人唾液中疲劳相关生物标志物的筛选与评价研究

Mental and physical fatigue, like drunkenness, can make generally competent operating personnel less competent or even incompetent. Every year 21.7% of the occupational injuries and 57% of the traffic deaths are caused by fatigue. Fatigue causes 600,000 accidental deaths in China every year, and has become a serious health issue for the whole world. However, up to now, a convenient and reliable testing technique for fatigue has not yet been found. Studies showed specific expression of ganglioside (GS)and (SC) in fatigue state,difficult to build convenient detection system.Our previous investigations show that saliva secreted from limited fatigue body can achieve high quality peptide mass fingerprinting within range of 2000～15000Da in mass spectrometric detection during flight time, and that the detection of multiple peptides is fatigue-associated. This study analyzed the fatigue-marking peptides in the saliva from people of two fatigue modes, trying to establish and test a fatigue-saliva marker related test model. This study provides strong and innovative theory bases for quick testing of fatigue and has great social significance and application potential because of the availability of saliva and easy testing of peptide.

精神和躯体疲劳会导致操作人员由适任状态衰退成亚适任和不适任状态，类似醉酒后失去正常活动或工作的能力，是各国面临的重大公共卫生问题之一。全球每年因疲劳导致的伤害占职业性伤害的21.7%，所致死亡占交通死亡的57%；我国每年因疲劳意外死亡约60万人；但迄今未建立类似酒驾检测的无创、便捷的疲劳检测技术。已有研究显示在疲劳状态下唾液神经节苷脂（GS）、皮质醇（SC）等小分子成为可呈现有规律变化，但难以建立便捷的检测体系。本研究前期工作发现，人体在有限疲劳状态下的唾液成分，在飞行时间质谱检测时的2000～15000Da范围内可获得良好肽谱识别，并发现多个肽的检出与疲劳间呈现一定规律性。本研究拟采用两种疲劳模式人群，完成唾液中疲劳标志肽分析，并建立和验证疲劳-唾液标志物相关检测模型，为快速测定疲劳提供理论依据，理论创新性强；由于唾液的易得性和肽类的易检测性，此项研究的完成也具有重要社会意义和应用前景。

疲劳导致失能性职业伤害是各国面临的重大公共卫生问题，世界上一直没有找到类酒驾似测一样的方法来检测疲劳和协助执法。本项目在预实验探索出2000～15000Da范围疲劳相关生物标志物基础上，选择无创、便捷采集的唾液为检测标本，成功采集急诊医生疲劳队列连续工作18个小时前后的唾液样本，以EEG脑电图出现delta波和theta波为金标准，分别利用飞行质谱和Q Exactive Plus高通量样品分析技术对唾液样品蛋白肽谱进行鉴定，完成了急诊医生疲劳队列的唾液蛋白组学标志物检测，发现证实了唾液中存在可以检测到的疲劳标志物，本次研究从急诊医生疲劳队列唾液样本中鉴定出767个蛋白，找到29个疲劳相关蛋白标志物，对29种疲劳因子蛋白进行单独诊断性试验，依据每一个指标对诊断的相关性分配相应权重，成功建立蛋白组学疲劳诊断Bayes判别方程，诊断效能在非疲劳组97.1%，疲劳组为91.7%，诊断正确率总体为95.7%，对疲劳诊断具有重要的价值，为进一步实现基于生物传感器技术等的便捷疲劳检测方法提供科学依据，此类建立疲劳识别体系具有我国独立知识产权，经检索国内、外未见类似报道。同时利用预留唾液对以往文献报道的疲劳相关蛋白如：皮质醇、嗜铬蛋白A等进行了ELASA表达的验证，得到了不同以往的阴性结果，是后期疲劳研究的重要参考。另外本研究发现的与疲劳密切相关的蛋白中，免疫调节相关的蛋白占30%，炎性因子与炎性反应相关的蛋白占6.67%，代谢相关蛋白占13.33%，与肿瘤相关的蛋白占16.67%。免疫蛋白、炎性因子，代谢及肿瘤相关蛋白的发现，补充了疲劳与免疫、炎性、代谢等相关的疲劳发生机制，支持和完善了疲劳产生机制中如下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴失调、神经-内分泌-免疫网络功能紊乱、外周肌肉力量损耗及由中枢神经系统(CNS)信号通路介导的感知有关假说，这些发现都为疲劳程度的客观监测提供了潜在靶点，拓展了与疲劳相关的多种疾病如：银屑病、癌症，心梗、卒中的认识思路，对顽固疾病的复发和预防及治疗提供新的方向，以及在军事领域都具有重要社会意义和应用前景。