1.本发明涉及生物科学领域，具体涉及一种基于多蛋白联合的精神疾病线性 判别模型及诊断设备。
背景技术：2.根据who国际精神病学联合会的报道，全球大多数国家中，超过1/3的人 在其一生中至少罹患过一种精神障碍。抑郁症、精神分裂症、双相障碍和惊恐 障碍等精神疾病在全球范围内普遍高发，是全球伤残损失健康生命年的重要组 成部分。由于精神疾病的病因和病理机制不明，时至今日，精神疾病的诊断仍 主要有赖于精神科医生对疾病主要临床症状群的主观识别。但由于症状的非特 异性，各种疾病之间往往存在症状的重叠，致使精神疾病的误诊率一直居高不 下，从而导致患者有效治疗的延误甚至恶化治疗结局。因此，寻找与这些疾病 诊断相关的生物标记物，并开发出有助于提高精神疾病诊断正确性的诊断方法 是临床亟待解决的重要难题。
技术实现要素：3.针对现有技术的不足，本发明提出了一种基于多蛋白联合的精神疾病线性 判别模型及诊断设备。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
5.一种精神疾病诊断设备，包括：
6.试剂盒，检测bdnf、vgf、bicc1、皮质醇和/或crp中的一种或几种的 试剂；
7.数据处理模块，配置有线性判别模型或者算法，用于分析处理所述试剂盒 的检测值。
8.可选地，所述试剂包括bdnf、vgf、bicc1、皮质醇和/或crp蛋白的特 异性抗体。
9.可选地，利用免疫方法检测bdnf、vgf、bicc1、皮质醇和/或crp蛋白 含量的试剂
10.可选地，所述特异性抗体包括单克隆抗体或多克隆抗体。
11.可选地，所述精神疾病包括抑郁症、精神分裂症、双相障碍或惊恐障碍。
12.可选地，所述试剂盒包括酶联免疫吸附测定试剂盒或免疫印迹试剂盒。
13.本发明的有益效果：
14.本技术通过lda法将血清脑源性神经营养因子(bdnf)、vgf、双尾-c 基因同源物1(bicc1)、皮质醇和/或c反应蛋白(crp)组合成多蛋白模型作 为特异性诊断精神疾病的生物标志物的用途，为检测抑郁症、精神分裂症、双 相障碍、惊恐障碍提供了一条全新的途径；采用lda法构建的含有bdnf、vgf、 bicc1、皮质醇和crp在内的多蛋白模型作为指标，在包含抑郁症、精神分裂 症、双相障碍、惊恐障碍和非精神疾病对照的混合群体中诊断抑郁症、精神分 裂症、双相障碍、惊恐障碍，roc曲线下的面积值auc均高达1.0，整体准确 性高达96.5％；诊断抑郁症、精神分裂症、双相障碍、惊恐障碍时敏感性和特异 性分别高达90.0％和99.0％、98.0％和98.0％、100％和100％，96.0％和100.0％， 具有非常好的精神
疾病诊断价值。auc在0.7～0.9时有一定准确性，auc在 0.9以上时有较高准确性。
附图说明
15.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
16.图1为抑郁症、精神分裂症、双相障碍、惊恐障碍和非精神疾病对照者外 周血清bdnf、vgf、bicc1、皮质醇和crp蛋白的定量结果图；
17.图2为通过lda法构建的基于血清bdnf、vgf、bicc1、皮质醇和crp 的多蛋白模型对抑郁症、精神分裂症、双相障碍、惊恐障碍和非精神疾病对照 组进行区分的可视化散点图；
18.图3为使用受试者工作特征曲线分析在含有抑郁症、精神分裂症、双相障 碍、惊恐障碍和非精神疾病对照的混合群体中分别区分出抑郁症、精神分裂症、 双相障碍、惊恐障碍和非精神疾病对照的5折交叉验证的结果图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部 的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳 动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
20.下述实施例中所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得 到。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂 家建议的条件。
21.收集两周内未服用过抗精神病药物、心境稳定剂、苯二氮卓类等药物的50 名抑郁症、50名精神分裂症、55名双相障碍、50名惊恐障碍患者及50名非精 神疾病对照者的血清样品。具体而言，抑郁症、精神分裂症、双相障碍和惊恐 障碍患者的诊断由有丰富临床经验的三级精神专科医师(主任/副主任医师、主 治医师和高年资住院医师)分别根据《精神疾病诊断与统计手册(第四版)》 (dsm-iv)中的单次抑郁发作或复发性抑郁障碍、偏执型精神分裂症、双相障 碍(躁狂发作、抑郁发作或混合发作)和惊恐障碍诊断标准进行诊断和确认， 上述精神疾病患者招募自东南大学附属中大医院、湖州市第三人民医院和淮安 市第三人民医院，健康对照者的样品来自招募的社会人员。
22.所做的检验和评估包括：血清bdnf、vgf、bicc1、皮质醇和crp蛋白 浓度测定；分别评估各组患者病情严重程度的量表，包括阳性与阴性症状量表 (positive and negative syndrome scale,panss)、阳性症状评定量表(the scalefor assessment positive symptom，saps)、汉密尔顿抑郁量表(17-item hamiltondepression rating scale，hamd-17)、杨氏躁狂评定量表(young mania ratingscale，ymrs)、汉密尔顿焦虑量表(hamilton anxiety rating scale，hama)、 惊恐障碍严重程度量表(panic disorder severity scale，pdss)。
23.血清bdnf、vgf、bicc1、皮质醇和crp蛋白浓度使用elisa试剂盒检 测，所用试剂盒详细信息如下：bdnf和皮质醇试剂盒：r&d systems,mutlukentmah,arda sk,usa；vgf和bicc1试剂盒：hermes criterion biotechnology, vancouver,b.c.,canada；crp试剂盒：raybiotech,norcross,ga,usa。bdnf、 vgf、bicc1、crp和皮质醇elisa试剂盒的检测下限分别是《20pg/ml、35 pg/ml、25pg/ml、34pg/ml和0.2ng/ml。
24.上述试剂盒分别提供了检测bdnf、vgf、bicc1、皮质醇和crp蛋白浓 度所需的必要但非全部试剂：96孔酶标板、2瓶人bdnf/vgf/bicc1/皮质醇/crp 蛋白标准品、1瓶20倍25ml洗液、2瓶生物素标记的抗人bdnf/vgf/bicc1/ 皮质醇/crp、1瓶200ul的亲和素、1瓶12ml缓冲液、1瓶8ml的终止液、1 瓶30ml显色液a和1瓶15ml终止液。此外，还需要的额外试剂与材料如下： 酶标检测仪、移液器、移液管、量筒、吸水纸、蒸馏水或去离子水、数据分析 与绘图软件等。
25.在检测开始之前准备好所有需要的物品。具体检测步骤如下：
26.(1)确定本次检测所需的已包被抗体的酶标板孔数目，每个样品、标准品 和空白应当设置复孔；
27.(2)添加样品：使用稀释液a倍比稀释bdnf/vgf/bicc1/皮质醇/crp蛋 白标准品后将相应浓度的标准品各50ul分别依次加入一排预先涂覆 bdnf/vgf/bicc1/皮质醇/crp抗体的酶标板孔中，并设置1孔空白比较(空白 比较孔只有稀释液a，不添加样品，即标准品浓度为0)。剩余酶标板孔中添加 50ul样品(50名抑郁症、50名精神分裂症、55名双相障碍、50名惊恐障碍患 者和50名非精神疾病对照者的血清样品)，轻轻混匀。37℃孵育45分钟；
28.(3)配液：将浓缩了20倍的洗液用蒸馏水稀释20倍备用；
29.(4)清洗：倒掉酶标板孔中的液体，甩干，然后每孔加满洗液，静置30 秒后弃去，重复洗涤4遍；
30.(5)添加生物素标记的抗人bdnf/vgf/bicc1/皮质醇/crp：在所有酶标 板孔中均添加50ul生物素标记的抗人bdnf/vgf/bicc1/皮质醇/crp，37℃孵 育30分钟；
31.(6)清洗：重复操作4；
32.(7)添加亲和素：在所有的酶标板孔中均添加50ul亲和素，轻轻混匀。37℃ 孵育15分钟；
33.(8)清洗：重复操作4；
34.(9)显色：在所有酶标板孔中均添加显色溶液a和显色溶液b各50ul，37℃ 孵育15分钟；
35.(10)终止反应：在所有酶标板孔中均添加50ul终止液，停止反应(颜色 立即由蓝色变为黄色)；
36.(11)分析：以空白孔为零，添加终止液后15分钟内用酶标检测仪在450nm 处测定光密度(o.d.值)。通过bicc1的标准蛋白做已知浓度系列稀释，测出 od值后绘制出标准曲线，根据标准曲线推算出所测样品中bdnf/vgf/bicc1/ 皮质醇/crp的含量。
37.受试者的人口学和临床特征见表1，分别根据血清bdnf、vgf、bicc1、 皮质醇和crp浓度及通过lda法基于上述五种蛋白构建的多蛋白模型在包含 抑郁症、精神分裂症、双相障碍、惊恐障碍和非精神疾病对照的混合群体中分 别区分出抑郁症、精神分裂症、双相障碍、惊恐障碍和非精神疾病对照的5折 交叉验证后的roc曲线分析结果见表2。不同精神疾病患者和非精神疾病对照 者的血清中bdnf、vgf、bicc1、皮质醇、crp蛋白浓度结果见图1，通过 lda法构建的基于血清bdnf、vgf、bicc1、皮质醇和crp的多蛋白模型对 抑郁症、精神分裂症、双相障碍、惊恐障碍和非精神疾病对照组进行区分的可 视化散点图见图2，基于血清bdnf、vgf、bicc1、皮质醇和crp构建的多蛋 白lda模型在含有抑郁症、精神分裂症、双相障碍、惊恐障碍和非精神疾病对 照的混合群体中区分出抑郁症、精神分裂症、双相障碍、惊
恐障碍和非精神疾 病对照的roc曲线图见图3。
38.其中，图1中a-e分别是血清bdnf、vgf、bicc1、crp和皮质醇浓度 在抑郁症、精神分裂症、双相障碍、惊恐障碍和非精神疾病对照组中的比较； 各精神疾病缩写如下：mdd，抑郁症；sz，精神分裂症；bpd，双相障碍；pd， 惊恐障碍，hc，非精神疾病对照；
39.与非精神疾病对照组相比，
*
表示p《0.05，
**
表示p《0.001；
40.与惊恐障碍组相比，
#
表示p《0.05，
##
表示p《0.001；
41.与双相障碍组相比，
&
表示p《0.05，&&表示p《0.001；
42.与精神分裂症组相比，$表示p《0.05，$$表示p《0.001。
43.图3中a-e分别是基于血清bdnf、vgf、bicc1、crp和皮质醇的多蛋 白lda模型在含有抑郁症、精神分裂症、双相障碍、惊恐障碍和非精神疾病对 照的混合群体中分别区分出(a)抑郁症、(b)精神分裂症、(c)双相障碍、 (d)惊恐障碍和(e)非精神疾病对照的roc曲线图。
44.图1可见，血清bdnf、vgf、bicc1、crp和皮质醇在不同精神疾病中的 浓度不同。其中，所有疾病组血清bdnf水平均显著低于hc组(图1a)。疾 病组中，mdd组血清bdnf水平高于sz、bpd和pd组，sz组高于bpd和 pd组，bpd组则低于pd组(图1a)。血清vgf水平在五组中的任意两组间 均存在显著性差异(图1b)。具体来说，mdd组血清vgf水平低于sz、bpd 和hc组而高于pd组，sz组则低于bpd和hc组而高于pd组，bpd组高于 所有其他研究组，而pd组则低于所有其他研究组(图1b)。同样地，与hc 组相比，所有疾病组的bicc1水平均显著升高，mdd和sz组血清bicc1水平 低于bpd和pd组，bpd组血清bicc1水平则高于pd组(图1c)。mdd和 bpd组血清crp和皮质醇水平高于sz和hc组而低于pd组；pd组血清crp 和皮质醇水平高于其他四个研究组，而sz组则低于其他三个疾病组(图1d和 1e)。此外，sz组血清crp水平还显著高于hc组(图1d和1e)，但其血清 皮质醇与hc组相比则无显著性差异。
45.图2表明通过lda法构建的基于血清bdnf、vgf、bicc1、皮质醇和crp 的多蛋白模型在含有抑郁症、精神分裂症、双相障碍、惊恐障碍和非精神疾病 对照的混合群体中可以很好地不同精神疾病患者和非精神疾病对照彼此区分开。 具体而言，对bpd组的区分度极佳，bpd组可与hc、mdd、sz和pd组完全 区分开；pd组与bpd、hc和sz组的区分度也很好；而mdd组与pd组、 mdd组与sz组以及sz组与hc组彼此之间虽然互有混杂，但总体区分度也较 好。
46.图3表明基于血清bdnf、vgf、bicc1、皮质醇和crp的多蛋白lda模 型在含有抑郁症、精神分裂症、双相障碍、惊恐障碍和非精神疾病对照的混合 群体中区分出其中任一组都具有很高的准确性。经过5折交叉验证后的auc均 高达1.0，整体准确性也高达96.5％。该多蛋白lda模型及单个血清bdnf、 vgf、bicc1、皮质醇和crp在混合群体中区分不同精神疾病和非精神疾病对 照时对应的roc曲线下面积(auc)、敏感性、特异性、阳性预测值及整体分 类准确性见表2。roc曲线下的面积值在1.0和0.5之间，在auc》0.5的情况 下，auc越接近于1，说明诊断效果越好。auc在0.5～0.7时有较低准确性， auc在0.7～0.9时有一定准确性，auc在0.9以上时有较高准确性。auc＝0.5 时，说明诊断方法完全不起作用，无诊断价值。auc《0.5不符合真实情况，在 实际中极少出现。此外，敏感性和特异性也是评价诊断生物标记物的重要指标。 研究指出临床有用的正确诊断和分类疾病的生物标志物或测试敏感性和特异性 均至少达到80％(schneider b,prvulovic d.novel biomarkers in major depression. curr opin psychiatry.2013.26(1):47-53.)。由此可见，单个血清蛋白指标
无法在 混合群体中对每种疾病进行诊断，而由血清bdnf、vgf、bicc1、皮质醇和 crp组成的多蛋白lda模型则可成为临床上有用的客观诊断测试。
47.表1受试者的人口学和临床特征
[0048][0049]
注：mdd，抑郁症；sz，精神分裂症；bpd，双相情感障碍；pd，惊恐障碍；hc，健康对照；bmi，体重指数；panss， 阳性与阴性症状量表；saps，阳性症状评定量表；hamd-17，17项汉密尔顿抑郁评定量表；hama，汉密尔顿焦虑评定 量表；ymrs，young氏躁狂评定量表；pdss，惊恐障碍严重程度量表。连续变量以均数
±
标准差形式表示。与hc组相比， *
表示p《0.05，
**
表示p《0.001；与pd组相比，
#
表示p《0.05，
##
表示p《0.001；与bpd组相比，
&
表示p《0.05，
&&
表 示p《0.001；与sz组相比，
$
表示p《0.05，
$$
表示p《0.001。a单因素方差分析；b卡方检验；c鲁斯卡尔-沃利斯分析。p《 0.05代表存在统计学差异。
[0050]
表2经5折交叉验证的单个血清蛋白及通过lda构建的多蛋白模型在混合群体中诊断不同精神疾病和非 精神疾病对照的roc曲线分析的结果
[0051][0052]
注：a，正类指需要从混合样本中分离出来的组别，其对应的负类为除正类以外剩余组别的混合样本；lda，线性判别分析； bdnf，脑源性神经营养因子；bicc1，bicaudal c同源物1；crp，c反应蛋白；mdd，抑郁症；sz，精神分裂症；bpd， 双相情感障碍；pd，惊恐障碍；hc，健康对照；auc，曲线下面积；ppv，阳性预测值。
[0053]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例
”ꢀ
等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含 于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表 述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或 者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0054]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业 的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中 描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明 还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
技术特征：1.一种精神疾病诊断设备，其特征在于，包括：试剂盒，检测bdnf、vgf、bicc1、皮质醇和/或crp中的一种或几种的试剂；数据处理模块，配置有线性判别模型或者算法，用于分析处理所述试剂盒的检测值。2.根据权利要求1所述的精神疾病诊断设备，其特征在于，所述试剂包括bdnf、vgf、bicc1、皮质醇和/或crp蛋白的特异性抗体。3.根据权利要求1所述的精神疾病诊断设备，其特征在于，利用免疫方法检测bdnf、vgf、bicc1、皮质醇和/或crp蛋白含量的试剂。4.根据权利要求2所述的精神疾病诊断设备，其特征在于，所述特异性抗体包括单克隆抗体或多克隆抗体。5.根据权利要求1所述的精神疾病诊断设备，其特征在于，所述精神疾病包括抑郁症、精神分裂症、双相障碍或惊恐障碍。6.根据权利要求1所述的精神疾病诊断设备，其特征在于，所述试剂盒包括酶联免疫吸附测定试剂盒或免疫印迹试剂盒。
技术总结本发明公开了一种通过线性判别分析(LDA)构建的血清蛋白模型，所述模型为血清脑源性神经营养因子(BDNF)、VGF、双尾-C基因同源物1(BICC1)、皮质醇和/或C反应蛋白(CRP)中的一种或几种。本发明还公开了所述的血清蛋白模型的试剂在制备精神疾病诊断产品中的应用。本发明还公开了一种酶联免疫吸附测定试剂盒。本发明发现，BDNF、VGF、BICC1、皮质醇和CRP在抑郁症、精神分裂症、双相障碍、惊恐障碍和非精神疾病对照血清中的表达存在差异性。本发明通过LDA方法联合使用上述五种蛋白区分抑郁症、精神分裂症、双相障碍、惊恐障碍和非精神疾病对照时准确性高达96.5％。因此，由该五种血清蛋白使用LDA构建的多蛋白联合模型在精神疾病的诊断中具有较高的临床应用价值。中具有较高的临床应用价值。中具有较高的临床应用价值。
技术研发人员：袁勇贵 陈素珍 陈刚
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2022.05.23
技术公布日：2022/11/1
