一种基于衰老相关分泌表型体外检测数据的量化评价方法、系统及应用与流程

本公开涉及生物医学体外检测与检测数据处理，具体而言，涉及一种基于衰老相关分泌表型（senescence-associated secretory phenotype，sasp）体外检测数据生成量化评价参数的方法、体外检测方法、试剂组合、计算系统、装置和计算机可读存储介质。

背景技术：

1、人口老龄化是当今全球面临的重大社会和公共卫生挑战。根据联合国预测，到2050年全球60岁以上人口将达到21亿，占总人口的22%。衰老是心血管疾病、神经退行性疾病、代谢综合征、恶性肿瘤和自身免疫性疾病等多种慢性疾病的最主要风险因素，因此，准确评估个体的生物学衰老程度对于疾病预防、健康管理和抗衰老干预具有重要意义。

2、细胞衰老是生物体衰老的核心机制之一。衰老细胞虽然丧失了增殖能力，但仍保持代谢活性，并通过分泌一系列促炎因子、趋化因子、生长因子和基质重塑酶，形成所谓的衰老相关分泌表型（sasp）。sasp不仅反映细胞衰老的程度，还能通过旁分泌和内分泌效应促进邻近细胞的衰老，从而驱动组织器官功能衰退和年龄相关疾病的发生。sasp的主要成分包括促炎细胞因子（如il-6、il-1β、tnfα）、趋化因子（如mcp-1、il-8）、生长因子（如gdf-15、tgf-β 1、vegf）、基质金属蛋白酶（如mmp3）和抗炎因子（如il-10）等。因此，sasp相关生物标志物的定量检测被认为是评估生物学衰老的“液体活检”手段。

3、现有技术已经认识到多种sasp相关蛋白与年龄、炎症负荷或年龄相关表型存在关联，也已存在将多项生物标志物输入统计模型形成综合参数的方案。然而，不同分析物具有不同的分布形态和参考区间，年龄、性别、样本类型及检测平台还会引入系统性偏差。若对全部指标采用同一方向的固定线性映射，或者在指标缺失时仍按固定总分比较，可能造成不同年龄段、不同性别或不同检测条件之间的数据不可比。此外，部分具有双向偏离特征的指标不能由单一上限阈值充分表征。

4、因此，需要一种与体外检测过程相结合的数据处理方案：针对不同指标调用相匹配的映射模型和分层阈值，对检测数据进行有界归一化；在明确质量控制条件下按有效指标权重归一化；并使输出能够追溯至各分析物的检测值、阈值和单项参数，从而提高检测数据处理的一致性、可解释性和可复现性。

技术实现思路

1、针对现有技术的上述不足，本公开所要解决的技术问题包括：

2、（1）如何整合多种sasp相关生物标志物，构建全面反映衰老相关炎症状态的评分体系；

3、（2）如何根据年龄因素动态调整阈值参数，提高不同年龄段的评估准确性；

4、（3）如何设计差异化评分模型，准确处理具有u型剂量-效应关系的生物标志物；

5、（4）如何在部分指标缺失时仍能输出可靠的评分结果；

6、（5）如何将评分结果与干预措施联动，实现个性化抗衰老干预；

7、（6）如何将体型指数absi纳入sasp评分体系，提升评估的全面性。

8、为实现上述技术目的，本公开采取的技术方案为：

9、本公开第一方面提供一种基于衰老相关分泌表型体外检测数据生成sasp量化评价参数的计算机实施方法，包括：获取受试者的年龄和性别信息，以及由离体血清或血浆样本经分析物特异性结合反应产生的检测信号并经各分析物对应的校准曲线换算得到的il-6、hs-crp、gdf-15、il-10、mmp3和mcp-1的浓度值；根据所述年龄确定年龄分段，并调用与所述年龄分段对应的gdf-15阈值参数和mcp-1阈值参数；根据所述性别调用mmp3阈值参数；将il-6和hs-crp的浓度值输入单向线性映射模型，将gdf-15的浓度值输入年龄动态线性映射模型，将mmp3的浓度值输入性别差异化单向线性映射模型，并将il-10和mcp-1的浓度值分别输入u型四阈值映射模型，得到各指标在0至1范围内的归一化单项参数q_i；根据s=100×σ（w_i×q_i）/σw_i计算sasp量化评价参数s，其中w_i为第i项已纳入指标的预设权重；以及输出所述sasp量化评价参数s和至少一个归一化单项参数；其中，所述输出不包括确定受试者是否患有具体疾病的诊断结论。

10、在一些实施方案中，本公开第一方面所述的计算机实施方法还获取腰围、bmi和身高信息并计算体型指数absi，将所述absi输入u型三阈值映射模型得到对应的归一化单项参数，并将其纳入所述sasp量化评价参数s的计算。

11、在一些实施方案中，本公开第一方面所述的计算机实施方法还获取tnfα、tgf-β1、il-1β、il-8、vegf和ifnγ中的至少一项的体外检测数据，并在调用与检测平台和样本类型相匹配的阈值参数后，将其归一化单项参数纳入所述sasp量化评价参数s的计算；优选地，纳入的指标包括il-6、hs-crp、gdf-15、tnfα、il-10、mmp3、mcp-1、tgf-β 1、absi、il-1β、il-8、vegf和ifnγ。

12、在一些实施方案中，各指标的预设权重为：il-6为24，hs-crp为24，gdf-15为10，tnfα为8，il-10为8，mmp3为8，mcp-1为7，tgf-β 1为6，absi为3，il-1β、il-8、vegf和ifnγ各为0.5；当仅纳入本公开第一方面所述六项指标时，σw_i为81；当进一步纳入absi时，σw_i为84；当纳入全部十三项指标时，σw_i为100。

13、在一些实施方案中，所述单向线性映射模型、年龄动态线性映射模型或性别差异化单向线性映射模型按照如下方式确定归一化单项参数q：当x≤b时，q=0；当b

14、在一些实施方案中，所述u型四阈值映射模型的阈值参数依次为低值预警l、理想下限a、理想上限b和高值预警h，其中lb时，q=（x-b）/（h-b）；当xh时，q=1；当h=b时，对x>b直接令q=1。

15、在一些实施方案中，所述年龄分段为小于45岁、45至59岁、60至74岁以及大于等于75岁；gdf-15在上述年龄分段的（b，t）分别为（500，1000）、（750，1500）、（1100，2200）和（1100，2200），单位为pg/ml；mcp-1在上述年龄分段的（l，a，b，h）分别为（18.02，20，350，400）、（20，30，380，400）、（25，50，390，400）和（25，50，390，400），单位为pg/ml；il-10的（l，a，b，h）为（0.8，1.0，4.0，6.0），单位为pg/ml；mmp3的（b，t）在男性中为（40，100）ng/ml，在女性中为（20，50）ng/ml；il-6的（b，t）为（1.5，5.0）pg/ml，hs-crp的（b，t）为（0，3.0）mg/l。

16、在一些实施方案中，absi的计算公式为：absi等于腰围（米）除以（bmi的2/3次方乘以身高的1/2次方），即absi =腰围（m）/（bmi^（2/3）×身高（m）^（1/2）），其中腰围和身高的单位为米；所述u型三阈值映射模型的参数为低值预警l、理想基准c和高值预警h，当x=c时q=0，当l≤xh时q=1；小于45岁、45至59岁、60至74岁以及大于等于75岁对应的（l，c，h）分别为（0.060，0.070，0.073）、（0.062，0.070，0.076）、（0.064，0.070，0.078）和（0.065，0.070，0.080）。

17、在一些实施方案中，在质量控制步骤中验证样本类型、检测平台、校准状态、浓度值的数据类型以及浓度值是否位于检测方法的可报告范围内；当本公开第一方面所述六项核心指标中的任一项缺失或未通过质量控制时，输出数据不足提示而不输出sasp量化评价参数；当可选指标缺失时，从分子和分母中同时排除该可选指标对应的w_i×q_i和w_i。

18、在一些实施方案中，在采用不同检测平台或不同样本类型时，先使用平台特异性校准品、质控品或方法学比对样本建立换算关系，并调用与相应平台和样本类型匹配的阈值参数；未经方法学比对的数据不直接合并计算。

19、在一些实施方案中，将sasp量化评价参数s划分为第一区间s<30、第二区间30≤s<60以及第三区间s≥60，并输出区间标识；任选地，还输出各指标的q_i、w_i×q_i、数据质量标识和历次检测变化值中的至少一种。

20、本公开第二方面提供一种体外检测方法，包括：使离体血清或血浆样本分别与针对il-6、gdf-15、il-10、mmp3和mcp-1的特异性结合试剂接触，获取各分析物的检测信号，并经各自校准曲线换算为浓度值；通过免疫比浊法或特异性结合检测获得所述样本中的hs-crp浓度值；以及将所述浓度值输入本公开第一方面任一所述的方法，生成sasp量化评价参数。

21、本公开第三方面提供一种用于实施本公开第二方面所述体外检测方法的试剂组合，包括分别用于检测il-6、gdf-15、il-10、mmp3和mcp-1的分析物特异性结合试剂、用于检测hs-crp的特异性试剂，以及与各分析物对应的校准品或校准信息。

22、在一些实施方案中，试剂组合还包括质控品以及记录有本公开第一方面任一所述计算方法的机器可读载体、条形码、二维码或数据接口信息。

23、本公开第四方面提供一种sasp量化评价计算系统，包括：数据采集模块，用于接收本公开第一方面所述六项核心指标的体外检测数据以及年龄和性别信息；质量控制模块，用于验证样本类型、检测平台、校准状态和数据有效性；参数调用模块，用于根据年龄、性别、样本类型和检测平台调用相匹配的阈值参数；模型匹配模块，用于为不同指标匹配单向线性映射模型、年龄动态线性映射模型、性别差异化单向线性映射模型或u型四阈值映射模型；计算模块，用于计算归一化单项参数和sasp量化评价参数；以及输出模块，用于输出所述sasp量化评价参数和数据质量标识。

24、在一些实施方案中，本公开第四方面所述的sasp量化评价计算系统还包括absi计算模块、可选指标处理模块、平台换算模块、历史数据存储模块和可视化模块中的至少一种；其中，可视化模块用于生成归一化单项参数图、纵向变化图或检测质量图。

25、本公开第五方面提供一种sasp量化评价计算装置，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本公开第一方面任一所述的方法。

26、本公开第六方面提供一种非暂时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现本公开第一方面任一所述的方法。

27、本公开具有如下优点：

28、与现有技术相比，本公开具有以下有益效果：

29、（1）多维检测数据整合：本公开以具有完整阈值和映射规则的六项血液指标作为核心组合，并可进一步纳入absi及其他sasp相关指标。该分层组合避免将任意少量指标视为与完整组合等效，有利于提高输出的一致性和可追溯性。

30、（2）年龄与性别适配：本公开对gdf-15和mcp-1采用年龄分段阈值，对mmp3采用性别差异化阈值，并在输出中保留阈值来源，有助于减少因直接套用单一固定阈值造成的系统性偏差。

31、（3）分布形态适配：本公开针对il-10、mcp-1和absi的双向偏离特征设置u型映射模型，针对其他指标采用有界线性映射，使不同量纲和不同方向的检测数据转换为统一范围的归一化参数。

32、（4）质量控制和可选指标容错：本公开在计算前检查样本类型、平台、校准状态及数据有效性。194例样本中42例absi缺失的结果用于说明可选absi缺失时同步调整分子和分母的实现可行性；该结果不当然支持任意核心指标缺失时仍可获得等效输出。

33、（5）可解释输出：本公开同时输出总参数、各指标归一化单项参数、加权贡献和数据质量标识，便于追溯总参数变化的来源，并支持在相同检测条件下进行纵向比较。

34、（6）检测平台适配性：本公开允许采用elisa、流式微球阵列、化学发光、质谱或免疫比浊等检测平台，但不同平台或样本类型应通过校准或方法学比对建立换算关系并使用相匹配的阈值，不主张未经校准的数据可直接互认。

35、（7）应用场景广泛：本公开可广泛应用于衰老风险评估、抗衰老干预效果监测、健康管理、体检筛查、保险精算、抗衰老药物筛选和药物疗效评估等多个场景，具有显著的社会效益和商业价值。