向治疗提供科学依据，具有良好的应用前景和现实意义。2、为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：3、本发明提供了一种评估神经胶质瘤发病风险的生物标志物，所述生物标志物包括钆(gd)、锂(li)、钍(th)、铥(tm)、钼(mo)。4、本发明还提供了所述的生物标志物在制备评估神经胶质瘤发病风险产品中的应用。5、本发明还提供一种用于评估神经胶质瘤发病风险的系统，所述系统包括分析模块和评估模块；所述分析模块用于确定受试者的待测样品中所述生物标志物表达水平；所述评估模块用于根据分析模块中确定的所述生物标志物表达水平判断所述受试者神经胶质瘤发病情况。6、优选的，所述系统还包括结果输出模块，所述结果输出模块用于输出评估模块分析得到的结果。7、优选的，所述待测样品为受试者的头发。8、本发明还提供一种以非疾病诊断目的的利用所述生物标志物评估神经胶质瘤发病风险的方法，包括如下步骤：对受试者头发进行前处理和消解处理获得待测样品溶液；采用电感耦合等离子体质谱仪检查待测样品溶液中gd、li、th、tm、mo的含量；将gd、li、th、tm、mo的含量输入至动态网页版在线计算工具中，点击“predict”后，即可评估出受试者神经胶质瘤发病风险情况；所述动态网页版在线计算工具基于构建好的可视化nomogram制作而成。9、优选的，所述头发为后颈部距离发根处1cm以上的全发。10、优选的，所述可视化nomogram的构建包括如下步骤：(1)将检测出的31种微量元素浓度的原始数据，按照7：3随机分成训练集与测试集，应用r软件(4.1.2版本)，构建随机森林模型(r语言包randomforest)，并对数据进行10折交叉验证，根据平均精确度降低量(mean decreaseaccuracy,mda)筛选头发微量元素生物标志物，最终筛选出生物标志物包括gd、li、th、tm、mo共5种头发微量元素。(2)利用r语言包rms，将上述筛选出的5种微量元素生物标志物作为自变量，胶质瘤发生与否作为因变量，基于logistic回归构建可视化的nomogram。(3)通过校准曲线评价nomogram的校准度(r语言包rms)。11、优选的，所述构建好的可视化nomogram制作动态网页版在线计算工具包括如下步骤：(1)注册shinyapps.io(https://www.shinyapps.io/)账号。(2)注册完成后，进入个人账户，提取name、token和secret信息，运行r语言包rsconnect，将账号与r语言进行关联。(3)将上述筛选出的5种微量元素生物标志物作为自变量，胶质瘤发生与否作为因变量，运行r语言包dynnom，将上述nomogram制作成动态网页版在线计算工具，复制网址便于后续临床应用(https://fjmucf.shinyapps.io/metals_prediction_model/)。12、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：13、本发明首次提出gd、li、th、tm、mo共5个元素头发微量元素标志物为最佳组合，其auc可达0.742(95％ci:0.677-0.807)，表明上述微量元素生物标志物对评估神经胶质瘤风险有较高的准确性和灵敏度。为基于微量元素的神经胶质瘤的精准靶向治疗提供科学依据，具有良好的应用前景和现实意义。14、本发明利用上述5种头发微量元素结合用可视化nomogram和动态网页版在线计算工具可精准和高效的评估出受试者神经胶质瘤发病风险，且该方法以头发中的微量元素作为标志物，新型方便、对受试者无任何伤害。技术特征：1.一种评估神经胶质瘤发病风险的生物标志物，其特征在于，所述生物标志物包括gd、li、th、tm、mo。2.如权利要求1所述的生物标志物在制备评估神经胶质瘤发病风险产品中的应用。3.一种用于评估神经胶质瘤发病风险的系统，其特征在于，所述系统包括分析模块和评估模块；所述分析模块用于确定受试者的待测样品中权利要求1所述生物标志物表达水平；所述评估模块用于根据分析模块中确定的所述生物标志物表达水平判断所述受试者神经胶质瘤发病情况。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括结果输出模块，所述结果输出模块用于输出评估模块分析得到的结果。5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述待测样品为受试者的头发。6.一种以非疾病诊断目的的利用权利要求1所述的生物标志物评估神经胶质瘤发病风险的方法，其特征在于，包括如下步骤：7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述头发为后颈部距离发根处1cm以上的全发。8.如权利要求6所述的方法，其特在于，所述可视化nomogram的构建包括如下步骤：(1)将检测出的31种微量元素浓度的原始数据经以e为底的自然对数转换后，按照7：3随机分成训练集与测试集，应用4.1.2版本r软件，构建随机森林模型，并对数据进行10折交叉验证，根据平均精确度降低量筛选头发微量元素生物标志物，最终筛选出生物标志物包括gd、li、th、tm、mo共5种头发微量元素；(2)利用r语言包rms，将上述筛选出的5种微量元素生物标志物作为自变量，胶质瘤发生与否作为因变量，基于logistic回归构建可视化的nomogram；(3)通过校准曲线评价nomogram的校准度。9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述构建好的可视化nomogram制作动态网页版在线计算工具包括如下步骤：(1)注册shinyapps.io账号；(2)注册完成后，进入个人账户，提取name、token和secret信息，运行r语言包rsconnect，将账号与r语言进行关联；(3)将上述筛选出的5种微量元素生物标志物作为自变量，胶质瘤发生与否作为因变量，运行r语言包dynnom，将上述nomogram制作成动态网页版在线计算工具，复制网址便于后续临床应用。技术总结本发明提供了一种评估神经胶质瘤发病风险的生物标志物及其应用，属于生物医学技术领域。本发明所述生物标志物包括Gd、Li、Th、Tm、Mo共5种头发微量元素。本发明利用上述5种头发微量元素结合用可视化Nomogram和制作的动态网页版在线计算工具(https://fjmucf.shinyapps.io/metals_prediction_model/)可精准和高效的评估出受试者神经胶质瘤发病风险，且该方法新型方便、对受试者无任何伤害，为基于微量元素的神经胶质瘤的精准靶向治疗提供科学依据，具有良好的应用前景和现实意义。技术研发人员：鄢灵君,陈法,何保昌,王慧英,汪靖受保护的技术使用者：福建医科大学附属第一医院技术研发日：技术公布日：2024/8/15