血红蛋白和转铁蛋白在检测消化道出血中的应用的制作方法

1.本发明涉及一种生物技术领域，特别是涉及一种血红蛋白和转铁蛋白在检测消化道出血中的应用。


背景技术：

2.消化道出血
3.消化道出血是临床常见症候群，可由多种疾病所致。消化道是指从食管到肛门的管道，包括食管、胃、十二指肠、空肠、回肠、盲肠、结肠及直肠。上消化道出血是指十二指肠悬韧带(treitz韧带，译为屈氏韧带)以上的食管、胃、十二指肠、上段空肠以及胰管和胆管的出血。十二指肠悬韧带以下的肠道出血统称为下消化道出血。
4.消化道出血可因消化道本身的炎症、机械性损伤、血管病变、肿瘤等因素引起，也可因邻近器官的病变和全身性疾病累及消化道所致。
5.免疫粪便潜血检测
6.粪便的潜血检查，是指消化道出血量很少，肉眼不见血色，而且少量红细胞又被消化分解以致显微镜下也无从发现的出血状况。便隐血消化道少量出血可不引起大便颜色改变,只有靠大便隐血试验才能确定。凡是消化道疾病引起少量出血的，均可有隐血便，因此潜血检查对于诊断多种消化道出血性疾病都有重要价值，是普查筛选消化道疾病的有效手段，潜血实验已经成为人们不断深入研究的热点。粪便隐血试验是诊断各种原因引起的消化道出血及的重要手段。
7.1)便潜血检测指标——血红蛋白
8.粪便中的血红蛋白(hb，hemoglobin)又叫大便潜血(feces occult blood，fob)的标志物,目前在临床被看作是直肠癌、结肠癌的肿瘤标志物之一。检验大便潜血大致可分为化学检测法(guaiac test)及免疫检测法。化学法较繁琐且整个过程患者很受罪,目前普遍采用免疫检测法,即通过抗人血红素球蛋白特异性抗体采用免疫夹心来检测人类血红素球蛋白,此法因系针对人类血红素球蛋白反应,故特异性高。因而有关大便潜血检测几乎基于粪便hb这个标志物开展的。
9.研究表明粪便hb对下消化道出血较敏感。而消化道出血又常是结肠直肠癌早期症状，因而便潜血测试常作为早期筛查结肠直肠癌常用方法。但是测定粪便hb对直肠癌或结肠癌有20％-30％假阴性，造成这种结果主要原因:由消化道少量出血,释出的血红蛋白(hb)在经过较长的肠道时与粪便内的hb结合成复合物引起潜血假阴性,显然检粪便中的血红蛋白来诊断是否患直肠癌或结肠癌的肿瘤标志物有严重漏检。
10.免疫便潜血血红蛋白hb检测：优点:a.特异性强:只针对人血红蛋白，与动物血红蛋白没有交叉。不受饮食、药物等因素的干扰；b.敏感度高:1.0ng/ml，微量出血即可检出；c.检测范围宽:1.0-2000ng/ml。缺点:a.大量出血时抗原(hb)过剩，出现前滞反应；b.血红蛋白稳定性差，在消化道中长期停留发生变性，抗原性降低。
11.2)便潜血检测指标——转铁蛋白
12.转铁蛋白(tf，transferrin)主要存在于血浆中，是一种由嗜中性粒细胞释放能结合三价铁的糖蛋白，属于β1微球蛋白，其分子量为77kd，约占血浆蛋白总量的0.3％-0.5％，主要在肝脏合成。研究表明，在消化道出血疾病中，与血红蛋白相似，转铁蛋白也会在消化道出血时进入肠道内，并随粪便排出。
13.研究发现，转铁蛋白(tf)在健康人粪便中几乎不存在，而在胃肠道出血的粪便大量存在，故肠道肿瘤患者粪便中转铁蛋白的含量比正常人高。在相关研究消化道出血中血红蛋白和转铁蛋白联合检测报告中，其中上海长征医院的吴飞在2011年研究了粪便转铁蛋白检测在提高消化道出血检出率，在该研究中得到结论：血液中hb和tf的比值为51.2/1，而粪便中hb和tf的比值为5.4/1，血红蛋白在胃肠道内受到消化酶和细菌的作用易变性，转铁蛋白在肠道内有抗菌能力强，性质比较稳定的特点。
14.免疫便潜血转铁蛋白tf检测优点:a.特异性强:只针对人转铁蛋白，与动物血红蛋白没有交叉。不受饮食、药物等因素的干扰；b.稳定性好，对上消化到出血，在消化道中长期停留不易发生变性。缺点：a.血液中转铁蛋白含量较血红蛋白低(大约51.2/1)，对微量出血的检测灵敏度不及血红蛋白。
15.3)两个指标联合的检测意义：
16.两个指标都来自于血液，都可检出消化道出血。血红蛋白存在于红细胞中，在血液中浓度高，但易降解，对下消化道部位的出血非常敏感，但因上消化道的出血经消化酶作用后，血红蛋白尽被消化，不再有免疫反应。而转铁蛋白主要存在于血浆中，虽然含量低，但稳定性明显高于血红蛋白，对于上消化道出血，依然保持较高的诊断灵敏度。针对消化道出血，在检测hb的同时检测tf，能够减少假阴性结果的出现，特别提高对上消化道出血的检测灵敏度。用两种免疫学方法同时检测两种抗原，能够起到互补作用。
17.当血红蛋白被破坏时，将转铁蛋白作为补充检测手段，是临床判断是否存在出血最有价值的方法。这对鉴别消化道出血部位，也有临床意义。
18.肛周新鲜出血对便潜血检测的干扰
19.肛周新鲜出血如：痔疮、肛裂、大便干燥擦伤等，或者女性经期出血都可能在粪便中引入新鲜血液，干扰检测，造成“假阳性”。而且在微量出血，患者不自知，大便外观无肉眼可见血色是，其潜血阳性检测结果，会干扰临床判断，导致患者不必要的后续检测，如胃镜或肠镜等。
20.因此，如果能排除肛周新鲜出血对便潜血检测的干扰，其临床意义非常的重大。


技术实现要素：

21.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种血红蛋白和转铁蛋白在检测消化道出血中的应用，用于解决现有技术中消化道出血与肛周出血难以区分的问题。
22.发明构思：通过联合检测患者粪便样本中的血红蛋白和转铁蛋白中的含量，计算两者的比值，来判断是否患者有消化道内部出血。所述血红蛋白和转铁蛋白比值大于等于24.93，提示存在肛周新鲜出血的可能性，建议进行临床问询。如果临床询问可以明确有其他因素引起的肛周出血，则无需进一步内窥镜检查，如果无法明确则还需要进一步的内窥镜检查。采用本发明可以提示患者的出血可能是肛周新鲜出血，而不是来自消化道内部的
出血，从而提示临床做进一步的问诊和检查，避免患者接受不必要的侵袭性的内窥镜检查。
23.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供样本中血红蛋白和转铁蛋白的水平比值在制备检测和/或鉴别消化道出血试剂盒中的应用。
24.进一步地，所述血红蛋白和转铁蛋白的水平比值是指两者的浓度比值。
25.进一步地，所述样本是指人的粪便中提取获得的血红蛋白和转铁蛋白。优选为新鲜的样本，可以是采集样本30min内获得的检测结果。
26.进一步地，所述粪便中血红蛋白和转铁蛋白的提取方法可以按照现有技术进行。用标签上写上姓名、性别、年龄及采样日期的粪便标本采集保存管，旋开绿色帽盖，均匀垂直方向、水平方向网格状依次划线采样，采便棒前端沟槽刚好全部被填满的程度，采便棒放回采便管内，将盖拧紧，与稀释液充分混匀。
27.进一步地，所述试剂盒以血红蛋白和转铁蛋白联合作为检测对象。
28.进一步地，所述试剂盒中还含有用于检测血红蛋白的检测试剂，所述检测试剂可以是连接有标记物的检测抗体。所述检测抗体是指血红蛋白的抗体，其能够特异性识别血红蛋白。优选地，所述标记物为藻红蛋白。
29.进一步地，所述试剂盒中还含有用于检测转铁蛋白的检测试剂，所述检测试剂可以是连接有标记物的检测抗体。所述检测抗体是指转铁蛋白的抗体，其能够特异性识别转铁蛋白。优选地，所述标记物为藻红蛋白。
30.进一步地，所述血红蛋白抗体和转铁蛋白抗体都与载体相连。所述载体可以是微球所述微球可以是天然烃聚合物，例如乳胶和橡胶小球，也可以是合成聚合物，如乙烯基聚合物微球，也可以是超顺磁微球、二氧化硅微球等等。
31.进一步地，试剂盒中含有免疫荧光染色技术常用的试剂，包括福尔马林固定液、石蜡、二甲苯、柠檬酸钠、封闭液中的一种或者多种。当抗体没有连接标记物时，需要用免疫荧光染色法对其进行染色，检测。
32.进一步地，所述血红蛋白和转铁蛋白比值小于24.93时，判定为非肛周出血，比值大于等于24.93时，提示肛周出血可能，建议进行临床问询。通过对荧光信号进行检测，进而转换成样本中血红蛋白和转铁蛋白的含量比值，获得检测结果。
33.进一步地，所述试剂盒中还含有血红蛋白和转铁蛋白作为阳性对照或者标准品。
34.本发明的另一方面提供了一种检测和/或鉴别消化道出血试剂盒，所述试剂盒中含有血红蛋白抗体和转铁蛋白抗体，所述血红蛋白抗体和转铁蛋白抗体都与各自的载体相连，所述载体是微球。所述微球可以是天然烃聚合物，例如乳胶和橡胶小球，也可以是合成聚合物，如乙烯基聚合物微球，也可以是超顺磁微球、二氧化硅微球等等。
35.进一步地，所述血红蛋白抗体，其能够分别特异性识别血红蛋白。优选地，所述标记物为藻红蛋白。
36.进一步地，所述转铁蛋白抗体，其能够分别特异性识别转铁蛋白。优选地，所述标记物为藻红蛋白。
37.进一步地，试剂盒中含有免疫荧光染色技术常用的试剂，包括福尔马林固定液、石蜡、二甲苯、柠檬酸钠、封闭液中的一种或者多种。当抗体没有连接标记物时，需要用免疫荧光染色法对其进行染色，检测。
38.进一步地，所述试剂盒中还含有血红蛋白和转铁蛋白作为阳性对照或者标准品。
39.如上所述，本发明的血红蛋白和转铁蛋白在检测消化道出血中的应用，具有以下有益效果：
40.本发明创造是通过检测粪便样本中血红蛋白和转铁蛋白的水平，并计算血红蛋白和转铁蛋白浓度比值，通过比值来估算患者是胃肠道内部出血还是肛周新鲜出血。该种方法不仅适用于流式荧光技术平台，未来可能在化学发光平台(发光信号转换浓度值)、电化学发光平台(发光信号转换浓度值)、乳胶凝集法(光学密度值转换浓度值)、和酶联免疫法上(od值转换浓度值)等可能开展粪便样本血红蛋白和转铁蛋白项目的平台上均可拓展适用。
附图说明
41.图1a显示了本发明一个实施例中hb标准曲线。
42.图1b显示了本发明一个实施例中tf标准曲线。
43.图2显示血红蛋白和转铁蛋白在体外粪便中的降解。
44.图3显示血红蛋白和转铁蛋白及其在保存液中在体外粪便中的降解。
45.图4显示血红蛋白和转铁蛋白保存液稳定性。
46.图5a为2000例样本中hb测值分布直方图。
47.图5b为2000例样本中tf测值分布直方图。
48.图6显示正常人新鲜血液样本和粪便潜血筛查样本中血红蛋白和转铁蛋白比值分布散点图。
具体实施方式
49.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
50.实施例1人粪便中血红蛋白和转铁蛋白双指标联合检测试剂的研制
51.1)抗体-微球的包被
52.血红蛋白包被抗体(20ug/ml)和转铁蛋白包被抗体(20ug/ml)分别与经edc和nhs活化后的26#微球(12.5
×
106个/ml)和28#微球(12.5
×
106个/ml)共价交联2h，交联阶段结束后，得到的26#微球-血红蛋白和28#微球-转铁蛋白，再用pbs-tbn进行重悬，得到26#微球-血红蛋白、28#微球-转铁蛋白中间品。详细操作程序可用常规方法，如按照luminex公司的产品说明书中所述方法进行偶联，然后两者用pbs-tbn按照100倍稀释比例稀释混合(hb微球浓度≥4.0
×
104个/ml；tf微球浓度≥4.0
×
104个/ml)，配制成固相结合物悬液。
53.2)抗体-发光物体的标记
54.虽然检测抗体可用各种本领域己知的可检测信号进行标记。然而，优选的是用荧光信号进行标记，尤其是通过抗体直接连接方式标记藻红蛋白。该工艺基于n-羟基琥珀酰亚胺活化法，由sulfo-smcc活化pe，提供顺丁烯二亚胺基团；spdp活化抗体后由dtt还原检测抗体，使其巯基化，巯基和顺丁烯二亚胺基团缩合实现pe对抗体的标记。得到血红蛋白检测抗体-pe中间品和转铁蛋白检测抗体-pe中间品。
55.按照以上方法分别标记血红蛋白检测抗体-发光物中间品和转铁蛋白检测抗体发光物中间品，然后用pbs-tbn按照2-8ug/ml的浓度进行稀释混合，配制成发光结合物溶液。
56.以上获得的固相结合物悬液和发光结合物溶液可直接用于后续测试。
57.3)标准品、质控品
58.用血红蛋白抗原和转铁蛋白抗原的标准品配制一定浓度范围内的标准品和质控品溶液，配制浓度如下：
59.表1
60.试样血红蛋白(hb)-ng/ml转铁蛋白(tf)-ng/mlstd100std24020std320080std4625160std51250400std620001000con110040con2625160
61.4)检测及试剂性能
62.采用多功能流式点阵仪对其进行检测时，编码微球可被传送系统排成单列通过两束激光检测的区域，一束判定微球的编码以确定检测项目，另一束测定藻红蛋白的荧光值(mfi)。通过测定微球上结合的报告荧光分子的数量，用于确定微球上结合的便潜血标志物的含量。
63.a.检测标准品和质控品信号如下：
64.表2
[0065][0066][0067]
b.空白限
[0068]
用零值浓度校准品作为样本进行检测，重复测定20次，得出20次测量结果的mfi值(信号值)，计算其品滚之(m)和标准差(sd)，得出m 2sd的值，根据试剂盒所用校准品的标准
曲线求出对应的浓度值，即为试剂盒的空白限。
[0069]
表3
[0070][0071]
c.精密度分析
[0072]
用试剂盒检测线性范围内的粪便混悬液各重复检测10次。分别计算10次测量结果的平均值(m)和标准差(sd)，并根据公式cv＝sd/m
×
100％得出变异系数(cv)。
[0073]
表4
[0074]
分组血红蛋白sd(cv)转铁蛋白sd(cv)粪便混悬液1(ng/ml)1833.21(1.34％)986.64(1.27％)粪便混悬液2(ng/ml)797.55(1.76％)512.90(2.06％)粪便混悬液3(ng/ml)199.39(1.75％)99.77(1.66％)粪便混悬液4(ng/ml)37.73(4.71％)19.92(2.13％)粪便混悬液5(ng/ml)15.22(6.71％)11.04(7.13％)hb/tf con1(ng/ml)100.81(2.11％)39.39(2.36％)hb/tf con2(ng/ml)631.88(1.19％)158.78(1.81％)中位值(cv)1.76％1.94％
[0075]
d.线性分析
[0076]
参考clsi(原nccls)《ep6-a evaluation of linearity of quantitative measurement procedures》，将接近线性范围的上限的高值样本按一定比例稀释为至少5种浓度，其中低值浓度的样本需接近线性范围的下限。对每一浓度的样本均重复检测3次，计算其平均值，将结果平均值和稀释比例进行直线拟合，计算线性相关系数r。
[0077]
表5
[0078][0079]
经过计算：血红蛋白线性范围：5-2000
[0080]
表6
[0081][0082]
经过计算：转铁蛋白线性范围：5-1000
[0083]
结果表明研制的血红蛋白和转铁蛋白检测试剂，具有最佳的检测灵敏度、良好的线性、检测精密度，因而能够作为粪便样本血红蛋白和转铁蛋白很好的检测工具。
[0084]
实施例2比较hb/tf在体外粪便中和保存液中稳定保存
[0085]
取8例不同浓度hb和tf测值的新鲜粪便样本，置于常温条件下，用粪便标本采集保存管分别在0min、30min、1h、2h、6h、12h、24h时间点进行样本采集，并用实施例1中血红蛋白和转铁蛋白检测试剂对每个时间点的粪便标本采集保存管中样本进行测试，0min采集到保存管(内含保存液)中的样本作为对照，与30min、1h、2h、6h、12h、24h时间点采集到保存管(内含保存液)中样本一同测试，来研究不同时间点采集粪便样本到保存管(内含保存液)的测值变化，以及0min(新鲜粪便采集到保存液)采集粪便样本测值变化的研究。
[0086]
具体粪便采集及测试结果如下：
[0087]
表7-1
[0088]
[0089][0090]
表7-2
[0091]
[0092][0093]
表8-1
[0094]
[0095][0096]
表8-2
[0097][0098]
实验结果表明：血红蛋白hb和转铁蛋白tf在0min、30min、1h、2h、6h、12h、24h时间点采集的样本中测值逐渐降低(30min采集时间点除外)，表明在常温条件下粪便样本中血
红蛋白和转铁蛋白30min以内是稳定的，超出30min后，血红蛋白和转铁蛋白出现不同程度的降解，导致测值逐渐降低。而0min采集到保存管(内含保存液)中的样本在30min、1h、2h、6h、12h、24h时间点测试是稳定的，进一步说明，新鲜(30min以内)采集到保存管(内含保存液)中样本是稳定的。
[0099]
该实施例2中，体外粪便在室温条件下随着时间变化，粪便中血红蛋白和转铁蛋白可能受到粪便中微生物等分解出现测值变化，推测粪便在体内胃肠道环境中，也有类似机制引起血红蛋白和转铁蛋白测值发生变化。
[0100]
实施例4血液中血红蛋白与转铁蛋白测值比值分布
[0101]
1)直接检测血液中hb/tf的比值
[0102]
具体实施方法如下：
[0103]
体检人群30例全血样本，用保存液对全血样本进行100000倍数的稀释，然后用实施例1中研制生产的血红蛋白/转铁蛋白检测试剂盒(流式荧光发光法)对30例全血样本进行血红蛋白和转铁蛋白的检测，计算血红蛋白和转铁蛋白的测值比值，分析测值比值分布。结果如下：
[0104]
表9
[0105]
[0106][0107]
通过上表结果所示，人全血中血红蛋白与转铁蛋白测值比均值在59.41
±
12.86区间内。正常人血液样本中血红蛋白和转铁蛋白比值的5％-95％分布区间为41.41～78.17。
[0108]
2)模拟新鲜出血在粪便中及时检测hb与tf比值
[0109]
具体实施方法如下：
[0110]
对粪便中30min以内的新鲜出血，进行hb和tf的检测，并计算hb与tf的比值。
[0111]
表10
[0112][0113]
研究结果发现，通过对新鲜出血的粪便样本，在30min以内进行hb和tf检测，hb与tf下降不明显，比值与0min时没有显著性差异。将粪便放入保存液稳定保存，30分钟时间已经足够。
[0114]
当出血量较高时，血红蛋白hb测值接近检测上限2000，随血量增加，测值进入平台期。而tf测值仍然呈线性增长，两者比值下降。
[0115]
30min以内新鲜出血粪便样本中血红蛋白和转铁蛋白比值的5％-95％分布区间为24.93～65.42。
[0116]
30min以内新鲜出血粪便样本中血红蛋白和转铁蛋白比值与正常人血液样本中血红蛋白和转铁蛋白比值在5百分位数处略有差异，30min以内新鲜出血粪便样本血红蛋白和转铁蛋白比值5百分位数为24.93，低于正常人血液样本中血红蛋白和转铁蛋白比值5百分位数41.41，主要是因为，正常人血液样本是稀释后测试值，而30min以内新鲜出血粪便样本，随着新鲜血液添加量的增加，转铁蛋白测值逐渐线性内升高，而血红蛋白测值接近线性范围上限2000ng/ml，因而出现比值下降。在95百分位数处，30min以内新鲜出血粪便样本血红蛋白和转铁蛋白比值65.42在正常人血液样本红蛋白和转铁蛋白比值95百分位数78.17以内。
[0117]
实施例5粪便潜血临床应用筛查数据
[0118]
用上海透景诊断科技有限公司提供的粪便标本采集保存管对2000例粪便样本进行取样，然后用实施例1中研制生产的血红蛋白/转铁蛋白检测试剂盒(流式荧光发光法)对2000例样本进行血红蛋白和转铁蛋白的检测，两个指标的测值分布如下和图5a和5b，结果如下：
[0119]
表11:2000例筛查人群中hb与tf检出情况
[0120][0121]
2000例筛查样本中，hb阳性共109例(5.45％)，tf阳性125例(6.25％)，两个指标双阳性共41例(2.05％)，任一阳性为阳性193例(9.65％)。两个指标互为补充提高检测的阳性率。
[0122]
根据实施例4，计算血红蛋白和转铁蛋白比值。统计hb测值≥100ng/ml和/或tf测值≥40ng/ml的193例样本。在tf≥20ng/ml，计算比值。在tf浓度≥20ng/ml，测值波动cv在10％以内。低于20ng/ml，测值波动较大，计算比值，tf作为分母，对计算值影响大。
[0123]
136例有效粪便潜血筛查样本中(tf≥20ng/ml，hb测值≥100ng/ml)血红蛋白和转铁蛋白比值的5％-95％分布区间为0.01～28.91。
[0124]
通过分析136例有效粪便潜血筛查样本的血红蛋白和转铁蛋白比值数据，发现有2例样本的血红蛋白和转铁蛋白比值在24.93～28.91范围内(25.90、28.89)，通过临床问询，发现两例患者检测期间，1例为肛周囊肿患病期间，另一例近3月内有腹部不适、肠内进展期腺瘤病史，临床诊断分别为肛周新鲜出血和胃肠道内部出血。
[0125]
因此，血红蛋白和转铁蛋白比值在24.93～28.91范围内的病例，通过增加临床问询，可进一步对病人进行分流和疾病的预判。
[0126]
实施例6利用hb/tf比值区分新鲜出血和来自消化系统胃肠道内部出血
[0127]
将实施例4和5计算的hb/tf做散点图。如图6所示。
[0128]
其中，实施例4中正常人血液样本中血红蛋白和转铁蛋白比值的5％-95％分布区间为41.41～78.17。
[0129]
实施例5中136例有效粪便潜血筛查样本中(tf≥20ng/ml，hb测值≥100ng/ml)血红蛋白和转铁蛋白比值的5％-95％分布区间为0.01～28.91。
[0130]
通过20例临床结果明确的粪便样本(其中11例胃肠道内部出血和9例肛周新鲜出血)，以实施例4正常人新鲜血液样本和粪便潜血筛查样本中血红蛋白和转铁蛋白比值分布作为肛周新鲜出血问询的判定标准，验证hb/tf比值对肛周新鲜出血的提示可能性。hb/tf比值判定结果与镜检结果如下表所示：
[0131]
表12
[0132]
[0133]
[0134][0135]
上表数据看出，20例粪便样本中，9肛周新鲜出血样本通过hb/tf比例判定，提示肛周新鲜出血可能，与临床结果一致性为100％；11例胃肠道内部出血，其中1例下消化道出血、2例急性上消化道出血，1例胃肠道内部出血，通过hb/tf的比值判定，提示肛周新鲜出血可能，因急性上消化道出血在消化道内停留时间较短，粪便中血红蛋白和转铁蛋白测值表现为接近肛周新鲜出血的状态。这可通过结合临床问询来排除肛周新鲜出血的可能。
[0136]
以上的实施例是为了说明本发明公开的实施方案，并不能理解为对本发明的限制。此外，本文所列出的各种修改以及发明中方法、组合物的变化，在不脱离本发明的范围和精神的前提下对本领域内的技术人员来说是显而易见的。虽然已结合本发明的多种具体优选实施例对本发明进行了具体的描述，但应当理解，本发明不应仅限于这些具体实施例。事实上，各种如上所述的对本领域内的技术人员来说显而易见的修改来获取发明都应包括在本发明的范围内。