許巖麗,肖迪,張慧芳,尹天露,何利華,高曉歡,顧一心,彭賢惠,劉志軍,張建中*
本研究?jī)r(jià)值:
本研究發(fā)現(xiàn)人不同程度疲勞狀態(tài)唾液標(biāo)志物的肽譜在分子量2 000~15 000 Da范圍內(nèi)有差異峰,為后期進(jìn)行基于蛋白質(zhì)組學(xué)的疲勞標(biāo)志物的研究打下了良好的基礎(chǔ)。本研究所探索的分子量2 000~15 000 Da范圍疲勞相關(guān)生物標(biāo)志物思路,則同時(shí)具備了待測(cè)物成分穩(wěn)定、體內(nèi)干擾因素少和檢測(cè)體系易于轉(zhuǎn)換和普及的特點(diǎn),所涉及的疲勞相關(guān)生物標(biāo)志物的探索更具有現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用前景。后期本課題組將建立疲勞隊(duì)列,利用目前成熟的生物質(zhì)譜高通量樣品分析技術(shù)找到疲勞狀態(tài)下穩(wěn)定、特異的生物標(biāo)志物和生物標(biāo)志物組合,建立疲勞-相關(guān)生物標(biāo)志物評(píng)價(jià)模型;相對(duì)以往大多數(shù)唾液代謝組學(xué)研究,蛋白組學(xué)結(jié)果具有更穩(wěn)定性優(yōu)勢(shì),進(jìn)一步研究有望系統(tǒng)建立可用于疲勞識(shí)別的唾液標(biāo)志譜,特別是為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)基于生物傳感器技術(shù)等的便捷疲勞檢測(cè)方法提供科學(xué)依據(jù),具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
疲勞的流行病學(xué)研究結(jié)果顯示:我國(guó)每年因疲勞死亡人數(shù)多達(dá)60萬(wàn),導(dǎo)致早亡的壽命損失也大于任何一種疾病。疲勞造成的直接、間接總體損失和社會(huì)代價(jià)巨大[1],但迄今未能找到便捷的檢測(cè)方法和手段。雖然許多國(guó)家在積極開(kāi)展職業(yè)性疲勞檢測(cè)的研究工作,西方發(fā)達(dá)國(guó)家也投入了巨大的人力、物力,但疲勞具有漸進(jìn)性、數(shù)據(jù)難以客觀獲得、測(cè)量方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)難以量化等特征[2-3]。在已有的疲勞檢測(cè)方法研究中,疲勞生理信號(hào)的檢測(cè)雖然靈敏度較高但有侵入性,且需要提取信號(hào)粘貼電極;眼動(dòng)追蹤中眼睛閉合占某一特定時(shí)間的百分率(PERCLOS)法測(cè)量準(zhǔn)確率高,對(duì)行為特征的檢測(cè)直觀明了,但檢測(cè)識(shí)別的方法復(fù)雜,對(duì)于瞳孔測(cè)量信息提取困難,對(duì)視線方向和嘴部狀態(tài)等的檢測(cè)受個(gè)體、光線和生理狀況影響差異較大,可靠性差、抗干擾性也差。最近報(bào)道的日本芯片技術(shù)、美國(guó)的車載模塊系統(tǒng)等雖提升了疲勞檢測(cè)效率,但因設(shè)計(jì)復(fù)雜和性價(jià)比等原因,普及性差[4-5]。近期BHATTI等[6-7]通過(guò)醫(yī)生的尿液研究發(fā)現(xiàn),相比于夜間睡覺(jué)者,夜間工作(定義為:晚上工作8 h后,在第2天6:00以后換班)者DNA損傷的修復(fù)程度非常低,僅是夜間睡覺(jué)者的20%左右。但尿液取樣不便,且受腎功能及飲水的影響,不適宜代償性生理指標(biāo)的檢測(cè)。到目前為止,比較所有疲勞檢測(cè)方法,尚無(wú)便捷、可靠、無(wú)侵入性、性價(jià)比也高的檢測(cè)方法,如果能有一個(gè)或一組客觀的臨床標(biāo)志物來(lái)協(xié)助診斷將會(huì)具有極為重要的意義,這既是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn),也是發(fā)展中國(guó)家和發(fā)達(dá)國(guó)家共同面臨的重大公共衛(wèi)生問(wèn)題之一。
其實(shí),疲勞的研究跨越了生理學(xué)、分子生物醫(yī)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、影像學(xué)等領(lǐng)域,本次研究就是在以往各學(xué)科研究基礎(chǔ)上,結(jié)合了當(dāng)前實(shí)驗(yàn)分析技術(shù)的最新發(fā)展和實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)的技術(shù)需求,選擇了臨床收集方便和無(wú)創(chuàng)的唾液作為檢測(cè)標(biāo)本并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探索[8-10]。相對(duì)于有創(chuàng)性的血液檢測(cè)以及受腎臟等因素影響的尿液檢測(cè),由腺體分泌的唾液更具穩(wěn)定性,且方便取樣。目前國(guó)內(nèi)、外開(kāi)始對(duì)唾液成分分析用于疲勞測(cè)定的前景給予了高度關(guān)注,如日本富山大學(xué)和企業(yè)合作開(kāi)發(fā)通過(guò)檢查唾液判定疲勞程度,比測(cè)量腦波的方法簡(jiǎn)便。已有研究顯示在疲勞狀態(tài)下唾液神經(jīng)節(jié)苷脂、皮質(zhì)醇等小分子可呈現(xiàn)規(guī)律變化,但尚難以建立便捷的檢測(cè)體系,且研究所得指標(biāo)為小分子物質(zhì),較不穩(wěn)定,不利于后期疲勞檢測(cè)的推廣應(yīng)用。因此本研究利用目前比較成熟的唾液飛行時(shí)間質(zhì)譜分析技術(shù),探索疲勞狀態(tài)與非疲勞狀態(tài)下有差異的大分子量肽段,為研究疲勞更加便捷、穩(wěn)定的標(biāo)志物提供重要的理論基礎(chǔ)。
1.1 納入標(biāo)準(zhǔn) 正常健康人,簽署知情同意書(shū),年齡30~45歲,男女不限,無(wú)器質(zhì)性疾病和慢性疲勞癥狀;排除標(biāo)準(zhǔn):(1)持續(xù)或反復(fù)發(fā)作的疲勞持續(xù)6個(gè)月以上;(2)咽喉疼痛;(3)頸部或腋下淋巴結(jié)腫痛;(4)肌肉疼痛;(5)多發(fā)性非關(guān)節(jié)炎性疼痛;(6)頭疼;(7)睡眠障礙;(8)勞累后不適持續(xù)24 h以上;(9)口腔疾病;(10)近3個(gè)月內(nèi)服用藥物及膳食營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑;(11)吸煙和近1周內(nèi)接受過(guò)補(bǔ)牙治療。
1.2 一般資料 符合納入標(biāo)準(zhǔn)的正常健康志愿者10人,年齡30~45歲,性別:男5人,女5人。自愿參加本項(xiàng)研究并簽署知情同意書(shū),收集唾液樣本時(shí)間為2013年4月10—12日。本研究已經(jīng)過(guò)河北工程大學(xué)附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(日期:2013-03-12)。本研究臨床試驗(yàn)注冊(cè)號(hào):ChiCTR-DCD-14005746。
1.3 唾液樣本采集 (1)唾液標(biāo)本取樣:使用唾液收 集 管(ISO9001 certified.CRYO.STM Greiner Bio-One GmbH.Maybachstr.2.72636 Frickenhausen.Gemany E-mail:info@de.gbo.com www.gbo.com/bioscience),醫(yī)生分別于接班前(工作前)和長(zhǎng)時(shí)間(≥18 h)工作后采樣。采樣前用蒸餾水漱口消除殘留物,再用0.9%氯化鈉溶液漱口3次,1 min/次,結(jié)束后靜坐5 min;采樣時(shí)志愿者坐在鏡子前,保持垂直坐位,頭稍向前傾并保持眼睛張開(kāi)狀態(tài),然后做咀嚼運(yùn)動(dòng)以刺激唾液的分泌,當(dāng)有一定量的唾液積聚在下頜部后,舌抵上顎,張口,舌頭自然翹起,下嘴唇唑成一個(gè)“V”型,使唾液自然流入事先準(zhǔn)備好的唾液收集管中;收集2 ml唾液,并記錄實(shí)驗(yàn)時(shí)采樣與進(jìn)食的時(shí)間間隔及食譜特征。(2)唾液標(biāo)本儲(chǔ)存:由科研助手進(jìn)行記號(hào)標(biāo)記,-70 ℃冰箱保存。(3)唾液標(biāo)本檢測(cè):由中國(guó)疾病與預(yù)防控制中心傳染病預(yù)防控制所國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(MALDI-TOF MS)完成檢測(cè)。
1.4 腦電圖檢測(cè)與數(shù)據(jù)采集 在長(zhǎng)時(shí)間(≥18 h)工作后采集腦電圖,檢測(cè)是否出現(xiàn)疲勞波(慢波增加,快波降低,即delta波和the 波alpha波和 beta波數(shù)量進(jìn)行比對(duì))。出現(xiàn)疲勞波,立即采集唾液。腦電圖采集使用SOLAR太陽(yáng)電子科技有限公司腦功能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)公司生產(chǎn)的SOLAR-RTA 、SOLAR-BFM腦功能監(jiān)護(hù)系統(tǒng),并進(jìn)行腦電功能實(shí)時(shí)分析、腦功能綜合分析。
1.5 唾液蛋白標(biāo)志物肽譜分析 試劑和儀器:WCX磁珠試劑盒:Bruker公司。α-氰基-4-羥基肉桂酸〔α-Cyano-4-hvdroxycinnamicacid(HCCA)〕:Bruker公司,質(zhì)量濃度0.3 g/L;乙醇(色譜級(jí))/丙酮(色譜級(jí))=2/1,新鮮配制。AutoFlexIII型MALDI-TOF質(zhì)譜儀:Bruker公司。WCX磁珠處理過(guò)程:從4 ℃冰箱取出WCX磁珠試劑盒,處理過(guò)程參照試劑盒說(shuō)明書(shū),主要經(jīng)混勻、清洗及洗脫等步驟。最后將洗脫的多肽樣品溶液移入干凈的0.5 ml樣品管中,備質(zhì)譜分析。 點(diǎn)樣及質(zhì)譜分析:將磁珠分選后的多肽樣品溶液及唾液原液各取1 μl分別點(diǎn)靶,室溫下干燥后再各加入1 μl濃度為3 g/L的α-氰基-4-羥基肉桂酸基質(zhì)溶液(溶于50%乙腈,2%三氟乙酸);將制備好的點(diǎn)樣板置于MALDI-TOF質(zhì)譜儀上進(jìn)行分析;應(yīng)用線性模式,采集分子量范圍為1 000~10 000 Da,激光能量為20%,累計(jì)400 shots;質(zhì)譜信號(hào)單次分別以磁珠富集(MB)的唾液和離心后直接取上清液(原液)的唾液進(jìn)行質(zhì)譜分析;掃描累加50次,獲得肽質(zhì)量指紋圖(PMF)。
質(zhì)量控制:試驗(yàn)前對(duì)課題組成員進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)。詳細(xì)告知志愿者試驗(yàn)情況,發(fā)志愿者胸卡,設(shè)立唾液收集指導(dǎo)和監(jiān)督,每一位進(jìn)行唾液采樣的人員需要接受嚴(yán)格的統(tǒng)一的采唾液訓(xùn)練,志愿者能夠自己采集樣本,腦電圖和睡眠剝奪監(jiān)督由專人負(fù)責(zé)。
1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采集分子量范圍為1~15 000 Da,選擇標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行分子量校正。模型建立及盲篩試驗(yàn):使用Bruker公司提供的Clin Pro Tools(3.3.0版本)軟件(遺傳算法)建立模型并驗(yàn)證。
2.1 通過(guò)對(duì)10人份合格的志愿者唾液樣本(晨起,漱口后分泌;下午下班前漱口后分泌)采用WCX MB和原液直接檢測(cè)兩種樣品處理方式進(jìn)行飛行時(shí)間質(zhì)譜分析,獲得如下實(shí)驗(yàn)結(jié)果:磁珠和直接采樣均在2 000~15 000 Da之間具有很好的譜圖,富集會(huì)丟失部分峰。每個(gè)人早、晚的譜圖均有差異,由于樣本份數(shù)有限,暫未行交叉驗(yàn)證,因此每個(gè)樣本采兩張譜圖,早晚各用20張譜圖建模分析:在原液樣本兩組間發(fā)現(xiàn)有3個(gè)差異肽(見(jiàn)圖1~8)。
2.2 模型識(shí)別 分別以MB的唾液質(zhì)譜和原液的唾液質(zhì)譜建模,其建模分布見(jiàn)圖8,MB模型的交叉效度為92.06%,原液模型的交叉效度為95.49%(見(jiàn)表1)。
圖1 原液檢測(cè):在超過(guò)15 000 Da區(qū)域幾乎沒(méi)有檢測(cè)峰Figure 1 Raw liquid detection:there is almost no detection peak in the area over 15 000 Da
圖2 不同個(gè)體樣品間存在共同的肽峰Figure 2 Common peptide peaks exist among different individual samples
圖3 個(gè)體1早晚樣品圖譜比對(duì)Figure 3 Comparison of sample Atlas of individual 1 in the morning and evening
精神和軀體疲勞會(huì)導(dǎo)致操作人員由適任狀態(tài)衰退成亞適任和不適任狀態(tài),類似醉酒后失去正?;顒?dòng)或工作的能力,是各國(guó)面臨的重大公共衛(wèi)生問(wèn)題之一。全球每年因疲勞導(dǎo)致的傷害占職業(yè)性傷害的21.7%,所致死亡占交通死亡的57.0%;但迄今未建立類似酒駕檢測(cè)的無(wú)創(chuàng)、便捷的疲勞檢測(cè)技術(shù)。澳大利亞悉尼大學(xué)健康研究中心利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)采集的腦電圖信號(hào)進(jìn)行處理,發(fā)現(xiàn)疲勞時(shí)Theta波明顯增加,這為檢測(cè)疲勞提供了依據(jù),一直被譽(yù)為檢測(cè)疲勞的金標(biāo)準(zhǔn),可作為診斷性試驗(yàn)的參考,但其提取信號(hào)必須用接觸人體的電極[11]。雖然FUKUDA等[12]制定的診斷疲勞標(biāo)準(zhǔn)被國(guó)際醫(yī)學(xué)界公認(rèn)為金標(biāo)準(zhǔn),但涉及腦電圖Theta波、心電圖高頻(HF)及低頻(LF)/HF的比率變化等[13-15]。以往研究疲勞診斷裝置多集中在駕駛防瞌睡裝置[16]、眼動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)[17]、機(jī)動(dòng)車駕駛員疲勞測(cè)評(píng)方法[18]、TI公司高速圖像處理芯片TMS320DM642的疲勞檢測(cè)預(yù)警系統(tǒng)等方面,但是成本較高價(jià)格昂貴,推廣普及的局限性大。本研究應(yīng)用飛行時(shí)間質(zhì)譜儀對(duì)多個(gè)個(gè)體不同疲勞狀態(tài)下唾液樣品行質(zhì)譜分析,發(fā)現(xiàn)譜圖有顯著差異,磁珠和直接采樣均在2 000~15 000 Da內(nèi)獲得良好譜圖,在組間發(fā)現(xiàn)3個(gè)差異肽,唾液肽譜隨著疲勞的出現(xiàn)表現(xiàn)出明顯的變化并呈現(xiàn)一定的規(guī)律性,此結(jié)果強(qiáng)烈支持通過(guò)唾液標(biāo)志肽分析進(jìn)行疲勞識(shí)別具有可行性。本研究分別以MB的唾液質(zhì)譜和原液的唾液質(zhì)譜建模,結(jié)果MB模型的交叉效度為92.06%,原液模型的交叉效度為95.49%,而二者可接受度均為100%。
圖5 個(gè)體3早晚樣品圖譜比對(duì)Figure 5 Comparison of sample Atlas of individual 3 in the morning and evening
圖6 個(gè)體4早晚樣品圖譜比對(duì)Figure 6 Comparison of sample Atlas of individual 4 in the morning and evening
圖7 MB(磁珠富集)與原液(離心后直接取上清液)唾液質(zhì)譜圖Figure 7 MB (magnetic bead enrichment) and the saliva mass spectrogram of the original liquid (after centrifugation)
圖8 兩種建模的分布Figure 8 The distribution of two kinds of modeling
表1 兩組模型的基本信息及交叉效度與可接受度(%)Table 1 The basic information and cross validity and acceptability of the two groups of models
國(guó)外唾液蛋白質(zhì)組學(xué)研究已經(jīng)引起廣泛關(guān)注[19],目前其已經(jīng)運(yùn)用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)從正常人的全唾液中成功鑒定出309種蛋白。通過(guò)對(duì)發(fā)現(xiàn)的309種唾液中蛋白的功能分類,發(fā)現(xiàn)最多的還是功能未知的蛋白(占28.7%),而免疫相關(guān)的蛋白占21%,其中同蛋白復(fù)制和修復(fù)相關(guān)的蛋白占1.6%,細(xì)胞動(dòng)力和分泌相關(guān)蛋白的占4.8%,轉(zhuǎn)錄和核糖相關(guān)的蛋白占2.3%,細(xì)胞繁殖和細(xì)胞循環(huán)相關(guān)的蛋白占4.2%,信號(hào)傳導(dǎo)蛋白占9.7%,代謝相關(guān)蛋白占5.2%,細(xì)胞骨架及內(nèi)膜相關(guān)蛋白占7.1%。作為一種成分復(fù)雜、具有多種生物學(xué)功能的重要體液,唾液中獨(dú)特、豐富的蛋白質(zhì)成分毫無(wú)疑問(wèn)是潛在的腫瘤及其他疾病理想的生物標(biāo)志物。長(zhǎng)期以來(lái),原有的技術(shù)限制了口腔唾液蛋白的通量分析和精確測(cè)定,致使大多數(shù)唾液蛋白的生物功能處于未知狀態(tài),唾液在人體疾病診斷和預(yù)后判斷中的潛在作用并未顯現(xiàn)。高通量、高精度的蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的應(yīng)用使得從唾液蛋白中標(biāo)記用于疾病的早期診斷或預(yù)防、生物蛋白靶向治療、預(yù)后監(jiān)測(cè)判斷等的肽段成為可能[20],而這也是本研究選用唾液的理論基礎(chǔ)。
疲勞是復(fù)雜的生化過(guò)程,單一生化指標(biāo)無(wú)法準(zhǔn)確地判斷機(jī)體是否疲勞。唾液的蛋白組學(xué)研究為通過(guò)唾液檢測(cè)疲勞提供了新的研究方向。唾液中含有多種生物活性成分,包含部分可用于疾病診斷的生物標(biāo)志物。相比于血液和尿液,唾液的收集過(guò)程更為簡(jiǎn)便且其收集過(guò)程具有完全無(wú)創(chuàng)的優(yōu)點(diǎn)。唾液代替血液、尿液在無(wú)創(chuàng)疾病診斷中的作用已日益顯現(xiàn)。已有研究顯示在疲勞狀態(tài)下唾液神經(jīng)節(jié)苷脂(分子量為1 563.85 Da)、皮質(zhì)醇(362.47 Da)等小分子可呈現(xiàn)有規(guī)律變化,但尚難以建立便捷的檢測(cè)體系。國(guó)內(nèi)、外開(kāi)始對(duì)唾液成分分析用于疲勞測(cè)定的前景給予了高度關(guān)注,如日本富山大學(xué)和企業(yè)合作開(kāi)發(fā)通過(guò)檢查唾液判定疲勞程度,較測(cè)量腦電波的方法更簡(jiǎn)便。
疲勞的發(fā)生機(jī)制比較復(fù)雜,既往研究認(rèn)為其是多種感染、應(yīng)激等引起神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫網(wǎng)絡(luò)功能紊亂的結(jié)果,近期研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)遺傳、代謝等方面的因素也可能參與其中,也有多項(xiàng)研究對(duì)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)期間血液化學(xué)成分的變化進(jìn)行了調(diào)查,但因其確切的病因未明及其生物標(biāo)志物分子用作診斷、預(yù)防、治療指標(biāo)的金標(biāo)準(zhǔn)尚未找到,因此目前尚沒(méi)有被普遍認(rèn)可的疲勞程度客觀評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),一個(gè)理想的疲勞程度評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)可用于實(shí)時(shí)無(wú)創(chuàng)性評(píng)估,并具有高靈敏度和高穩(wěn)定性,像快速識(shí)別檢測(cè)酒駕一樣,才能有效預(yù)防和減少因疲勞導(dǎo)致的生命和安全隱患。唾液可以非侵入方式方便獲得,目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)唾液成分變化的研究較少,大部分集中在運(yùn)動(dòng)員和士兵唾液代謝產(chǎn)物濃度變化及代謝組學(xué)研究,而且在醫(yī)療領(lǐng)域,疲勞的研究還是一個(gè)被邊緣化的問(wèn)題[21],研究主要集中在對(duì)分子量低于1 000 Da的小分子物質(zhì)的分析[22-25]。以往研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)的與疲勞相關(guān)的指標(biāo)有皮質(zhì)醇、睪丸素、脫氫表雄酮等,均為小分子物質(zhì),較不穩(wěn)定,不利于后期疲勞檢測(cè)的推廣應(yīng)用。KUME等[26]通過(guò)大鼠建立疲勞模型,發(fā)現(xiàn)與限食組的大鼠相比,疲勞組大鼠的纈氨酸(分子量為117.15 Da)、亮氨酸(131.18 Da)和異亮氨酸(131.17 Da)顯著增加,瓜氨酸和羥脯氨酸含量顯著降低;疲勞組大鼠血漿總一氧化氮水平升高,提示全身氧化應(yīng)激;此外,疲勞組大鼠血漿代謝產(chǎn)物參與檸檬酸循環(huán),如順烏頭酸、異檸檬酸降低。有研究利用數(shù)理模型分析從數(shù)十種代謝產(chǎn)物中篩出慢性疲勞綜合征組和健康對(duì)照組有差異的指標(biāo)如cisaconitate、socitrate、citrate、malate[27]。RA 等[28]通過(guò)代謝組學(xué)分析發(fā)現(xiàn),連續(xù)進(jìn)行 3 d的足球比賽后運(yùn)動(dòng)員唾液中存在可以作為疲勞標(biāo)志物的代謝產(chǎn)物,即3-甲基組氨酸(3M-His)、葡萄糖-1-磷酸(G-1-P)、葡萄糖-6-磷酸(G-6-P),以及一些氨基酸類化合物,但其未對(duì)這些標(biāo)志物的診斷效能進(jìn)行分析。KATAOKA等[24]用自動(dòng)在線管內(nèi)固相微萃取(SPME)和液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(LC-MS/MS)同時(shí)測(cè)定唾液中睪酮、皮質(zhì)醇、脫氫表雄酮,發(fā)現(xiàn)對(duì)40 μl樣品進(jìn)行處理,SPME與LC-MS/MS方法具有良好的線性關(guān)系(r≥0.999 8)、精密度(日內(nèi)和日間精密度分別為4.9%和8.5%)和檢測(cè)靈敏度(定量限分別為約0.01、0.03和0.29 ng/ml唾液),同時(shí)用這種方法對(duì)壓力和疲勞狀態(tài)下唾液中的睪酮、皮質(zhì)醇和脫氫表雄酮的水平變化進(jìn)行分析,顯示了質(zhì)譜技術(shù)的測(cè)定優(yōu)勢(shì)。
小分子激素類或代謝產(chǎn)物類物質(zhì)的變化雖可能與疲勞有一定關(guān)聯(lián)性,但易受到飲食和其他健康狀況的影響;同時(shí)這些小分子標(biāo)志物常不具有良好的抗原性,不易將精密儀器分析發(fā)現(xiàn)的生物標(biāo)志物改用免疫學(xué)或生物傳感器等簡(jiǎn)便方法進(jìn)行測(cè)定。本研究應(yīng)用飛行時(shí)間質(zhì)譜儀對(duì)多個(gè)個(gè)體不同疲勞狀態(tài)下唾液樣品行質(zhì)譜分析,發(fā)現(xiàn)譜圖有顯著差異,磁珠和直接采樣均在2 000~15 000 Da內(nèi)獲得良好譜圖,并在組間發(fā)現(xiàn)3個(gè)差異肽,唾液肽譜隨著疲勞的出現(xiàn)表現(xiàn)出明顯的變化并呈現(xiàn)一定的規(guī)律性,此結(jié)果強(qiáng)烈支持通過(guò)唾液標(biāo)志肽分析進(jìn)行疲勞識(shí)別具有可行性。本研究所得出的蛋白標(biāo)志物分子量范圍為后期找到大分子量的蛋白質(zhì)組打下了良好基礎(chǔ),且因大分子量指標(biāo)更穩(wěn)定,為后期找到類似于酒駕檢測(cè)標(biāo)志物的疲勞檢測(cè)指標(biāo)提供了理論基礎(chǔ)。
據(jù)《日本經(jīng)濟(jì)新聞》報(bào)道[29],人在感到疲勞時(shí),血液中的特殊激素糖皮質(zhì)素的含量就會(huì)增加,因此唾液里會(huì)分泌出α-淀粉酶,而被稱為“心儀”的儀器裝有一個(gè)芯片,可通過(guò)將人的唾液放在芯片上,再將芯片粘貼到儀器上來(lái)檢測(cè)疲勞程度。MICHAEL等[30]研究的唾液樣本來(lái)自于9名在休養(yǎng)訓(xùn)練期間參與一項(xiàng)旨在模擬長(zhǎng)時(shí)間體力勞動(dòng)、軍事行動(dòng)和火災(zāi)救援工作的交叉研究的自行車手,結(jié)果表明:參試者疲勞生物標(biāo)志物指數(shù)(FBI)值的分布差異度隨著體力活動(dòng)時(shí)間的延長(zhǎng)而減小。自我報(bào)告的疲勞程度與參與者腦脊液(CFS)和健康對(duì)照血清瘦素(16 000 Da)水平呈顯著正相關(guān),支持主要假設(shè);機(jī)器學(xué)習(xí)算法區(qū)分高在CFS組78.3%精度低疲勞的日子[31]。相關(guān)研究通過(guò)探討不同指標(biāo)對(duì)高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練時(shí)疲勞和恢復(fù)的常規(guī)評(píng)估的變化發(fā)現(xiàn)肌酸激酶(42 000 Da)在疲勞及恢復(fù)期的變化差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[32]。本研究結(jié)果從側(cè)面證實(shí)了以上研究結(jié)果的正確性。
作者貢獻(xiàn):許巖麗、張建中進(jìn)行文章構(gòu)思與設(shè)計(jì);肖迪、張慧芳負(fù)責(zé)關(guān)鍵技術(shù)和肽譜分析;何利華、顧一心、彭賢惠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室操作、唾液樣品前期處理、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集;尹天露、高曉歡負(fù)責(zé)資料匯總、數(shù)據(jù)處理、論文撰寫(xiě)及修訂;張建中、劉志軍負(fù)責(zé)文章的質(zhì)量控制及審校,對(duì)文章整體負(fù)責(zé),監(jiān)督管理。
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