本发明属于生物医药，具体涉及一种预测ad发展的挥发性生物标志物及其筛选方法和应用。
背景技术：
1、随着全球人口老龄化问题的日益严峻，发掘有效的饮食干预策略以缓解阿尔茨海默症(alzheimer's disease，ad)等老年性神经退行性疾病引起的认知障碍，具有重要的公共健康意义。研究表明，食源性麦角硫因(ergothioneine，et)能够穿透血脑屏障具有调控中枢神经系统氧化应激反应能力，且在人体内具有高度的安全性与稳定性。而血浆中et水平会随着年龄的增长而下降，通过饮食补充et能成为一种有效缓解ad相关认知障碍的策略。
2、短链脂肪酸(short-chain fatty acids，scfas)是由结肠细菌产生的主要代谢产物，在调节神经免疫内分泌、代谢稳态、感染和炎症功能方面发挥着关键作用。在轻度认知障碍和ad患者中，scfas的水平以及产生scfas的菌种的丰度降低。此外，mci患者粪便中scfas水平的降低与aβ沉积呈负相关。作为肠道健康的关键调节因子，scfas不仅为肠道细胞提供能量，还能调节免疫反应和肠道屏障功能，对中枢神经系统的健康状况具有潜在影响。挥发性有机物(volatile organic compounds，vocs)是一类在室温下具有较高蒸汽压、容易挥发的有机化合物。通过检测呼吸、唾液、血液、皮肤分泌物、尿液和粪便中的vocs，能够提供关于人体健康状态的重要信息。气相色谱-离子迁移谱(gas chromatography-ionmobility spectrometry，gc-ims)是挥发性有机物分析中的一项重要技术。该技术结合了气相色谱和离子迁移谱的优势，gc用于分离复杂样品中的各种化合物，而ims则用于检测和识别这些化合物的离子，从而实现对化合物的快速鉴定和定量。对早期和中期ad患者以及健康人群粪便中的vocs进行的研究发现，庚酸的含量随着ad发展进程而增加，可以作为ad的起始和进展的潜在生物标志物。此外，ad患者的粪便中含有较多的酸和酯，而健康受试者的粪便中含有较多的萜烯、硫化合物和醛。挥发物组学可以为疾病的早期诊断和监测提供新的方法，并通过无创的方式以实现疾病的诊断、筛查、愈后和监测。目前，对app/ps1小鼠粪便中vocs的研究未见报道。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种预测ad发展的挥发性生物标志物及其筛选方法和应用，用以解决现有的确定方法需要通过有创的方式进行的技术问题。
2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
3、本发明公开了一种预测ad发展的挥发性生物标志物，包括3-甲基戊酸、4-甲基戊酸、乙酸丙酯、1-戊烯-3-醇、2,3-戊二酮、3-甲基-2-丁烯醛-d、己醛-d、2-乙氧基乙醇、己醛、1-丁醇、2-甲基丁醛、乙酸乙酯和2-丙酮、丙酸、异丁酸、丁酸、戊酸和异戊酸中的一种或多种。
4、进一步地，包括3-甲基戊酸、4-甲基戊酸、乙酸丙酯-d和乙酸丙酯。
5、进一步地，包括异丁酸、丁酸、戊酸和2-甲基丁酸。
6、进一步地，包括乙酸丙酯、1-戊烯-3-醇、2,3-戊二酮、3-甲基-2-丁烯醛-d。
7、本发明还公开了上述预测ad发展的挥发性生物标志物组合的确定方法，包括以下步骤：
8、利用麦角硫因饮食干预小鼠，得到不同小鼠组，采用gc-ims测试方法对不同小鼠组的粪便依次进行短链脂肪酸检测和挥发性组分检测，得到不同小鼠组的粪便挥发性成分gc-ims数据；
9、针对粪便挥发性成分gc-ims数据进行分析，得到挥发性生物标志物。
10、进一步地，所述针对粪便挥发性成分gc-ims数据进行分析，包括以下步骤：
11、s1：采集不同组小鼠的行为学数据，并对不同组小鼠行为学数据与粪便挥发性成分gc-ims数据做相关性分析，建立ad疾病症状的小鼠模型，通过ad疾病症状的小鼠模型得到与ad组小鼠行为学数据具有正相关的挥发性生物标志物；
12、s2：在gc-ims数据的谱图中选取离子迁移谱特征峰位置点，并确定对应的挥发性有机物，作为备选的挥发性生物标志物；
13、s3：绘制挥发性有机物的指纹谱图，根据的指纹谱图比较不同组小鼠之间挥发性有机物的差异和变化，筛选确定挥发性有机物；
14、s4：绘制不同组小鼠粪便的聚类热图，对不同小鼠组粪便的主成分进行分析，得到不同的具有正相关的挥发性生物标志物和筛选确定的挥发性有机物的聚类情况，根据聚类情况进行挥发性生物标志物差异性和相似性分析。
15、进一步地，所述不同组小鼠的类型包括ad组小鼠、ad-let组小鼠、ad-het组小鼠或c57bl/6组小鼠。
16、进一步地，所述行为学数据包括旷场运动测试中的运动总距离、y迷宫测试中的交替成功率以及新物体识别测试中的探索时间。
17、进一步地，所述ad疾病症状的小鼠模型的建立过程具体包括以下步骤：
18、采集不同组小鼠的行为学数据，分析粪便中的挥发性生物标志物与不同组小鼠月龄之间的相关性，观察不同组小鼠在代谢途径中的变化，研究不同组小鼠月龄龄与其在旷场运动测试中的运动总距离、y迷宫测试中的交替成功率以及新物体识别测试中的探索时间之间的关系，建立ad疾病症状的小鼠模型。
19、本发明还公开了上述预测ad发展的挥发性生物标志物组合在ad预测发展上的应用。
20、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
21、本发明公开了一种预测ad发展的挥发性生物标志物，可以为疾病的早期诊断和监测提供新的方法，并通过无创的方式以实现疾病的诊断、筛查、愈后和监测。
22、本发明还公开了上述预测ad发展的挥发性生物标志物组合的确定方法，利用麦角硫因饮食干预小鼠，根据不同小鼠组粪便样本，研究et饮食干预对app/ps1小鼠粪便中scfas的影响，得到作为早期ad监测标志物的特定挥发性组分，该方法结果可靠、实施过程简单，具有广阔的应用前景。
1.一种预测ad发展的挥发性生物标志物，其特征在于，包括3-甲基戊酸、4-甲基戊酸、乙酸丙酯、1-戊烯-3-醇、2,3-戊二酮、3-甲基-2-丁烯醛-d、己醛-d、2-乙氧基乙醇、己醛、1-丁醇、2-甲基丁醛、乙酸乙酯和2-丙酮、丙酸、异丁酸、丁酸、戊酸和异戊酸中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种预测ad发展的挥发性生物标志物，其特征在于，包括3-甲基戊酸、4-甲基戊酸、乙酸丙酯-d和乙酸丙酯。
3.根据权利要求1所述的一种预测ad发展的挥发性生物标志物，其特征在于，包括异丁酸、丁酸、戊酸和2-甲基丁酸。
4.根据权利要求1所述的一种预测ad发展的挥发性生物标志物，其特征在于，包括乙酸丙酯、1-戊烯-3-醇、2,3-戊二酮、3-甲基-2-丁烯醛-d。
5.权利要求1～4中任意一项所述的一种预测ad发展的挥发性生物标志物组合的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种预测ad发展的挥发性生物标志物的筛选方法，其特征在于，所述针对粪便挥发性成分gc-ims数据进行分析，包括以下步骤：
7.根据权利要求5所述的一种预测ad发展的挥发性生物标志物的筛选方法，其特征在于，所述不同组小鼠的类型包括ad组小鼠、ad-let组小鼠、ad-het组小鼠或c57bl/6组小鼠。
8.根据权利要求5所述的一种预测ad发展的挥发性生物标志物的筛选方法，其特征在于，所述行为学数据包括旷场运动测试中的运动总距离、y迷宫测试中的交替成功率以及新物体识别测试中的探索时间。
9.根据权利要求5所述的一种预测ad发展的挥发性生物标志物的筛选方法，其特征在于，所述ad疾病症状的小鼠模型的建立过程具体包括以下步骤：
10.权利要求1～4中任意一项所述的一种预测ad发展的挥发性生物标志物组合在ad预测发展上的应用。
