KR101572909B1 - Biomarker for Screening or Diagnosing Neurodegenarative Diseases comprising Volatile Organic Compounds in Exhaled Breath and Use Thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 퇴행성 신경질환을 스크리닝 또는 진단하기 위한 바이오 마커, 이를 포함하는 퇴행성 신경질환 스크리닝 또는 진단용 조성물, 스크리닝 또는 진단용 키트 및, 이를 이용하는 퇴행성 신경질환의 스크리닝 또는 진단에 관한 정보제공 방법에 관한 것이다. 본 발명의 바이오마커를 이용한 진단방법의 경우 임상의 판단에만 의존하던 진단방법을 객관화 할 수 있고, 비-침습적 방법을 이용하는 바, 신속하고 정확하면서 검사 대상에게 불편함이 없도록 스크리닝하고 진단할 수 있다. 또한 간단한 방법으로 퇴행성 신경질환, 특히 알츠하이머병을 스크리닝하고 진단할 수 있어, 질병의 치료를 앞당기고, 건강한 삶을 유지하는데 기여할 수 있다.The present invention relates to a biomarker for screening or diagnosing a degenerative neurological disease, a composition for screening or diagnosing a degenerative neurological disease comprising the same, a screening or diagnostic kit, and a method for providing information on screening or diagnosis of a degenerative neurological disease using the same. In the case of the diagnostic method using the biomarker of the present invention, the diagnostic method which depends only on the clinical judgment can be objectified and the non-invasive method can be used, so that screening and diagnosis can be performed quickly and accurately without inconvenience to the subject . In addition, it is possible to screen and diagnose degenerative neurological diseases, particularly Alzheimer's disease, in a simple manner, thereby contributing to the advancement of treatment of diseases and maintenance of a healthy life.
Description
본 발명은 퇴행성 신경질환을 스크리닝 또는 진단하기 위한 바이오 마커, 이를 포함하는 퇴행성 신경질환 스크리닝 또는 진단용 조성물, 스크리닝 또는 진단용 키트 및, 이를 이용하는 퇴행성 신경질환의 스크리닝 또는 진단에 관한 정보제공 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a biomarker for screening or diagnosing a degenerative neurological disease, a composition for screening or diagnosing a degenerative neurological disease comprising the same, a screening or diagnosis kit, and a method for providing information on screening or diagnosis of a degenerative neurological disease using the same.
알츠하이머(Alzheimer's Disease, AD)는 심각하고 만성적인 신경퇴행성 장애로, 이는 인지 기능과 기억의 상실을 특징으로 한다. 또한, 이는 노인 중에서 정신적인 장애와 관련된 치매의 가장 일반적인 형태로, 질병 진행의 초기 단계에서, 약한 기억 상실은 가장 일반적인 증상이다. 알츠하이머의 후기 단계 동안, 대화 능력, 의사결정 능력, 판단 능력 및 환경 변화에 대한 반응 능력의 상실이 환자들에서 일반적으로 관찰되므로 결과적으로, 일상적인 활동을 하기 위해서 적절한 건강관리 서비스가 요구된다. Alzheimer's Disease (AD) is a serious and chronic neurodegenerative disorder characterized by loss of cognitive function and memory. It is also the most common form of dementia associated with mental disorders among the elderly, and at the early stages of disease progression, mild memory loss is the most common symptom. During the later stages of Alzheimer's disease, loss of ability to communicate, decision-making, judgment, and response to environmental changes is commonly observed in patients, and consequently, appropriate health care services are required to perform daily activities.
일반적으로, 알츠하이머로 발전되는 위험요인은 대체로 노화이다. 알츠하이머 환자의 대부분이 65세와 그 이상이다. 거의 80세 이상 중에서 50% 정도가 알츠하이머에 걸렸고, 40-50 대에서 5 % 정도 까지가 젊은 나이 치매(younger-onset)라고 알려진, 초기 알츠하이머 발병으로 발전되었다. 그러나 알츠하이머는 노화의 일반적인 부분이 아니고, 노년에 필연적으로 발생하는 것도 아님을 이해하는 것이 중요하다. In general, risk factors that develop into Alzheimer's are usually aging. Most of Alzheimer's patients are 65 years old and older. About 50% of people over 80 years old have Alzheimer's, and 40-50 to 5% have developed into early-onset Alzheimer's, known as younger-onset. However, it is important to understand that Alzheimer's is not a general part of aging, nor does it necessarily occur in old age.
세계 알츠하이머 리포트 2013(World Alzheimer's report 2013)에 따르면, 대부분의 사람들은 과거와 비교해서 알츠하이머 발병 위험에 처해있다. 알츠하이머 발병의 발생은 65세 이후에 매 5년 마다 두 배 인 것으로 예상되고, 상기 보고되는 임상케이스(clinical case)가 2040년에 8100만명에 다를 것으로 추정되었다. 알츠하이머는 미국에서 사망 원인 중 6번째에 해당하고, 65 세와 그 이상의 개인에게서 5번째 사망원인이다. 미국에서 이러한 통계학적 데이터에 근거하면, 총 175억(17.5 billion) 시간에 해당하는 무보수 케어가 알츠하이머와 치매 환자에게 제공되어 왔다. 결과적으로, 알츠하이머는 세계 경제에 영향을 끼칠 것으로 예상되고, 만약 효과적인 질병의 치료 및 진단방법이 없다면, 알츠하이머와 다른 치매 환자에 대한 헬스 케어 비용은 일년에 2050억 달러로 추정된 금액에서 1.2 조 달러로 2050년 까지 증가할 것이다. According to the World Alzheimer's Report 2013, most people are at risk for Alzheimer's disease compared to the past. The incidence of Alzheimer's outbreaks is expected to double every five years after age 65, and the reported clinical case is estimated to be 81 million different by 2040. Alzheimer's is the sixth cause of death in the United States and the fifth cause of death in individuals 65 years of age and older. Based on these statistical data in the United States, a total of 17.5 billion (17.5 billion) hours of care-free care has been provided to Alzheimer's and dementia patients. As a result, Alzheimer's are expected to impact the global economy, and if there is no effective treatment and diagnosis of disease, health care costs for Alzheimer's and other dementia patients will increase from an estimated $ 205 billion a year to $ 1.2 trillion Will increase by 2050.
지금까지, 알츠하이머에 대한 진짜 원인은 불분명하지만 일반적으로 알츠하이머의 주요 원인은 베타-아멜로이드 펩티드(beta-amyloid, Aß peptide) 와 hyperphosphorylated tau의 형성이라고 예상된다. 신경섬유매듭(neurofibrillary tangle)과 세포외 반점(extracellular plaque) 형성은 알츠하이머 진단에서 바이오마커로 일반적으로 사용되는 두 개의 특징(hallmark)이다. 사후의 알츠하이머 뇌와 발병학 연구는 노인성 반점(senile plaque), 신경성 반점(neuritic plaque) 및 하이퍼포스폴레이티드된 tau(hyperphosphorylated tau)로부터 신경섬유매듭의 집적(neurofibrillary tangle)과 같은 Aß 펩티드 축적이 뇌의 피질(cortex) 특히, 알츠하이머 환자의 기억과 관련된 해마 피질(hippocampal cortex)에 존재하는 것을 발견되었으나, 시작하는 과정의 원인은 완전하게 밝혀지지 않았다. So far, the real cause for Alzheimer's is unclear, but in general, the main cause of Alzheimer's is the formation of beta-amyloid (A peptide) and hyperphosphorylated tau. Neurofibrillary tangles and extracellular plaque formation are two hallmarks commonly used as biomarkers in the diagnosis of Alzheimer's disease. Post-Alzheimer's brain and oncology studies have shown that A peptide accumulation such as neurofibrillary tangles from senile plaques, neuritic plaques, and hyperphosphorylated tau Cerebral cortex was found to be present in the hippocampal cortex, especially in the memory of Alzheimer's patients, but the origin of the process was not completely understood.
최근 알츠하이머 스키리닝 및 진단은 인지적인, 신체적인 그리고 신경적인 검사와 관련된다. 게다가, 자기공명 화상법(magnetic resonance imaging)과 양전자 방사 단층 촬영(positron emission tomography)은 뇌 구조의 내적 변화(internal change)를 관찰하기 위해 널리 사용되고 있다. 이러한 모든 시험 및 검사와 함께, 알츠하이머 진단은 90 % 이상의 신뢰도가 수립될 수 있다. 그러나, 알츠하이머를 즉각적이고 정확하게 스크리닝하고 진단할 수 있는 단일 테스트가 없다. 여러 가지 시험들이 진단을 위해서 요구된다. 이러한 진단법들의 대부분은 질병을 정확하게 진단하기 위하여 전문지식과 비싼 고급 장비들을 필요로 한다. 게다가, 예견할 수 있는 진단은 시간 소모가 크고, 임상의(clinician)의 경험에 매우 의존적이다. 그래서 직접적이고 쉽게 진행할 스크리닝법과 진단법을 개발할 것이 요구되어 오고 있다. Recently, Alzheimer's skinning and diagnosis are related to cognitive, physical and neurological examinations. In addition, magnetic resonance imaging and positron emission tomography are widely used to observe internal changes in the brain structure. Along with all these tests and tests, Alzheimer's diagnosis can be established with a confidence level of more than 90%. However, there is no single test that can promptly and accurately screen and diagnose Alzheimer's. Several tests are required for diagnosis. Most of these diagnoses require expertise and expensive advanced equipment to accurately diagnose diseases. In addition, predictable diagnoses are time consuming and highly dependent on clinician experience. Therefore, it has been required to develop a screening method and a diagnosis method which are easy and easy to proceed.
현재의 진단 방법의 유효성에도 불구하고, 알츠하이머의 정확한 진단은 여전히 어려운데, 이는 질병의 초기 증상이 다양한 질환과 유사하고, 이는 일반적인 신경병리적 특성을 나타내기 때문이다. 게다가, 임상적인 병인의 중복은 파킨슨 병(Parkinson disease, PD)과 같은 다른 신경퇴행성 질병과 알츠하이머 사이에 자주 나타나고, 이는 진단을 어렵게 만든다. 알츠하이머와 파킨슨 병 모두 유사성을 가지고 있지만, 사실상 처치, 증상 및 메커니즘이 다르기 때문에, 임상의의 관점만으로 두 질병 사이를 구별하는 것은 어렵다.
Despite the effectiveness of current diagnostic methods, the precise diagnosis of Alzheimer's is still difficult because the initial symptoms of the disease are similar to the various diseases, which represent general neuropathologic features. In addition, a clinical etiologic duplication often occurs between other neurodegenerative diseases such as Parkinson's disease (PD) and Alzheimer's, making diagnosis difficult. Although both Alzheimer's and Parkinson's are similar, it is difficult to differentiate between the two diseases solely from a clinical standpoint because the treatments, symptoms and mechanisms are different.
최근에, 혈장과 뇌척수액(뇌척수액)의 아밀로이드 베타(amyloid beta)와 tau의 수준을 위한 바이오마커 시험이 추가적인 알츠하이머 진단시험으로 사용되고 있다. 그러나, 알츠하이머에 대한 잘 입증된 바이오마커는 알츠하이머의 원인과 진행 사이에서 이해의 부족과 인지 증상의 느린 진행 때문에 규정되지 않고 있다. 이런 이유로, 질병의 성행을 조절하기 위하여 새로운 스크리닝과 진단방법을 위한 연구가 요구된다, Recently, biomarker testing for levels of amyloid beta and tau in plasma and cerebrospinal fluid (CSF) has been used as an additional Alzheimer's diagnostic test. However, a well-proven biomarker for Alzheimer's is not defined due to a lack of understanding between the cause and progression of Alzheimer's and the slow progression of cognitive symptoms. For this reason, studies are needed for new screening and diagnostic methods to control the progression of the disease,
현재, 뇌척수액, 혈장, 전혈 및 생검 조직과 같은 샘플이 알츠하이머를 정확하게 진단하기 위하여 널리 사용되고 있다. 이러한 샘플은 침습성이고, 잠재적인 원인의 손상, 감염 및 환자의 불편을 초래한다고 알려져 있다. 게다가, 샘플을 모으기 위한 비용은 더 비싸고, 특정 장비와 기구를 요구한다. 샘플 수집은 쉽지 않고, 숙련되고, 자격이 있는 사람에 의해서만 수행될 수 있다. 이러한 침습적 샘플링의 단점 때문에, 미래 스크리닝 및 진단에서 비-침습적 샘플을 이용에 대한 요구가 지속적으로 증가하고 있다.Currently, samples such as cerebrospinal fluid, plasma, whole blood and biopsy tissue are widely used to accurately diagnose Alzheimer's. These samples are known to be invasive, causing potential damage, infection, and patient discomfort. In addition, the cost of collecting the samples is more expensive and requires specific equipment and equipment. Sample collection can be performed only by someone who is not easy, skilled, and qualified. Due to the drawbacks of this invasive sampling, there is a continuing need for the use of non-invasive samples in future screening and diagnostics.
또한, 여러 가지 예비 연구에서 일반적으로 사용되는 혈액 및 뇌척수액의 대체로서 호기와 같은 비-침습적 샘플을 이용하는 것으로 수행되어 왔으나, 신경퇴행성 질환과 관련된 연구는 보고된 바 없고, 비-침습적 샘플링의 사용은 심장혈관계 질환, 당뇨병 및 폐암을 스크리닝하는 분야에서 연구되고 있다. In addition, it has been carried out by using non-invasive samples such as aerobics as a substitute for blood and cerebrospinal fluid commonly used in various preliminary studies, but no studies related to neurodegenerative diseases have been reported, and the use of non-invasive sampling Cardiovascular disease, diabetes, and lung cancer.
게다가, 알츠하이머 및 다른 신경퇴행성 질환과 관련된 새로운 바이오마커의 발견은 질병의 정확한 스크리닝 및 진단에 있어서 매우 중요하다. 비-침습적 샘플링에 근거한 새로운 스크리닝 기술과 바이오마커 발견은 질병의 진행 및 메커니즘에 대한 더 나은 이해를 제공할 수 있어, 알츠하이머를 신속하고 정확하게 진단할 수 있는 비-침습성 진단 방법 및 이를 위한 스크리닝 기술과 바이오마커의 개발이 강력히 요구된다.
In addition, the discovery of new biomarkers associated with Alzheimer ' s and other neurodegenerative diseases is critical in the accurate screening and diagnosis of disease. New screening techniques and biomarker discovery based on non-invasive sampling can provide a better understanding of disease progression and mechanism, enabling non-invasive diagnostic methods to rapidly and accurately diagnose Alzheimer's, Development of biomarkers is strongly required.
본 발명은 현재 진단법의 제안 및 불리한 점에 있어서, 본 발명자는 호기와 같은 비-침습적 샘플을 이용할 수 있는 스크리닝 또는 진단 방법을 제공하는 것으로 목적으로 한다.
The present invention is directed to providing screening or diagnostic methods that can utilize non-invasive samples such as breathing in the proposals and disadvantages of current diagnostic methods.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 호기 내에 존재하는 페놀(phenol); 아세트아미드(acetamide); 실록산 (siloxane); 1,2 디벤젠카르복실산 디에틸 에스테르 (1,2 dibenzenecarboxylic acid diethyl ester); 트리페닐포스페이트 (triphenyl phosphate); 1,2,3,4,b,5,6,10,10a-옥타하이드로-4b.beta.,8,10a.beta.-트리메틸-1-페난트레놀 (1,2,3,4,b,5,6,10,10a-octahydro-4b.beta.,8,10a.beta.-trimethyl-1-phenanthrenol); 에틸 3-시아노-2,3-bis (2,5,-디메틸 -3- 티에닐)-아크릴레이트 (ethyl 3-cyano-2,3-bis (2,5,-dimethyl -3- thienyl)-acrylate); 5, 6 디하이드로- 5,6 디메틸벤조[c]시놀린 (5,6 dihydro-5,6 dimethylbenzo[c]cinnoline) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 화합물을 포함하는 퇴행성 신경 질환 스크리닝 또는 진단용 바이오마커를 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a method for preparing phenol; Acetamide; Siloxane; 1,2 dibenzenecarboxylic acid diethyl ester; Triphenyl phosphate; 1,2,3,4, b, 5,6,10,10a-octahydro-4b.beta., 8,10a.beta.-trimethyl-1-phenanthrenol (1,2,3,4, b , 5,6,10,10a-octahydro-4b.beta., 8,10a.beta.-trimethyl-1-phenanthrenol); Ethyl 3-cyano-2,3-bis (2,5, -dimethyl-3-thienyl) -acrylate); 5,6-dihydro-5,6-dihydro-5,6-dimethylbenzo [c] cinnoline, and combinations thereof. Screening or diagnostic biomarker.
또한 본 발명은 상기 화합물을 검출할 수 있는 제제를 포함하는 퇴행성 신경질환 진단용 조성물 및 진단 키트를 제공한다.The present invention also provides a composition for diagnosing degenerative neurological diseases comprising the agent capable of detecting the compound and a diagnostic kit.
또한, 본 발명은 확인 대상 개체로부터 호기를 수집하는 단계; In addition, the present invention provides a method for diagnosing a subject, comprising the steps of:
상기 호기로부터 페놀(phenol); 아세트아미드(acetamide); 실록산 (siloxane); 1,2 디벤젠카르복실산 디에틸 에스테르 (1,2 dibenzenecarboxylic acid diethyl ester); 트리페닐포스페이트 (triphenyl phosphate); 1,2,3,4,b,5,6,10,10a-옥타하이드로-4b.beta.,8,10a.beta.-트리메틸-1-페난트레놀 (1,2,3,4,b,5,6,10,10a-octahydro-4b.beta.,8,10a.beta.-trimethyl-1-phenanthrenol); 에틸 3-시아노-2,3-bis (2,5,-디메틸 -3- 티에닐)-아크릴레이트 (ethyl 3-cyano-2,3-bis (2,5,-dimethyl -3- thienyl)-acrylate); 5, 6 디하이드로- 5,6 디메틸벤조[c]시놀린 (5,6 dihydro-5,6 dimethylbenzo[c]cinnoline) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 화합물을 분석하는 단계; 및Phenol from the above unit; Acetamide; Siloxane; 1,2 dibenzenecarboxylic acid diethyl ester; Triphenyl phosphate; 1,2,3,4, b, 5,6,10,10a-octahydro-4b.beta., 8,10a.beta.-trimethyl-1-phenanthrenol (1,2,3,4, b , 5,6,10,10a-octahydro-4b.beta., 8,10a.beta.-trimethyl-1-phenanthrenol); Ethyl 3-cyano-2,3-bis (2,5, -dimethyl-3-thienyl) -acrylate); 5,6 dihydro-5,6 dihydro-5,6 dimethylbenzo [c] cinnoline, and a combination thereof; analyzing a compound selected from the group consisting of 5,6 dihydro-5,6 dimethylbenzo [c] cinnoline and a combination thereof; And
상기 분석 결과를 정상 개체의 호기 분석 결과와 비교하는 단계;를 포함하는 퇴행성 신경질환 스크리닝 또는 진단을 위한 정보제공 방법을 제공한다. And comparing the result of the analysis with the exhalation analysis result of the normal subject. The present invention also provides a method for providing information for screening or diagnosing a degenerative neurological disease.
이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명자들은 현재 스크리닝 또는 진단방법의 문제점을 해결하기 위하여 노력한 결과, 검사 대상자의 호흡으로부터 나오는 호기가스를 포집하고, 상기 포집된 호기가스로부터 분석물질을 흡수하여 분석하는 경우 퇴행성 신경질환 발병여부를 간단하고, 신속하게 확인할 수 있음을 확인하여, 본 발명을 완성하였다.
As a result of efforts to solve the problems of current screening or diagnostic methods, the present inventors have succeeded in collecting the exhaled gas from the respiration of the examinee and absorbing analytes from the exhaled breath gas to analyze whether the degenerative neuropathy And confirming that it can be confirmed promptly, thus completing the present invention.
본 발명의 명세서에 있어서 '호기(Exhaled breath)'는 개체의 호흡과정에서 입을 통하여 신체 밖으로 배출되는 공기 및 그 안에 포함된 가스를 의미하는 것으로, 날숨이라고도 한다. 호기를 통해 생화학적 과정을 관찰 할 수 있고, 신체의 신진대사와 병리 과정을 더 관찰할 수 있으며, 호기에 포함된 내재 화합물(Endogenous compound), 특히 휘발성 화합물은 신진 대사와 병리 과정 동안 발생되며, 호흡의 악취를 유발하므로, 잠재적인 휘발성 화합물을 분석 및 확인하는 것은 발병의 진행 초기 단계에서 더 나은 관찰을 제공할 수 있다.In the specification of the present invention, "exhaled breath" refers to the air that is discharged from the body through the mouth during the respiration process of the individual and the gas contained therein, and is also referred to as exhalation. Endogenous compounds, especially volatile compounds, are produced during metabolic and pathological processes, and can be observed in the body during the metabolic and pathological processes. Analyzing and identifying potential volatile compounds can provide better insight into the onset of the onset of the onset, since it causes a breath odor.
본 발명의 호기 내 페놀(phenol); 아세트아미드(acetamide); 실록산 (siloxane); 1,2 디벤젠카르복실산 디에틸 에스테르 (1,2 dibenzenecarboxylic acid diethyl ester); 트리페닐포스페이트 (triphenyl phosphate); 1,2,3,4,b,5,6,10,10a-옥타하이드로-4b.beta.,8,10a.beta.-트리메틸-1-페난트레놀 (1,2,3,4,b,5,6,10,10a-octahydro-4b.beta.,8,10a.beta.-trimethyl-1-phenanthrenol); 에틸 3-시아노-2,3-bis (2,5,-디메틸 -3- 티에닐)-아크릴레이트 (ethyl 3-cyano-2,3-bis (2,5,-dimethyl -3- thienyl)-acrylate); 5, 6 디하이드로- 5,6 디메틸벤조[c]시놀린 (5,6 dihydro-5,6 dimethylbenzo[c]cinnoline)는 이들의 염 또는 유도체를 모두 포함하는 개념이다.The phenol in the breath of the present invention; Acetamide; Siloxane; 1,2 dibenzenecarboxylic acid diethyl ester; Triphenyl phosphate; 1,2,3,4, b, 5,6,10,10a-octahydro-4b.beta., 8,10a.beta.-trimethyl-1-phenanthrenol (1,2,3,4, b , 5,6,10,10a-octahydro-4b.beta., 8,10a.beta.-trimethyl-1-phenanthrenol); Ethyl 3-cyano-2,3-bis (2,5, -dimethyl-3-thienyl) -acrylate); 5,6 dihydro-5,6 dimethylbenzo [c] cinnoline is a concept that includes both salts and derivatives thereof.
상기 퇴행성 신경질환은 바람직하게는 알츠하이머병 또는 파킨슨병일 수 있다.The degenerative neurological disease may preferably be Alzheimer's disease or Parkinson's disease.
상기 스크리닝 또는 진단용 바이오마커는 확인 대상 개체의 호기 내에 존재하는 것 일 수 있고, 정상개체의 호기보다 알츠하이머 환자의 호기에서 더 증가된 것 또는 감소된 것 일 수 있다. The screening or diagnostic biomarker may be present in the expiration of the subject to be identified and may be further increased or decreased in the expiration of the Alzheimer's patient than the expiration of the normal subject.
상기 스크리닝 또는 진단용 바이오마커는 휘발성 유기화합물 일 수 있고, 바람직하게는 페놀(phenol); 아세트아미드(acetamide); 실록산 (siloxane); 1,2 디벤젠카르복실산 디에틸 에스테르 (1,2 dibenzenecarboxylic acid diethyl ester); 트리페닐포스페이트 (triphenyl phosphate); 1,2,3,4,b,5,6,10,10a-옥타하이드로-4b.beta.,8,10a.beta.-트리메틸-1-페난트레놀 (1,2,3,4,b,5,6,10,10a-octahydro-4b.beta.,8,10a.beta.-trimethyl-1-phenanthrenol); 에틸 3-시아노-2,3-bis (2,5,-디메틸 -3- 티에닐)-아크릴레이트 (ethyl 3-cyano-2,3-bis (2,5,-dimethyl -3- thienyl)-acrylate); 5, 6 디하이드로- 5,6 디메틸벤조[c]시놀린 (5,6 dihydro-5,6 dimethylbenzo[c]cinnoline)일 수 있으며, 가스 형태로 존재할 수 있다.The screening or diagnostic biomarker may be a volatile organic compound, preferably phenol; Acetamide; Siloxane; 1,2 dibenzenecarboxylic acid diethyl ester; Triphenyl phosphate; 1,2,3,4, b, 5,6,10,10a-octahydro-4b.beta., 8,10a.beta.-trimethyl-1-phenanthrenol (1,2,3,4, b , 5,6,10,10a-octahydro-4b.beta., 8,10a.beta.-trimethyl-1-phenanthrenol); Ethyl 3-cyano-2,3-bis (2,5, -dimethyl-3-thienyl) -acrylate); 5,6 dihydro-5,6 dimethylbenzo [c] cinnoline, and may exist in the form of a gas.
상기 화합물을 검출할 수 있는 제제는 상기 화합물과 결합할 수 있는 화합물, 단백질 또는 뉴클레오티드; 또는 상기 화합물이 흡착할 수 있는 섬유, 기판, 또는 필름일 수 있으나, 그 종류를 제한하지 않는다. The agent capable of detecting the compound is a compound, protein or nucleotide capable of binding to the compound; Or a fiber, a substrate, or a film on which the compound can adsorb, but the kind thereof is not limited.
본 발명에서 상기 진단이란 병의 발병 여부 및 진행 정도, 치료 후 예후 등을 모두 포함하는 개념이다. In the present invention, the diagnosis is a concept including both the onset and progress of the disease, and the prognosis after the treatment.
또한, 본 발명에 있어서 상기 스크리닝이란, 퇴행성 신경질환의 가능성이 있는 환자군, 또는 퇴행성 신경질환의 위험요소를 포함하는 환자군으로부터 퇴행성 신경질환의 발병 가능성이 있는 환자를 선택하거나, 발명가능성이 높은 환자를 선별하는 것을 의미한다.
In the present invention, the screening refers to a method of selecting patients who are likely to develop degenerative neurological diseases from patients having a possibility of degenerative neurological diseases or patients having a risk factor of degenerative neurological diseases, It means selection.
또한, 본 발명은 In addition,
확인 대상 개체로부터 호기를 수집하는 단계; Collecting expiration from the object to be verified;
상기 호기로부터 페놀(phenol); 아세트아미드(acetamide); 실록산 (siloxane); 1,2 디벤젠카르복실산 디에틸 에스테르 (1,2 dibenzenecarboxylic acid diethyl ester); 트리페닐포스페이트 (triphenyl phosphate); 1,2,3,4,b,5,6,10,10a-옥타하이드로-4b.beta.,8,10a.beta.-트리메틸-1-페난트레놀 (1,2,3,4,b,5,6,10,10a-octahydro-4b.beta.,8,10a.beta.-trimethyl-1-phenanthrenol); 에틸 3-시아노-2,3-bis (2,5,-디메틸 -3- 티에닐)-아크릴레이트 (ethyl 3-cyano-2,3-bis (2,5,-dimethyl -3- thienyl)-acrylate); 5, 6 디하이드로- 5,6 디메틸벤조[c]시놀린 (5,6 dihydro-5,6 dimethylbenzo[c]cinnoline) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 화합물을 분석하는 단계; 및Phenol from the above unit; Acetamide; Siloxane; 1,2 dibenzenecarboxylic acid diethyl ester; Triphenyl phosphate; 1,2,3,4, b, 5,6,10,10a-octahydro-4b.beta., 8,10a.beta.-trimethyl-1-phenanthrenol (1,2,3,4, b , 5,6,10,10a-octahydro-4b.beta., 8,10a.beta.-trimethyl-1-phenanthrenol); Ethyl 3-cyano-2,3-bis (2,5, -dimethyl-3-thienyl) -acrylate); 5,6 dihydro-5,6 dihydro-5,6 dimethylbenzo [c] cinnoline, and a combination thereof; analyzing a compound selected from the group consisting of 5,6 dihydro-5,6 dimethylbenzo [c] cinnoline and a combination thereof; And
상기 분석 결과를 정상 개체의 호기 분석 결과와 비교하는 단계;를 포함하는 퇴행성 신경질환 진단을 위한 정보제공 방법을 제공한다. And comparing the result of the analysis with the exhalation analysis result of the normal subject. The present invention also provides an information providing method for diagnosing a degenerative neurological disease.
상기 호기 수집 단계는 폴리디메틸실록산/다이비닐벤젠(polydemethysiloxane/divinylbenzene, PDMS/DVB)으로 코팅된 고상미량 추출용 파이버(Solid Phase Microextraction, SPME fiber)를 이용하여 상기 호기로부터 스크리닝 또는 진단용 바이오마커를 흡착하는 방법으로 수행되는 것일 수 있다. The step of collecting the exhalation may be performed by adsorbing a screening or diagnostic biomarker from the apparatus using solid phase microextraction (SPME fiber) coated with polydimethylsiloxane / divinylbenzene (PDMS / DVB) . ≪ / RTI >
상기 고상미량추출용 파이버는 50 μM 내지 80 μM의 폴리디메틸실록산/다이비닐벤젠(polydemethysiloxane/divinylbenzene, PDMS/DVB)으로 코팅된 것 일 수 있다. 본 발명의 범위를 만족하여 코팅된 파이버를 사용하는 경우 퇴행성 신경질환 스크리닝 또는 진단을 위한 본 발명의 마커를 잘 흡착할 수 있어, 퇴행성 신경질환 스크리닝 또는 진단이 정확도 및 정밀도를 더 높일 수 있다.The solid-phase microextraction fiber may be coated with polydimethylsiloxane / divinylbenzene (PDMS / DVB) of 50 μM to 80 μM. When the coated fiber satisfies the range of the present invention, the marker of the present invention for screening or diagnosis of degenerative neuropathy can be well adsorbed, so that screening or diagnosis of degenerative neuropathy can further improve accuracy and precision.
상기 고상미량추출용 파이버로 분석물질을 흡착하는 방법은 상기 파이버를 확인대상 개체의 호기를 포집한 것에 일정 시간 동안 노출 시키고, 상기 호기에서 흡착한 물질을 센서가 포함된 장치에 노출하여 상기 가스가 센서 및 가공 장치를 통하여 이용 가능한 상태로 전환되는 방법으로 수행될 수 있다. The method for adsorbing an analyte with a fiber for extracting solid phase microparticles comprises exposing the fiber to a collection of the aerobic part of the object to be inspected for a predetermined time, exposing the material adsorbed in the aerobic part to a device containing the sensor, The sensor and the processing device to a usable state.
상기 파이버를 가스에 노출시키는 시간은 10분 내지 60분, 바람직하게는 20분 내지 40분 동안 수행될 수 있다. The time for exposing the fiber to gas may be performed for 10 minutes to 60 minutes, preferably 20 minutes to 40 minutes.
상기 호기를 포집하는 것은 본 발명의 기술분야에서 통상적으로 기체를 포집하는데 사용되는 것을 사용할 수 있고, 일 예로 테드라 백(Tedlar bag) 혹은 샘플링 백을 이용할 수 있다. In the technical field of the present invention, collecting the exhalation gas can be generally used for collecting gas. For example, a Tedlar bag or a sampling bag may be used.
상기 호기에서 포집된 스크리닝 또는 진단용 바이오마커의 분석은 본 발명의 기술분야에서 통상적으로 가스의 함량 및 비율을 분석할 수 있는 것이라면 모두 사용할 수 있고, 바람직하게는 가스색층분석-질량분광분석(Gas Chromatography-Mass Spectrophotometry, GC-MS)과 가스 센서 어레이를 이용할 수 있다. The analysis of screening or diagnostic biomarkers captured in the exhalation unit can be performed as long as it can analyze the content and the ratio of the gas in the technical field of the present invention. Preferably, the analysis is performed by Gas Chromatography -Mass Spectrophotometry, GC-MS) and a gas sensor array.
상기 분석결과의 비교는 그 방법에 한정이 되지 않으며, 일 예로 데이터베이스 내의 정상개체군, 알츠하이머 환자군 및 파킨슨 환자군의 상기 스크리닝 및 진단용 바이오마커의 분포 또는 분산, 함량 및 비율을 비교하는 방법을 수행 할 수 있다.
The comparison of the results of the analysis is not limited to the method. For example, a method of comparing the distribution or the distribution, the content and the ratio of the screening and diagnostic biomarkers of the normal population, the Alzheimer's disease group and the Parkinson's population in the database may be performed .
또한 본 발명은, 개체의 호기로부터 제1항에 따른 휘발성 유기 화합물인 바이오마커를 흡수하는 폴리디메틸실록산/다이비닐벤젠(polydemethysiloxane/divinylbenzene, PDMS/DVB)로 코팅된 고상미량추출용 파이버(Solid Phase Microextraction, SPME fiber); 나노구조의 금속 산화 센서(nanostructure metal oxide sensor); 챔버(chamber); 데이터 저장 시스템(data acquisition system); 및 프로세서(processor);를 포함하는 퇴행성 신경질환의 진단, 모니터 또는 예측용 시스템을 제공할 수 있다.The present invention also relates to a method for producing a solid phase extraction fiber coated with polydimethylsiloxane / divinylbenzene (PDMS / DVB), which absorbs a biomarker as a volatile organic compound according to
상기 고상미량추출용 파이버는 50 μM 내지 80 μM의 폴리디메틸실록산/다이비닐벤젠(polydemethysiloxane/divinylbenzene, PDMS/DVB)으로 코팅된 것 일 수 있다. 상기 범위로 코팅된 파이버를 포함하는 시스템의 경우 본 발명의 스크리닝 또는 진단용 바이오 마커를 흡착하는데 더욱 효과적으로 사용될 수 있다. The solid-phase microextraction fiber may be coated with polydimethylsiloxane / divinylbenzene (PDMS / DVB) of 50 μM to 80 μM. In the case of a system including fibers coated in the above range, it can be more effectively used for adsorbing the screening or diagnostic biomarker of the present invention.
상기 퇴행성 신경 질환의 진단, 모니터 또는 예측용 시스템은 확인 대상 개체의 호기로부터 본 발명의 스크리닝 또는 진단용 바이오마커를 측정 및 분석하여 개체의 퇴행성 신경 질환발병 여부, 병의 치료 경과 모니터 또는 병의 발병 가능성 예측 등을 할 수 있는 시스템을 의미한다. 상기 시스템은 퇴행성 신경 질환 스크리닝 또는 진단, 모니터 또는 예측용 호기 센서 시스템이라고도 한다. The system for diagnosing, monitoring or predicting the neurodegenerative diseases according to the present invention can measure and analyze the biomarkers for screening or diagnosis of the present invention from the expiration of the subject to be identified, thereby detecting the onset of degenerative neurological diseases of the subject, Prediction and so on. The system is also referred to as a breathing sensor system for screening, diagnosing, monitoring or predicting neurodegenerative diseases.
상기 시스템은 SPME 파이버를 이용하여 첫 번째로 호기가 포집된 백에서 분해물질을 추출 및 농축하고, 그 다음 분해물질을 탈착하기 위하여 상기 파이버를 센서 챔버에 노출하여, 여기서 생성된 신호는 그 다음 시스템에 의하여 읽을 수 있는 데이터로 전환 및 분석을 수행한다. 또한 호기 센서 어레이를 사용하여, 질병군과 건강한 대조군의 분포 패턴을 관찰 할 수 있다. The system uses SPME fibers to first extract and concentrate the degradation material in the bag that has been captured, and then expose the fiber to the sensor chamber to desorb the degradation material, And converts the data into readable data. Using a breath sensor array, we can observe distribution patterns of disease group and healthy control group.
퇴행성 신경질환, 특히 알츠하이머병 발병의 위험은 본 발명이 스크리닝 또는 진단용 바이오마커 및 시스템을 이용하여 예견할 수 있고, 객관적인 데이터를 통해서 판단하는바 신뢰성이 우수하며, 간단하여 경제적으로 효율적인 방법으로 이용할 수 있는바, 알츠하이머의 홈-기반 스크리닝 및 진단을 현실화 하는 것을 도울 수 있다.
The risk of degenerative neurological diseases, in particular the onset of Alzheimer's disease, can be anticipated using the screening or diagnostic biomarkers and systems of the present invention and can be used in an economically efficient manner, Having said, it can help to realize the home-based screening and diagnosis of Alzheimer's.
본 발명의 바이오마커를 이용한 스크리닝 또는 진단방법의 경우 임상의 판단에만 의존하던 진단방법을 객관화 할 수 있고, 비-침습적 방법을 이용하는 바, 신속하고 정확하면서 검사 대상에게 불편함이 없도록 진단할 수 있다. 또한 간단한 방법으로 퇴행성 신경질환, 특히 알츠하이머병을 스크리닝하고 진단할 수 있어, 질병의 치료를 앞당기고, 건강한 삶을 유지하는데 기여할 수 있다.
In the case of the screening or diagnosis method using the biomarker of the present invention, it is possible to objectify the diagnosis method which depends only on the judgment of the clinician, and by using the non-invasive method, the diagnosis can be made quickly and accurately without inconvenience to the subject . In addition, it is possible to screen and diagnose degenerative neurological diseases, particularly Alzheimer's disease, in a simple manner, thereby contributing to the advancement of treatment of diseases and maintenance of a healthy life.
도 1은 Tedlar백 및 마우스피스를 포함하는 필터를 이용하여 호기를 수집하는 모양을 나타낸 도이다.
도 2는 SPME를 이용하여 VOC를 흡착하고 선농축하는 것을 나타낸 도이다.
도 3은 금속 산화물 센서 어레이 (좌측), 및 호기 센서 시스템(우측)을 나타낸 도이다.
도 4는 호기에서 높은 존재비를 나타낸 화합물을 나타낸 도이다.
도 5는 상기 화합물의 분포 퍼센트 (area percentage)를 나타낸 도이다.
도 6은 호기의 발생 (occurrence)에서 나타난 화합물을 나타낸 도이다.
도 7은 호기의 부분 (proportion)에 나타난 화합물을 나타낸 도이다.
도 8은 정상군과 AD 군의 호기의 분포 (우측), 및 정상과 PD 군의 호기의 분포 (좌측)을 나타낸 도이다.
도 9는 인간의 호기에 대한 PCA 분석 결과를 나타낸 도이다.FIG. 1 is a view showing a state in which breathing is collected using a filter including a Tedlar bag and a mouthpiece. FIG.
FIG. 2 is a diagram showing the adsorption and concentration of VOC using SPME. FIG.
3 shows a metal oxide sensor array (left) and a breath sensor system (right).
Fig. 4 shows a compound showing a high abundance ratio in exhalation. Fig.
Figure 5 shows the area percentage of the compound.
FIG. 6 is a diagram showing a compound shown in the occurrence of exhalation. FIG.
Fig. 7 is a diagram showing the compound shown in the proportion of the exhalation. Fig.
8 is a graph showing the distribution of the exhalation of the normal group and the AD group (right side) and the distribution of the aerobic group of the normal and PD groups (left side).
FIG. 9 is a graph showing the results of PCA analysis on human expiration; FIG.
이하, 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the scope of the present invention is not limited by these examples in accordance with the gist of the present invention.
<< 실시예Example 1> 호기의 수집 1> Collection of expiration
인간의 호기 수집 방법은 경북대학교 병원의 IRB (institutional review board) (IRB code KNUH_12-1002)으로부터 승인을 받아 수행하였다. 모든 실험은 참가한 모든 환자로부터 동의를 받아 수행하였다. 샘플 모두는 실험에 사용되기 전에 개인정보 보호를 위하여 특정 코드 번호를 부여하여 실험을 수행하였다. The human breath collection method was approved by IRB (institutional review board) (IRB code KNUH_12-1002) at Kyungpook National University Hospital. All experiments were performed with consent from all participating patients. All of the samples were subjected to experiments with specific code numbers for privacy protection before being used in the experiment.
실험 대상은 경북 대학교 병원에서 모집하였다. 상기 모든 환자는 샘플 수집 전, 일련의 임상적 검사 및 신경 심리 검사(neuropsychological examination)를 받았다. 총 60명의 인간 호기 샘플, 즉 40개의 AD 및 PD 샘플, 20개의 정상 샘플을 수집하였다. 참가자는 4시간 이상 마우스피스 필터를 통하여 Tedlar 백으로 3L의 호기를 수집하였다. 도 1은 마우스피스 필터를 통하여 Tedlar 백으로 호기를 수집하는 모습을 나타낸 도이다. The subjects were recruited at Kyungpook National University Hospital. All of the above patients underwent a series of clinical and neuropsychological examinations prior to sample collection. A total of 60 human expiratory samples, 40 AD and PD samples, 20 normal samples were collected. Participants collected 3L breaths into the Tedlar bag through the mouthpiece filter for more than 4 hours. FIG. 1 is a view showing a state where breathing is collected by a Tedlar bag through a mouthpiece filter. FIG.
본 실험에 참가한 참가자의 구체적인 정보를 하기 표 1에 나타내었다. Specific information of participants participating in this experiment is shown in Table 1 below.
무작위적으로 선택한 샘플을 수집된 지 24시간까지 GC-MS로 분석하였다. AD 및 정상군으로부터 수집된 9개의 샘플 및 PD로부터 수집된 5개의 샘플을 각 군의 특이적 VOCs를 확인하기 위하여 사용하였다.
Randomly selected samples were analyzed by GC-MS until 24 hours after collection. Nine samples collected from AD and normal groups and five samples collected from PD were used to identify the specific VOCs of each group.
CharacteristicCharacteristic
N (20)N (20)
N(20)N (20)
N(20)N (20)
<< 실시예Example 2> 2> SPMESPME 의 디자인Design of
호기의 농도는 ppb-ppt 범위내임에 따라, 화학 물질을 최대화하기 위하여 선농축 (preconcentration)이 요구된다. 65 μM PDMS/DVB (polydemethysiloxane/divinylbenzene) (Sigma)로 SPME(solid phase microestraction) 섬유를 코팅하여 호기로부터 휘발성 유기화합물을 선-농축하였다. 이 섬유는 화학물질이 흡수 및 탈착될 수 있는 친수성 및 소수성 층을 포함한다. As the concentration of aerobic is in the ppb-ppt range, preconcentration is required to maximize the chemical. Solid phase microestraction (SPME) fibers were coated with 65 μM PDMS / DVB (polydemethysiloxane / divinylbenzene) (Sigma) to pre-concentrate the volatile organic compounds from the exhalation. The fibers include hydrophilic and hydrophobic layers through which chemicals can be absorbed and desorbed.
<< 실시예Example 3> 3> GCGC -- MSMS 를 이용한 Using 호기내In the breath 화합물의 특정 Specific
Tedlar 백에 수집한 호기에 대하여 화학 분석을 하였으며, 이는 GC-MS 분석 (Agilent, 5875C Inert XL MSD (quadrupole MS) 및 6890 N 가스 크로마토그래피 (Agilent, Waldbron, Germany)를 이용하여 split-splitless 주입기로 수행하였다. split-splitless 주입기의 온도는 250 ℃였다. 헬륨을 36.6 cm/sec의 선형 속도로 캐리어 가스로서 사용하였다. MS 분석은 완전 스캔 모드 (full scan mode)로 수행하였으며, 스캔 범위는 1.6-1050 amu 였다. 컬럼의 길이는 30 cm 이며 지름은 0.25 mm x 1μm 였다. mass의 온도범위는 29-550 ℃였다. Chemical analysis of the collected aerials in Tedlar bag was performed using a split-split injector using GC-MS analysis (Agilent, 5875C Inert XL MSD and 6890 N gas chromatography (Agilent, Waldbron, Germany) The split-splitless injector temperature was 250 ° C. Helium was used as the carrier gas at a linear velocity of 36.6 cm / sec MS analysis was performed in full scan mode and the scan range was 1.6- 1050 amu The column length was 30 cm and the diameter was 0.25 mm x 1 μm The temperature range of the mass was 29-550 ° C.
오븐의 온도는 아래와 같다: 처음에 1분간 60 ℃, 뒤이어 20분간 7 ℃/min 부터 300 ℃로 변화하였다. 트랜스퍼 라인 (transfer line) 및 이온화 소스 (ionization source)는 250 ℃까지 가열하였으며 쿼드 온도 (quad temperature)는 190 ℃ 이며 이온화 에너지는 70eV 였다.The temperature of the oven was as follows: firstly 60 ° C for 1 minute, then 7 ° C / min to 300 ° C for 20 minutes. The transfer line and the ionization source were heated to 250 ° C. The quad temperature was 190 ° C and the ionization energy was 70eV.
SPME를 30분간 호기에 주입하여 화합물질을 흡수하도록 하였다. 도 2는 SPME를 호기에 주입하는 모습을 나타낸 도이다. 추출된 화합물이 흡수된 SPME 섬유를 GC-MS 시스템의 split/splitless 주입기에 삽입하고 250 ℃까지 가열하였다. 화합물을 splitless 모드에서 5분간 열로서 탈착한 뒤 GC-MS으로 분석하였다. 모든 피크는 GC-MS 크로마토그램을 이용하여 식별하였다. 정상군과 질병군의 피크를 식별하고 질병에 따른 화합물의 존재를 스크리닝하여 분석하였다.
SPME was injected into the exhalation for 30 minutes to absorb the compound. 2 is a view showing a state where SPME is injected into the exhalation. The extracted SPME fibers were injected into a split / splitless injector of a GC-MS system and heated to 250 ° C. Compounds were desorbed as heat for 5 min in splitless mode and analyzed by GC-MS. All peaks were identified using GC-MS chromatogram. The peaks of normal and diseased groups were identified and screened for the presence of compounds by disease.
<< 실시예Example 4> 호기 가스 센서를 이용한 수득한 샘플에 존재하는 잠재 분자의 ≪ 4 > The potential of a potential molecule present in the obtained sample using an exhalation gas sensor 스트리닝Strinning
호기 센서 시스템은 여러 개의 나노구조 금속 산화물 센서, SPME 섬유가 위치하는 챔버, 데이터 저장 시스템, 프로세서로 구성된다. 도 3은 본 실험에서 사용한 호기 센서 시스템을 나타내는 도이다. The exhalation sensor system consists of several nanostructured metal oxide sensors, a chamber in which the SPME fibers are located, a data storage system, and a processor. 3 is a diagram showing an exhaled breath sensor system used in the present experiment.
SPME 섬유를 Tedlar 백에 수집된 가스에 30분간 외기온도에서 직접적으로 노출시켰다. 그 다음 추출 및 농축된 반응물 필터를 시스템의 split less 모드에 250 ℃에서 5분간 삽입하여 분석물을 탈착시켰다. 호기 센서 시스템은 KNS1001, KNS1002, NKS1003, KNS1004 (KNU)를 포함하는 금속 산화물 화학 센서를 포함한다, PCA (Principal component analysis)를 이용하여 정상 또는 질병군의 호기의 분포를 분석하였다.
The SPME fibers were directly exposed to the gas collected in the Tedlar bag at ambient temperature for 30 minutes. The extracted and concentrated reactant filter was then inserted into the split less mode of the system at 250 ° C for 5 minutes to desorb the analyte. Exhalation sensor systems include metal oxide chemical sensors, including KNS1001, KNS1002, NKS1003, and KNS1004 (KNU). The distribution of aerobic units of normal or diseased groups was analyzed using PCA (Principal Component Analysis).
<< 실시예Example 5> 호기 샘플의 분석 결과 5> Analysis results of exhalation samples
수집된 호기를 SPME를 이용하여 분석하여 AD 환자의 VOCs (volatile organic compounds, 휘발성 유기 화합물)의 존재여부를 관찰하였다. 화합물의 발생 (accurrence), 및 그 존재비 (abundance)를 GC-MS를 이용하여 퍼센트로 표현하였으며, 이는 정상군 또는 질병군 각각의 VOCs를 이용하여 정상군 및 질병군을 비교함으로써 표현하였다.The collected aerobics were analyzed using SPME to observe the presence of VOCs (volatile organic compounds) in AD patients. The compound's accurance and its abundance were expressed as percentages using GC-MS, which was expressed by comparing the normal group and the disease group using VOCs of each normal or diseased group.
그 결과를 도 4에 나타내었다.The results are shown in Fig.
도 4는 각 군의 호기에서 높은 존재비 (abundance)를 나타내는 화합물을 나타낸 도이다. FIG. 4 is a graph showing a compound exhibiting a high abundance in the expiration of each group. FIG.
구체적으로 본 발명자는 4개의 VOCs가 높은 존재비 및 분포로 모든 샘플에서 지속적으로 나타냄을 확인하였다. 존재비 계수를 바탕으로, 페놀 및 아세트아마이드가 다른 군에서보다 AD에서 높게 나타났으며, 반면 실록산 (siloxane)은 PD 군에서 높은 존재비로 나타났다. Specifically, the inventors have confirmed that the four VOCs are continuously present in all samples at high abundance ratio and distribution. Based on the abundance ratio coefficients, phenol and acetamide were higher in AD than in other groups, whereas siloxane was higher in PD group.
분포 퍼센트 (area percentage)를 사용하는 경우, 페놀과 아세트아마이드의 차이가 실록산만큼 자명하지 않았다 (도 5). 따라서, 이는 PD 군에서 실록산이 지속적으로 확인됨을 암시한다.
When using an area percentage, the difference between phenol and acetamide was not as obvious as the siloxane (FIG. 5). Thus, this implies that siloxane is continuously identified in the PD group.
5개의 다른 화합물이 모든 샘플의 50% 이상에서 확인되었다. 이러한 화합물 발생 퍼센트를 계산하였으며 이를 도 6에 나타내었다. Five different compounds were identified in more than 50% of all samples. The percentages of these compounds were calculated and are shown in FIG.
50 % 이상의 샘플이 1,2 디벤젠카르복실산 디에틸 에스테르 (1,2 dibenzenecarboxylic acid diethyl ester)를 포함하였다. 이 화합물을 다른 군에서보다 AD 군에서 높은 존재비 (abundance) 및 분포 퍼센트 (area percentage)로서 나타났다. More than 50% of the samples contained 1,2 dibenzenecarboxylic acid diethyl ester. These compounds appeared to have higher abundance and area percentage in the AD group than in the other groups.
70 % 이상의 정상군 및 AD 군의 샘플에서 트리페닐포스페이트 (triphenyl phosphate, TPP)를 호기에 포함한다는 것을 확인하였다. 이 화합물을 정상군에서보다 AD 군에서 더 높은 존재비로서 존재한다. It was confirmed that triphenyl phosphate (TPP) was included in the exhalation group in samples of 70% or more of the normal group and the AD group. This compound exists at a higher abundance ratio in the AD group than in the normal group.
반면, 본 발명자는 AD 및 PD군의 대부분의 샘플에서 CAS number가 없는 알려지지 않은 화합물을 확인하였다. 그 결과를 도 7에 나타내었다.On the other hand, the inventors have identified unknown compounds that do not have a CAS number in most samples of the AD and PD groups. The results are shown in Fig.
흥미롭게도 이는 정상 샘플에서보다 낮은 발생 (occurrence) 및 존재비 (abundance)를 나타내는 것을 확인하였다. 이는 정상군에서보다 환자군에서 특별한 VOCs가 존재함을 나타낸다. Interestingly, it was found that this shows lower occurrence and abundance in normal samples. This indicates that there are special VOCs in the patient group than in the normal group.
추가적으로 ethyl 3-cyano-2,3-bis (2,5,-dimethyl -3- thienyl)-acrylate가 PD 군에서는 확인되지 않았지만 AD 군에서는 확인됨을 발견하였다. 반대로 이 화합물의 존재비 (abundance)는 AD에서보다 정상인에게 더 높은 비율로 나타났으며, 다만 동시성 (concurrency)은 20%로 낮았다.In addition, ethyl 3-cyano-2,3-bis (2,5, -dimethyl-3-thienyl) -acrylate was not found in the PD group but was found in the AD group. Conversely, the abundance of this compound was higher in normal than in AD, but concurrency was as low as 20%.
호기 센서 어레이를 이용한 분석을 나타낸 결과를 도 8에 나타내었다.The result of the analysis using the breath sensor array is shown in FIG.
도 8에 나타난 바와 같이 정상샘플 및 AD 샘플은 두 클러스터로 명확하게 구분이 된다. As shown in Fig. 8, the normal sample and the AD sample are clearly divided into two clusters.
모든 샘플을 분석한 결과는 도 9에 나타내었다. 도 9에 나타난 바와 같이, 환자군과 정상군은 그 호기 센서에 의하여 명확히 구분 될 수 있음을 확인하였다. The results of analyzing all the samples are shown in Fig. As shown in FIG. 9, it was confirmed that the patient group and the normal group can be clearly distinguished by the breath sensor.
Claims (8)
상기 호기로부터 페놀(phenol); 아세트아미드(acetamide); 실록산 (siloxane); 1,2 디벤젠카르복실산 디에틸 에스테르 (1,2 dibenzenecarboxylic acid diethyl ester); 트리페닐포스페이트 (triphenyl phosphate); 1,2,3,4,b,5,6,10,10a-옥타하이드로-4b.β.,8,10a.β.-트리메틸-1-페난트레놀 (1,2,3,4,b,5,6,10,10a-octahydro-4b.beta.,8,10a.beta.-trimethyl-1-phenanthrenol); 에틸 3-시아노-2,3-bis (2,5,-디메틸 -3- 티에닐)-아크릴레이트 (ethyl 3-cyano-2,3-bis (2,5,-dimethyl -3- thienyl)-acrylate); 5, 6 디하이드로- 5,6 디메틸벤조[c]시놀린 (5,6 dihydro-5,6 dimethylbenzo[c]cinnoline) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 화합물을 검출하는 단계; 및
상기 검출 결과를 정상 개체의 호기 분석 결과와 비교하는 단계;를 포함하는 알츠하이머병 또는 파킨슨병의 스크리닝 또는 진단을 위한 정보제공 방법.Collecting expiration from the object to be verified;
Phenol from the above unit; Acetamide; Siloxane; 1,2 dibenzenecarboxylic acid diethyl ester; Triphenyl phosphate; 1,2,3,4, b, 5,6,10,10a-octahydro-4b.beta., 8,10a, 3,trimethyl-1-phenanthrenol (1,2,3,4, b , 5,6,10,10a-octahydro-4b.beta., 8,10a.beta.-trimethyl-1-phenanthrenol); Ethyl 3-cyano-2,3-bis (2,5, -dimethyl-3-thienyl) -acrylate); 5,6 dihydro-5,6 dihydro-5,6 dimethylbenzo [c] cinnoline, and combinations thereof; detecting a compound selected from the group consisting of 5,6 dihydro-5,6 dimethylbenzo [c] cinnoline and a combination thereof; And
And comparing the result of the detection with an exhalation analysis result of a normal subject.
상기 호기 수집 단계는 폴리디메틸실록산/다이비닐벤젠(polydemethysiloxane/divinylbenzene, PDMS/DVB)으로 코팅된 고상미량추출용 파이버(Solid Phase Microextraction, SPME fiber)를 이용하여 호기로부터 상기 화합물을 흡착하는 방법으로 수행되는 것인, 포함하는 알츠하이머병 또는 파킨슨병의 스크리닝 또는 진단을 위한 정보제공 방법.The method of claim 6,
The step of collecting the exhalation is carried out by a method of adsorbing the compound from the exhalation using solid phase microextraction (SPME fiber) coated with polydimethylsiloxane / divinylbenzene (PDMS / DVB) Wherein the information is for screening or diagnosis of Alzheimer's disease or Parkinson's disease.
상기 고상미량추출용 파이버는 50 μM 내지 80 μM의 폴리디메틸실록산/다이비닐벤젠(polydemethysiloxane/divinylbenzene, PDMS/DVB)으로 코팅된 것인, 포함하는 알츠하이머병 또는 파킨슨병의 스크리닝 또는 진단을 위한 정보제공 방법.
The method of claim 7,
Wherein the solid-phase microextraction fiber is coated with polydimethylsiloxane / divinylbenzene (PDMS / DVB) in a volume of 50 μM to 80 μM, for screening or diagnosis of an Alzheimer's disease or Parkinson's disease Way.
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