一种高血压相关标志物及其应用

1.本发明涉及高血压相关标志物技术领域，尤其是涉及一种高血压相关标志物及其应用。


背景技术：

2.高血压是临床上最常见的心血管疾病之一，是卒中、心肌梗死、充血性心力衰竭、主动脉瘤等恶性心脑血管疾病的最主要危险因素。高血压在人群中的发病率高，已成为全球主要的疾病负担和世界范围内的重大公共健康问题。高血压是遗传因素和环境因素共同作用的复杂疾病。而生活方式和饮食方面的环境因素，如运动减少、饮酒、吸烟、高脂高糖高盐饮食，与肠道微生物息息相关。近年来，越来越多的研究证据表明肠道微生物结构和功能紊乱失调在高血压的发生发展中发挥着至关重要的作用，靶向干预肠道菌群为防治高血压提供了崭新的方向。
3.既往研究指出，在高血压实验动物模型和高血压疾病患者中，肠道菌群与高血压之间具有直接的相互关联性。有学者证实无菌小鼠血压低于常规小鼠约20mmhg，暗示肠道菌群可能具有调节血压的作用。研究人员证实自发性高血压大鼠和血管紧张素ii大鼠肠道菌群结构显著改变，微生物总量、丰富性、均一性和多样性降低，厚壁菌门与拟杆菌门比例增加。也有学者发现s24-7菌科和韦荣球菌科，在盐敏感大鼠中均高于盐抵抗大鼠，证明了肠道菌群与血压之间可能具有相关性。近期研究发现，将高脂饮食的阻塞性睡眠呼吸暂停大鼠的粪便移植给正常饮食的鼠后，使其血压明显升高。
4.研究表明，孕妇妊娠早期血压升高与肠道菌群的组成及其产物丁酸盐的生成相关。以上研究表明肠道菌群与高血压的发病密切相关。但是，人体肠道内寄生着约1000种微生物，数量高达100万亿，其中发挥主要作用的功能单菌尚不明确。
5.然而，现有的肠道菌种作为高血压微生物标志物的灵敏度和特异性不高，因此需要寻找一种高灵敏度和高特异性的微生物标志物来诊断高血压。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种高血压相关标志物，该标志物具有很高的灵敏度和特异性，能够准确的评估受试者是否患有高血压。本发明还提供了该标志物在诊断高血压中的应用。
7.本发明提供一种高血压相关标志物，所述标志物为肠道菌odoribacter splanchnicus。
8.本发明提供一种上述高血压相关标志物在诊断高血压中的应用，通过测定受试者的样本中肠道菌odoribacter splanchnicus的相对丰度来分析舒张压dbp的斯皮尔曼相关系数，绘制线性回归曲线，采用roc曲线和曲线下面积auc评估受试者是否患有高血压。
9.优选地，所述受试者的样本为新鲜粪便。
10.本发明提供一种包括上述高血压相关标志物检测高血压的诊断产品。
11.优选地，所述诊断产品为芯片、制剂或试剂盒。
12.本发明提供一种包括上述高血压相关标志物在筛选治疗或预防高血压药物中的应用。
13.本发明提供一种包括上述高血压相关标志物治疗高血压的益生菌药物。
14.综上所述，本发明具有以下优点：
15.本发明首次发现了肠道菌odoribacter splanchnicus与高血压相关，尤其是与舒张压水平显著负相关；通过检测odoribacter splanchnicus的相对丰度，以roc曲线进行分析诊断，具有较高的特异性和敏感性，auc可达到0.922，可将odoribacter splanchnicus作为标志物应用于高血压和高血压前期的辅助诊断。还可以通过补充缺失的odoribacter splanchnicus，调节肠道菌群平衡，辅助治疗。另外，odoribacter splanchnicus还可应用于筛选治疗或预防高血压的药物。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明实施例中odoribacter splanchnicus在健康对照组和高血压患者组肠道粪便样本中的相对丰度图；
18.图2为本发明实施例中odoribacter splanchnicus的相对丰度与人群收缩压sbp水平的相关系数散点图；
19.图3为本发明实施例中odoribacter splanchnicus的相对丰度与人群舒张压dbp水平的相关系数散点图；
20.图4为本发明实施例中以粪便中odoribacter splanchnicus区分健康人群和高血压患者的roc曲线。
具体实施方式
21.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
23.此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以
2100检测文库的insert size，使用q-pcr方法对文库有效浓度进行定量(需＞2nm)；
49.(3)库检合格后，把不同文库按照有效浓度及目标下机数据量的需求pooling后进行pe125，illumina hiseq 2500测序。
50.3.物种注释
51.3.1测序数据预处理
52.(1)去除所含质量值≤5的低质量碱基超过40％的reads；
53.(2)去除n碱基达到reads长度的10％的reads；
54.(3)去除与adapter之间重合超过15bp的reads；
55.(4)与宿主数据库比对，过滤与宿主基因组一致性≥90％的可能来源于宿主的reads。
56.3.2宏基因组组装
57.(1)将预处理后得到的有效数据，通过soap denovo组装软件组装分析；首选k-mer为49,55,59进行组装，选取n50最大的scaffolds作为组装结果；
58.(2)将组装得到的scaffolds从n连接处打断，得到不含n的序列片段，作为scaftig；统计每个样品中scaftigs长度分布。
59.3.3物种分类及丰度分析
60.(1)采用cd-hit软件对各样品组装后得到的scaftigs按照序列一致性0.95进行去冗余；
61.(2)将样品经过预处理后的有效数据与非冗余的scaftigs集合用soapaligner软件进行比对，统计各scaftigs在样品中的深度，过滤在深度和为0的scaftigs，得到过滤后的scaftigs在各样品中的丰度表；
62.(3)将经过过滤后的scaftigs与从ncbi的nt数据库中抽提出的细菌数据按照阈值evalue≤1e-5
进行比对；
63.(4)采取lca算法，将第一个分支前的分类级别，作为序列的物种注释信息，通过lca注释结果及scaftigs丰度表，获得在界门纲目科属种上的相对丰度数据。
64.4.组间差异物种分析
65.4.1为了研究组间具有显著性差异的物种，基于种species层级的物种丰度数据，利用wilcoxon test非参数检验方法对健康对照组和高血压组间的物种丰度数据进行检验得到p值。
66.结果显示，菌种odoribacter splanchnicus在高血压组患者中丰度明显降低(p《0.001)；采用graphpad prism 9软件绘制其在两组间的丰度箱图(如图1所示)。
67.4.2odoribacter splanchnicus丰度与收缩压sbp的相关性分析
68.将全部70例样本所注释到的odoribacter splanchnicus的相对丰度值进一步分析，在graphpad prism 9软件计算其与各样本收缩压sbp水平间的斯皮尔曼相关系数(spearman correlation coefficient)绘制线性回归曲线。结果显示，odoribacter splanchnicus与sbp无显著相关，r＝-0.16,p》0.05(图2)。
69.4.3odoribacter splanchnicus丰度与舒张压dbp的相关性分析
70.将全部70例样本所注释到的odoribacter splanchnicus的相对丰度值进一步分析，在graphpad prism 9软件计算其与各样本舒张压dbp水平间的斯皮尔曼相关系数
(spearman correlation coefficient)绘制线性回归曲线。结果显示，odoribacter splanchnicus与dbp亦呈显著负相关，r＝-0.28,p《0.05(如图3所示)。
71.odoribacter splanchnicus对高血压的诊断价值分析：
72.利用medcalc软件，以odoribacter splanchnicus在各样本中的丰度绘制roc曲线，并计算曲线下面积auc，评估差异菌odoribacter splanchnicus对高血压的分类效果和诊断价值。计算后得到auc为0.922(如图4所示)。说明本模型预测效果较好，可以根据该模型对高血压的患病风险进行预测。
73.综上，肠道菌种odoribacter splanchnicus与个体舒张压均显著负相关，提示其具有保护性作用；其次，odoribacter splanchnicus可作为微生物标志物应用于高血压的诊断，且可结合诊断模型对高血压患病风险进行评估；高血压患者可以通过补充缺失的有益菌odoribacter splanchnicus，调节肠道菌群平衡，辅助治疗。另外，高血压的肠道菌群标志物odoribacter splanchnicus还可应用于筛选治疗或预防高血压的药物。
74.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。