检测患者肠道菌群产气量的产品在制备预测、诊断或辅助诊断慢传输型便秘的产品中的用途

摘要

本发明公开了一种检测患者肠道菌群产气量的产品在制备预测、诊断或辅助诊断慢传输型便秘的产品中的用途，所述检测患者肠道菌群产气量的产品还包含用于患者粪便样本发酵的益生元，所述检测患者肠道菌群产气量为检测患者肠道菌群产生的甲烷和/或硫化氢的体积。本发明通过直接将受试者的粪便悬液接种于培养基中进行体外发酵，从而检测气体成分，更能准确地检测出受试者结肠部位微生物所产气体的含量、组成成分及各成分所占比例。同时发现了与慢传输型便秘相关的标志物，对预测、诊断或辅助诊断该疾病提供的新的途径。本发明提高了患者便秘分型的便捷性，舒适性及准确性，可指导干预与治疗。

说明书

技术领域

本发明涉及医学检测技术领域，特别涉及检测患者肠道菌群产气量的产品在制备预测、诊断或辅助诊断慢传输型便秘的产品中的用途。

背景技术

慢传输型便秘(slow transit constipation,STC)是慢性便秘最常见的一种类型。近年来随着生活质量的提高,STC的发病率有升高的趋势,占慢性便秘的16％～40％。

STC肠功能检查方法和评估慢性便秘分为功能性和器质性，功能性便秘又分为STC和出口梗阻型便秘(outlet obstructive constipation，OOC)。原则上先排除器质性病变，再考虑功能性原因，病人的病史可提供重要信息，肠功能的检查在STC诊断的指导治疗方面具有重要意义。

(一)排除器质性病变

钡剂灌肠检查可明确结肠病变部位和程度，显示结肠全貌；电子肠镜检查可明确结肠有无占位性病变、息肉或憩室，结肠黏膜有无病变、炎症等，是排除结肠器质性病变的有效检查；腹部CT检查是排除肠道外器质性病变的主要手段。这些检查本身不是难点问题，难的是每个医生在术前都能认真地完成这些检查。

(二)肠道通过时间

测定肠道通过时间可帮助了解功能性便秘病人的病理生理，以便指导治疗。目前常用的方法有氢呼气试验、核素扫描、不透X线标志物法三种方法。氢呼气试验方法简便、设备价格不昂贵，是目前较常用的方法，有小肠动力减弱或紊乱时，常合并细菌过度生长，本试验对评估小肠细菌过度生长很有价值；核素扫描多用于胃和小肠的检查，但是病人要接受小剂量的射线照射，而且价格昂贵；不透X线标志物测定结肠通过时间方法简单易行，是临床上较为常用的方法，这项检查的难点问题是肠道通过时间测定的结果在健康人也存在个体差异，甚至同一个体在不同的食物组成、热量以及膳食纤维含量的情况下，不同时间的测定结果也不完全一致。因此，实验方法应标准化，对检查方法应做出规定。

(三)直肠－肛门运动功能检测

1.排粪造影检查

据统计40％左右结肠STC病人伴有不同程度OOC。因此STC病人术前检查排粪造影对STC病人正确合理地选择治疗方案有意义。常用的检查方法有X线排粪造影和MR排粪造影；两种检查手段各有优缺点，但是X线排粪造影其简单、方便、价廉，符合生理及高诊断价值等优点，仍然是诊断盆底疾病的金标准。动态MR排粪造影作为一种很有前途的诊断便秘的新方法正在研究中，对于STC病人该项检查的难点问题是，医生对于STC诊断明确的病人往往容易忽略排粪造影检查，因此病人术前必须行排粪造影检查，为手术医生提供准确依据。

2.球囊逼出试验

球囊逼出试验是一项简单的、用于评价受试者人工粪便排出能力的检查。球囊逼出试验多与肛门直肠测压综合应用。一项大型研究表明球囊逼出试验在诊断盆底肌肉不协调收缩病人的敏感度为88％，阳性预测值为64％，在排除盆底肌肉不协调收缩的阴性预测值为97％，提示球囊逼出试验可作为盆底肌肉不协调收缩病人的筛选方法。球囊排出试验的难点问题是许多盆底肌肉不协调收缩病人可正常排出球囊，因此，球囊逼出试验不足以作为诊断依据，需辅以其他检查结果，综合分析。

3.肛门直肠测压

临床上通过肛门直肠测压，可了解肛门直肠压力、直肠感觉、肛门节制能力等。据报道，60％-80％的STC病人存在盆底肌肉不协调收缩。研究发现存在结肠神经病变的STC病人，大多伴有严重的盆底肌肉不协调收缩，肛门直肠测压在外科手术的术前评价、手术方式选择、预测术后控便能力、术后疗效评估等方面具有重要意义。新近开展的高分辨率肛门直肠三维测压不仅可以提供功能信息，还可以提供肛门括约肌的解剖信息。肛门直肠测压的难点问题是普通的肛门直肠测压仪测得的压力不稳定，不可重复；高分辨率测压仪的价格较高还不能完全普及。

总之，肠功能检查方法较多，每项肠功能检查各有优缺点，常常需要联合应用，正确选择肠功能检查将对便秘病人的诊断和治疗提供非常有价值的指导信息。肠功能检查除有助于了解发病机制外，还可指导药物种类的选择、手术方式的制定、手术疗效预测以及评价治疗效果。

尽管目前临床上有多种肠功能检查方法，但是也存在着各种各样的缺点，例如，影像学检查需要接受X射线，球囊排出试验的难点问题是许多盆底肌肉不协调收缩病人可正常排出球囊，普通的肛门直肠测压仪测得的压力不稳定，不可重复。因此，需要寻找一种新的方法来解决以上问题。

发明内容

本发明的一个方面，是针对现有技术中的肠功能检查方法存在的缺点，提供了一种检测患者肠道菌群产气量的产品在制备预测、诊断或辅助诊断慢传输型便秘的产品中的用途。

本发明提供的技术方案是：

检测患者肠道菌群产气量的产品在制备预测、诊断或辅助诊断慢传输型便秘的产品中的用途，所述检测患者肠道菌群产气量的产品还包含用于患者粪便样本发酵的益生元，所述检测患者肠道菌群产气量为检测患者肠道菌群产生的甲烷和/或硫化氢的体积。

为了准确反映个体肠道微生物的代谢状况，本发明检测患者肠道菌群产气量的产品中必须包含用于患者粪便样本发酵的物质，对患者的粪便进行发酵，从而在体外准确模拟个体肠道微生物的代谢状况。在本发明的实施方式中，所述用于患者粪便样本发酵的物质为益生元。

在本发明中，所述气体的计量单位可以为m

在本发明中，任意合适的益生元均可以实现本发明的目的。但作为优选，在本发明的实施方式中，所述为多糖、寡糖或糖醇。

更优选地，在本发明的一个实施方式中，所述寡糖为选自乳糖、乳果糖、棉子糖、水苏糖、低聚果糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖、低聚甘露糖或低聚木糖中的一种或几种；所述多糖为菊粉、聚葡萄糖、抗性糊精、羧甲基淀粉钠、可溶性淀粉或抗性淀粉；所述糖醇为选自甘露糖醇、木糖醇、山梨糖醇或赤藓糖醇中的一种或几种。

更优选地，所述益生元为所述益生元为菊粉、聚葡萄糖、乳果糖、低聚果糖、抗性糊精、羧甲基淀粉钠、低聚异麦芽糖或木糖醇。

同时，在用于患者粪便样本发酵的物质中还可以包含任意合适的基础发酵培养基，例如，YCFA培养基。作为优选，在本发明的一个实施方式中，所述YCFA基础培养基终浓度组成为：酪胨10g/L，酵母提取物2.5g/L，L-半胱氨酸盐酸盐0.8g/L，血红素0.05g/L，NaCl4.5g/L，CaCl

作为优选，在本发明的一个实施方式中，对患者粪便样品按如下方法制备：取粪便与经灭菌、厌氧处理的pH7.0、0.1M PBS涡旋混匀，过800目滤网，取滤液即为粪便样品。所述粪便样本中粪便的体积百分比优选为5％～15％，更优选为10％。

作为优选，在本发明的一个实施方式中，所述患者粪便样本在含有益生元的发酵培养基中的终浓度为1％～2％。所述益生元的终浓度为0.8％～1％。

作为优选，在本发明的一个实施方式中，所述发酵的时间为12～24小时。

本发明中所述检测患者肠道菌群产气量的产品可以为任意合适的产品。例如检测气体的气体测定仪，或其他试剂。

作为优选，在本发明的一个实施方式中，所述检测患者肠道菌群产气量的产品包括气体分析仪，所述气体分析仪依次包括样品仓、从所述样品仓内收集样本的采样机构和检测所收集样本的气体检测腔，所述气体检测腔内分别设有若干个检测肠道内各种气体的气体传感器，所述采样机构和气体检测腔之间连接有阀门组，所述采样机构、气体检测腔和阀门组之间的气腔分别通过密封管组连接，还包括自动控制各个机构分别完成相关检测动作的主控电路，所述主控电路通过电线组分别与所述采样机构、气体检测腔和阀门组控制连接。

具体地，如图1至图4所示，所述气体分析仪包括外壳6和底座7，外壳6和底座7对接形成容纳各个机构的密闭空间，外壳6内依次设有放置待测气体样品的样品仓1、从样品仓1内定量化取样收集样本的采样机构2和检测收集样本浓度的气体检测腔3、以及用于气体检测腔3检测前清空与检测后清洗的真空发生器5。

样品仓1内可放置有移动式的样品瓶12，采样机构2上朝向样品瓶12连接设有自动控制的移动式取样针13，取样针13通过密封管组与采样机构2连接进行取样抽样。

气体检测腔3内分别设有若干个检测肠道内各种气体的气体传感器，根据实际检测的需要，可以包含但不限于CH

采样机构2和气体检测腔3之间连接有可控制气体进样时间与压力的阀门组4，采样机构2、气体检测腔3和阀门组4之间的气腔分别通过密封管组连接，真空发生器5通过密封管组分别与气体检测腔3和阀门组4连接。

如图4所示，外壳6内还设有主控电路，主控电路自动控制各个机构可编程自动化完成所有检测动作，主控电路通过电线组分别与采样机构2、气体检测腔3、阀门组4和真空发生器5控制连接。

上述气体分析仪的逻辑结构与工作流程如下：

1)真空发生器通过阀门组将气体检测腔调整到一定的真空状态；

2)气体由样品瓶通过采样机构进入仪器，采样量通过阀门组进行调整；

3)气体进入气体检测腔，并通过各个气体传感器组进行测量；

4)测量结果通过预设软件进行推算，并得到样品瓶内气体含量以及菌种组成。

主控电路控制所有组件开关与运行时间以及运算。

进一步优选地，外壳6上分别设有控制设备启动的电源开关8和分别控制样品仓1启闭的仓门开关9，电源开关8和仓门开关9分别通过电线组与主控电路连接，可实现一键自动化控制操作。

外壳6上分别设有可打开的第一检修窗10和第二检修窗11，第一检修窗10对应气体检测腔3的位置布置，第二检修窗11对应阀门组4的位置布置，可方便设备核心部件及电路故障时的检修操作。

上述气体传感器可以包括NDIR-红外气体传感器，用于检测二氧化碳和甲烷。该气体传感器的原理是：用一个广谱的光源作为红外传感器的光源，光线穿过光路中的被测气体，透过窄带滤波片，到达红外探测器。其工作原理是基于不同气体分子的近红外光谱选择吸收特性，利用气体浓度与吸收强度关系(朗伯-比尔Lambert-Beer定律)鉴别气体组分并确定其浓度的气体传感装置。其主要由红外光源、光路、红外探测器、电路和软件算法组成的光学传感器，主要用于测化合物。

以二氧化碳气体检测为例：红外光源发射出1～20μm的红外光，通过一定长度的气室吸后，经过一个4.26μm波长的窄带滤光片后，由红外传感器监测透过4.26μm波长红外光的强度，以此表示CO

上述气体传感器还可以包括电化学气体传感器，用于检测氢气和硫化氢。该气体传感器的原理是：电化学气体传感器是根据电化学的原理工作，利用待测气体在电解池中工作电极电位上的电化学氧化过程，待测气体电化学反应所产生的电流与其浓度成正比并遵循法拉第定律，通过测定电流的大小就可以确定待测气体的浓度。

本发明的有益效果为：

本发明通过直接将受试者的粪便悬液接种于培养基中进行体外发酵，从而检测气体成分，更能准确地检测出受试者结肠部位微生物所产气体的含量、组成成分及各成分所占比例。同时发现了与慢传输型便秘相关的标志物，对预测、诊断或辅助诊断该疾病提供的新的途径。本发明提高了患者便秘分型的便捷性，舒适性及准确性，可指导干预与治疗。

附图说明

图1为本发明实施例中气体分析仪的外形示意图；

图2为本发明实施例中气体分析仪的内部结构示意图；

图3为图2中气体检测腔的内部结构示意图；

图4为本发明实施例中气体分析仪的控制流程图；

图5为本发明实施例2中的发酵各益生元产CH

图6为本发明实施例2中的发酵各益生元产H

具体实施方式

本发明公开了一种检测患者肠道菌群产气量的产品在制备预测、诊断或辅助诊断慢传输型便秘的产品中的用途，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。需要特别指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明，并且相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围的基础上对本文所述内容进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

在本发明中，除非另有说明，否则本文中使用的科学和技术名词具有本领域技术人员所通常理解的含义。以下对本发明中出现的部分术语加以解释。

术语“益生元”，是指一些不被宿主消化吸收却能够选择性地促进体内有益菌的代谢和增殖，从而改善宿主健康的有机物质。

术语“慢传输型便秘”是由于大肠功能紊乱，传导失常而导致的排便周期延长和排便困难。属慢性、原发性、功能性、结肠性和传输缓慢性便秘。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1：样本的收集和分组

1、获取便秘患者的粪便样本，尽快送达实验室，保证粪便排出6小时内完成接种。登记样本信息，记录布里斯托分类与粪便颜色，需要检测粪便pH。

2、样本数量50人，根据肛门直肠测压结果，对数据进行分组，其中出口梗阻型便秘组(control)25人、慢传输型便秘组(STC)25人。

实施例2：患者肠道菌群产气的监测

1、称取粪便样本0.8g±0.02g放入粪便处理小盒中，封口后放入粪便处理仪中，加入稀释液进行处理，制成10％的粪便悬浊液，用1mL注射器配5号针头吸取标本盒中澄清侧的悬浊液0.5mL穿刺西林瓶丁基胶塞，分别注入含有菊粉、聚葡萄糖、乳果糖、低聚果糖、抗性糊精、羧甲基淀粉钠、低聚异麦芽糖或木糖醇的培养基中。其中，患者粪便样本在含有益生元的发酵培养基中的终浓度为1％，益生元的终浓度为0.8％。

用氮气气囊进行压力调节至大气压，放入培养箱37℃培养24小时，取出后进行气体分析。

2、实验结果

如表1和图5、6所示，对照组与STC组肠道菌群产气差异明显。其中，出口梗阻型便秘肠道菌群发酵后产硫化氢较慢传输型高，产甲烷较低。

表1便秘病人肠道菌群发酵益生元产气ROC结果

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。