发明领域

本发明属于分析化学及临床医学领域，涉及与特发性男性不育相关的精浆代谢小分子标志物及其基于UPLC-Q exactive MS的检测方法和应用。

背景技术

据WHO统计,全世界约有15％的育龄夫妇遭受不育的困扰。我国由于人口基数大，新婚夫妇中不孕不育的患者人数远超过百万，因男性因素导致的不育高于50％。男性不育中目前仍有约40％～75％找不到原因，称为特发性男性不育症。特发性男性不育造成了极为严重的疾病负担。

事实上，特发性男性不育诊断非常困难。WHO男性不育的标准是夫妻婚后同居1年以上，未采取避孕措施，由于男方原因造成女方不孕者。然而，同居1年的诊断标准，大大耽误了对男性不育进行早期治疗和干预的时间；由于现实原因很多夫妻并不能保证严格的同居1年，使得最后的男性不育判断变得非常困难；而且为了排除女方原因，女方还需要进行详细的检查，带来了沉重的经济和医疗负担。传统的精液参数检查只关注精子数量、运动度、精液量、pH和液化时间等常规参数，不能全面地反应精液的全部状况。而且，男性不育经常表现为常规精液参数无明显异常，也使得传统的精液参数检查并不能有效诊断男性不育。除此之外因为受到禁欲时间等因素的影响，常规精液参数常规分析结果还表现为较大的波动性。因而，临床诊断往往需要参考多次精液常规分析，给医生和患者带来了负担。因而，临床上亟需用于特发性男性不育的新的诊断方法。

代谢组学(Metabolomics/Metabonomics)是20世纪90年代末期发展起来的一门新兴学科，它是通过考察生物体系在遗传改变或受刺激或扰动后，其代谢产物的变化或其随时间的变化，来研究生物体系的一门科学。所谓代谢组(Metabolome)是基因组的下游产物也是最终产物，是一些参与生物体新陈代谢、维持生物体正常功能和生长发育的小分子化合物的集合，主要是相对分子质量小于1000的内源性小分子，这些内源性代谢小分子涉及糖代谢、能量代谢、脂代谢、氨基酸代谢、核酸代谢、辅酶代谢等。

正常状态下的生物体是一个完整的系统，生物体液、细胞和组织中的代谢物处于一个稳定的平衡状态。机体由于遗传或者后天原因发生了病理变化，这一平衡就被打破，代谢产物和代谢过程也产生了相应的变化。通过代谢组学分析了解代谢小分子在疾病过程中的变化，可以帮助人们寻找有关的生物标志物(biomarker)，可以辅助疾病的诊断，也可以帮助人们通过小分子物质本身涉及的代谢通路了解疾病的发病机制并为药物研发提供特异性的靶标。近年来，代谢组学在人类各类疾病的研究中在疾病的早期诊断中取得了诸多具有重大意义的研究成果，如心血管疾病、糖尿病和癌症，相关论文发表在学术期刊《Nature》、《Nature medicine》、《Journal of hepatology》和《Cancer research》上，展现了代谢小分子在人类疾病诊断中巨大的潜力与价值。男性不育的根本原因是精液的问题。精浆作为精液的液体成分可以很好地反映精液的质量改变，而且具有无创，容易采集的优点。然而，采用代谢组学分析精浆代谢小分子在特发性男性不育的诊断监测中的应用还未得到相应的关注。

目前代谢组学研究常用技术包括液相色谱-质谱联用(LC-MS)、气象色谱-质谱联用(GC-MS)及核磁共振技术(NMR)。核磁共振技术特点是对待测组分无破坏，样本前处理简单，但灵敏度较低；气相色谱-质谱联用具有较好的灵敏度和重现性，但一般要采用衍生化方法对样本进行前处理，使得实验步骤变得复杂。而LC-MS具有样本处理简单，灵敏度高，临床实用性强的特点。UPLC-Q exactive MS是新一代高分辨质谱与超高效液相的组合，具有相比传统LC-MS更强的灵敏度、特异度和稳定性。故而采用UPLC-Q exactive MSS进行精浆代谢小分子的代谢组学分析，若能发现稳定的与特发性男性不育发病相关的特异精浆代谢小分子作为生物标志物，并研发相应的代谢小分子标志的UPLC-Q exactive MS检测方法，不仅在该领域处于国际领先地位，还可创造令人瞩目的经济效益，对提高我国男性生殖健康水平也将是一次强有力的推动。