РАМАНОВСКИЙ, ИНФРАКРАСНЫЙ ИЛИ РАМАНОВСКО-ИНФРАКРАСНЫЙ АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ БЕЛКА ПЛАЗМЫ ПЕРЕФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ И ЕЕ ОТНОШЕНИЯ К КОГНИТИВНОМУ РАЗВИТИЮ БОЛЕЗНИ АЛЬЦГЕЙМЕРА

1. Способ колебательной спектроскопии для определения в образце крови белковой структуры, связанной с глобальным когнитивным ухудшением при болезни Альцгеймера, включающий следующие стадии:
a) запись рамановского спектра предварительно полученного образца человеческой крови;
b) получение рамановского спектрального значения по меньшей мере одной из следующих областей рамановского спектра:
-1
R.1. область между 1600 и 1700 см;
-1
R.2. область между 910 и 980 см;
-1
R.3. область между 730 и 760 см;
-1
R.4. область между 390 и 450 см;
где упомянутое спектральное значение выбирается из значения соотношения рамановских интенсивностей между диапазонами, значения площади упомянутой области спектра и/или значения частоты;
c) классификация образца крови на один из следующих классов:
I. образец крови, содержащий белковую структуру, связанную с некогнитивным ухудшением при болезни Альцгеймера;
II. образец крови, содержащий белковую структуру, связанную с когнитивным ухудшением при болезни Альцгеймера;
путем сравнения рамановского спектрального значения, полученного на стадии b, с референсным спектральным значением, которое позволяет различать класс I или II, или путем многофакторного аналитического сравнения рамановского спектрального значения, полученного на стадии b, с референсными спектральными значениями класса I и класса II.
2. Способ колебательной спектроскопии для определения в образце крови белковой структуры, связанной с глобальным когнитивным ухудшением при болезни Альцгеймера, включающий следующие стадии:
a) запись инфракрасного спектра предварительно полученного образца человеческой крови;
b) получение инфракрасного спектрального значения по меньшей мере одной из следующих областей спектра инфракрасного излучения:
-1
IR.1. область между 1600 и 1700 см;
-1
IR.2. область между 1000 и 1150 см;
-1
IR.3. область между 1140 и 1190 см;
где упомянутое инфракрасное спектральное значение выбирается из значения площади упомянутой области спектра, отношения интенсивностей упомянутой области спектра и/или значения процента межзонных областей упомянутой области спектра;
c) классификация образца крови на один из следующих классов:
I. образец крови, содержащий белковую структуру, связанную с некогнитивным ухудшением при болезни Альцгеймера;
II. образец крови, содержащий белковую структуру, связанную с когнитивным ухудшением при болезни Альцгеймера;
путем сравнения инфракрасного спектрального значения, полученного на стадии b, с референсным инфракрасным значением, которое позволяет различать класс I или II, или путем многофакторного аналитического сравнения инфракрасного значения, полученного на стадии b, с референсными инфракрасными спектральными значениями класса I или класса II.
3. Способ по п. 1, дополнительно включающий стадии способа по п. 2, примененные к образцу от того же самого субъекта.
4. Способ по п. 3, в котором образец классифицируется путем многофакторного аналитического сравнения спектральных значений, полученных на стадии b, с референсными рамановскими значениями класса I и класса II, а также с референсными инфракрасными спектральными значениями класса I и класса II.
5. Способ идентификации субъекта, восприимчивого к терапии, подходящей для лечения болезни Альцгеймера, включающий определение в образце крови белковой структуры, связанной с глобальным когнитивным ухудшением при болезни Альцгеймера, посредством способа колебательной спектроскопии, включающего
1) следующие стадии:
a) запись рамановского спектра предварительно полученного
образца человеческой крови;
b) получение рамановского спектрального значения по меньшей мере одной из следующих областей рамановского спектра:
-1
R.1. область между 1600 и 1700 см;
-1
R.2. область между 910 и 980 см;
-1
R.3. область между 730 и 760 см;
-1
R.4. область между 390 и 450 см;
где упомянутое спектральное значение выбирается из значения соотношения рамановских интенсивностей между диапазонами, значения площади упомянутой области спектра и/или значения частоты.
c) классификация образца крови на один из следующих классов:
I. образец крови, содержащий белковую структуру, связанную с некогнитивным ухудшением при болезни Альцгеймера;
II. образец крови, содержащий белковую структуру, связанную с когнитивным ухудшением при болезни Альцгеймера;
путем сравнения рамановского спектрального значения, полученного на стадии b, с референсным спектральным значением, которое позволяет различать класс I или II, или путем многофакторного аналитического сравнения рамановского спектрального значения, полученного на стадии b, с референсными спектральными значениями класса I и класса II,
и/или
2) следующие стадии:
a) запись инфракрасного спектра предварительно полученного образца человеческой крови;
b) получение инфракрасного спектрального значения по меньшей мере одной из следующих областей спектра инфракрасного излучения:
-1
IR.1. область между 1600 и 1700 см;
-1
IR.2. область между 1000 и 1150 см;
-1
IR.3. область между 1140 и 1190 см;
где упомянутое инфракрасное спектральное значение выбирается из значения площади упомянутой области спектра, отношения интенсивностей упомянутой области спектра и/или
значения процента межзонных областей упомянутой области спектра; и
c) классификация образца крови на один из следующих классов:
I. образец крови, содержащий белковую структуру, связанную с некогнитивным ухудшением при болезни Альцгеймера;
II. образец крови, содержащий белковую структуру, связанную с когнитивным ухудшением при болезни Альцгеймера;
путем сравнения инфракрасного спектрального значения, полученного на стадии е, с референсным инфракрасным значением, которое позволяет различать класс I или II, или путем многофакторного аналитического сравнения инфракрасного значения, полученного на
причем если образец крови, содержащий белковую структуру, связан с когнитивным ухудшением при болезни Альцгеймера, это указывает на то, что упомянутый субъект восприимчив к терапии, подходящей для лечения болезни Альцгеймера.
6. Способ по п. 5, в котором терапия, подходящая для лечения болезни Альцгеймера, включает по меньшей мере один ингибитор холинэстеразы и/или антагонист рецептора N-метил-D-аспартата.
7. Способ по любому из пп. 1, 2 и 5, где образец крови представляет собой образец фракции плазмы крови.
8. Способ по п. 1 или 5 в котором рамановский спектр записывается с использованием линии возбуждения лазера в ближней инфракрасной области.
-1
-1
-1
-1
-1
9. Способ по п. 1 или 5, где спектральное значение области рамановского спектра, определенной как R.1, представляет собой отношение рамановских интенсивностей, полученных около 1671 и 1658 см, или представляет собой среднее значение первой производной на частотах 1660-1662 см относительно площади диапазона амида I между 1720 и 1625 см, спектральное значение области рамановского спектра, определенной как R.4, представляет собой отношение рамановских интенсивностей, полученных около 409 и 423 см, или представляет собой первую производную на частоте 430 см относительно площади диапазона амида I между
-1
-1
-1
-1
-1
1720 и 1625 см, спектральное значение области рамановского спектра, определенной как R.2, представляет собой площадь рамановского спектрального профиля между 910 и 980 см, и/или спектральное значение области рамановского спектра, определенной как R.3, выбирается из группы, состоящей из отношения рамановских интенсивностей, полученных в максимуме диапазона около 758 см и в максимуме диапазона, расположенного в области 740-750 см, или частоту диапазона в упомянутой области рамановского спектра между 740 и 750 см.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
10. Способ по любому из пп. 2-6, где спектральное значение области инфракрасного спектра, определенной как IR.1, представляет собой процент площади спектрального профиля между 1640 и 1623 см относительно площади области амида I между 1670-1623 см, выраженного во вторых производных, и/или спектральное значение области инфракрасного спектра, определенной как IR.2, представляет собой процент от области спектрального профиля между 1150 и 1000 см относительно площади области 3010-2800 см, и/или спектральное значение области инфракрасного спектра, определенной как IR.3, представляет собой отношение интенсивностей, полученных около 1156 см и в максимуме диапазона, расположенного в области 1171 см, или представляет собой абсолютное значение, соответствующее (I1160+I1162+I1165)/I1177 относительно спектрального профиля на частоте 1170 см, где I1160, I1162 и I1165 представляют собой соответственно абсолютные значения первой производной спектра на частотах 1160, 1162 и 1165 см, а I1177 является абсолютным значением первой производной минимума, расположенного на частоте 1177 см.
11. Способ по п. 1 или 5, где стадия b включает получение спектральных значений областей рамановского спектра, определенных как R.1, R.2, R.3 и R.4; и где классификация стадии c включает многофакторное аналитическое сравнение упомянутых спектральных значений с референсным рамановским спектральным значением класса I и с референсным рамановским спектральным значением класса II, где упомянутые референсные спектральные значения являются сравнимыми со значениями, полученными на стадии b.
12. Способ по любому из пп. 3-6, где стадия b включает получение спектральных значений областей рамановского спектра, определенных как R.1, R.2, R.3 и R.4; получение спектральных значений областей спектра инфракрасного излучения, определенных как IR.1, IR.2 и IR.3; а стадия c включает классификацию упомянутых спектральных значений посредством многофакторного аналитического сравнения с референсным рамановским спектральным значением класса I, с референсным рамановским спектральным значением класса II, с референсным инфракрасным спектральным значением класса I и с референсным инфракрасным спектральным значением класса II, где упомянутые референсные спектральные значения являются сравнимыми со значениями, полученными на стадии b.
13. Способ по п. 11, где референсное значение класса II включает по меньшей мере одно референсное спектральное значение образца крови следующих подклассов:
II-a. образец крови, связанный со слабым когнитивным ухудшением при болезни Альцгеймера, со значением GDS-3 по шкале глобального когнитивного ухудшения Райсберга,
II-b. образец крови, связанный со слабым когнитивным ухудшением при болезни Альцгеймера, со значением GDS-4 по шкале глобального когнитивного ухудшения Райсберга,
II-c. образец крови, связанный со слабым когнитивным ухудшением при болезни Альцгеймера, со значением GDS-5 по шкале глобального когнитивного ухудшения Райсберга,
II-d. образец крови, связанный со слабым когнитивным ухудшением при болезни Альцгеймера, со значением GDS-6 по шкале глобального когнитивного ухудшения Райсберга, и
II-e. образец крови, связанный со слабым когнитивным ухудшением при болезни Альцгеймера, со значением GDS-7 по шкале глобального когнитивного ухудшения Райсберга.
14. Способ по п. 12, где референсное значение класса II включает по меньшей мере одно референсное спектральное значение образца крови следующих подклассов:
II-a. образец крови, связанный со слабым когнитивным
ухудшением при болезни Альцгеймера, со значением GDS-3 по шкале глобального когнитивного ухудшения Райсберга,
II-b. образец крови, связанный со слабым когнитивным ухудшением при болезни Альцгеймера, со значением GDS-4 по шкале глобального когнитивного ухудшения Райсберга,
II-c. образец крови, связанный со слабым когнитивным ухудшением при болезни Альцгеймера, со значением GDS-5 по шкале глобального когнитивного ухудшения Райсберга,
II-d. образец крови, связанный со слабым когнитивным ухудшением при болезни Альцгеймера, со значением GDS-6 по шкале глобального когнитивного ухудшения Райсберга, и
II-e. образец крови, связанный со слабым когнитивным ухудшением при болезни Альцгеймера, со значением GDS-7 по шкале глобального когнитивного ухудшения Райсберга.
15. Способ по п. 11, где референсное спектральное значение получается при тех же самых условиях, описанных в стадиях a-b по п. 1 или 2, из референсных образцов крови, определенных в классе I и в классе II, или из референсных образцов крови, определенных в классе I, в подклассах II-a, II-b, II-c, II-d и II-e.
16. Способ по п. 12, где референсное спектральное значение получается при тех же самых условиях, описанных в стадиях a-b по п. 1 или 2, из референсных образцов крови, определенных в классе I и в классе II, или из референсных образцов крови, определенных в классе I, в подклассах II-a, II-b, II-c, II-d и II-e.
17. Способ по п. 11, где многофакторный анализ представляет собой дискриминантный анализ, использующий в качестве независимых переменных следующие:
спектральное значение или значения, полученные на стадии b, и референсные спектральные значения;
и следующее в качестве группирующей переменной:
переменная, указывающая на классы I и II референсных спектральных значений.
18. Способ по п. 12, где многофакторный анализ представляет собой дискриминантный анализ, использующий в качестве независимых переменных следующие:
спектральное значение или значения, полученные на стадии b, и референсные спектральные значения;
и следующее в качестве группирующей переменной:
переменная, указывающая на классы I и II референсных спектральных значений.
19. Способ по п. 7, в котором образцы фракции плазмы крови были подготовлены для записи их рамановского спектра в соответствии с процессом, включающим:
a) полное испарение досуха объема фракции плазмы крови, для того чтобы получить по меньшей мере от 1 до 3 мг сухого твердого остатка упомянутой фракции, причем испарение упомянутого объема фракции выполняется при температуре от 2 до 25°C, предпочтительно от 15 до 25°C, потому что испарение проходит более быстро, чем при более низких температурах.
b) сбор предыдущей сухой фракции и перенос ее посредством обычной микротрубки для спектроскопии Фурье-Рамана в цилиндрическую алюминиевую чашку с полусферической полостью 2 мм в диаметре.
20. Способ по п. 7, включающий инфракрасный спектральный анализ образца крови, причем упомянутый образец готовится в соответствии с процессом, включающим увеличение объема фракции, полученной на стадии h, на кристалле ZnSe, для того чтобы получить надежные спектры, причем объем образца в случае плазмы предпочтительно составляет от 3 до 7 мл, и оставление образца для полного испарения до сухого состояния при температуре от 2 до 25°C, предпочтительно от 15 до 25°C.
21. Способ по п. 7, в котором фракция плазмы крови получается из предварительно полученного образца человеческой периферической крови посредством любого процесса фракционирования крови путем центрифугирования-фильтрации.
22. Применение способа по любому из пп. 1-4 и 7-21 для получения признаков наличия или отсутствия состояния болезни Альцгеймера в образце крови.
23. Диагностический способ для диагностирования болезни
Альцгеймера у субъекта, включающий стадии:
a) измерение рамановского спектра образца плазмы от упомянутого субъекта с получением по меньшей мере одного рамановского диапазона, выбранного из группы, состоящей из рамановского диапазона, включающего колебания, специфичные для β-протеиновой структуры, рамановского диапазона амилоидных пептидов, включающего колебания, специфичные для угловой деформации пептидной связи, рамановского диапазона, включающего колебания, специфичные для белковой структуры α-спирали, и рамановского диапазона, включающего колебания, специфичные для третичной белковой структуры с остатками триптофана, и
b) сравнение рамановского спектра, полученного на стадии a), со спектром референсного образца,
в котором изменение рамановского спектра, указывающее на увеличение интенсивностей, специфичных для β-протеиновой структуры, относительно референсного спектра, изменение рамановского спектра, указывающее на увеличение интенсивностей, специфичных для угловой деформации пептидной связи, относительно референсного спектра, изменение рамановского спектра, указывающее на уменьшение интенсивностей, специфичных для белковой структуры α-спирали, относительно референсного спектра и/или изменения рамановского спектра, вызванные колебаниями, специфичными для остатков триптофана в третичной белковой структуре, относительно референсного спектра, указывают на то, что данный пациент имеет болезнь Альцгеймера.
-1
-1
-1
-1
24. Способ по п. 23, в котором рамановский диапазон, включающий колебания, специфичные для бета-листовой белковой структуры, является диапазоном около 1671 см, рамановский диапазон, включающий колебания, специфичные для угловой деформации пептидной связи, является диапазоном около 409 см, рамановский диапазон, включающий колебания, специфичные для белковой структуры α-спирали, определяется спектральным профилем между 980 и 910 см и/или рамановский диапазон, включающий колебания, специфичные для остатков триптофана в третичной белковой структуре, является диапазоном, аппроксимирующим область 740-750 см.
25. Способ по п. 23, в котором
-1
изменение рамановского спектра, указывающее на увеличение интенсивностей, специфичных для β-протеиновой структуры, относительно референсного спектра, представляет собой увеличение отношения между интенсивностями, расположенными около 1671 и 1658 см,
-1
-1
-1
изменение рамановского спектра, указывающее на увеличение интенсивностей, специфичных для остатков триптофана в третичной белковой структуре, относительно референсного спектра, представляет собой увеличение отношения между интенсивностью максимума диапазона, расположенного около 758 см, и интенсивностью диапазона, расположенного около 743 см, или увеличение частоты диапазона в области 740-750 см,
-1
изменение рамановского спектра, указывающее на понижение интенсивностей, специфичных для белковой структуры α-спирали, относительно референсного спектра, представляет собой уменьшение площади спектрального профиля между 980-910 см.
и/или
-1
изменение рамановского спектра, указывающее на увеличение колебаний, специфичных для угловой деформации пептидной связи, относительно референсного спектра, является увеличением отношения между интенсивностями диапазонов, расположенных около 409 и 423 см.
26. Диагностический способ для диагностирования болезни Альцгеймера у субъекта, включающий стадии:
a) измерение инфракрасного спектра образца плазмы от упомянутого субъекта с получением по меньшей мере одного диапазона, специфичного для β-протеиновой структуры, и/или по меньшей мере одного конкретного диапазона, указывающего на наличие соединений, образующихся во время оксидантного стресса, и
b) сравнение инфракрасного спектра, полученного на стадии (a), со спектром референсного образца,
в котором изменение инфракрасного спектра, указывающее на
увеличение концентрации структуры β-протеина относительно референсного спектра и/или изменения инфракрасного спектра, указывающие на увеличение концентрации соединений, образующихся в образце во время оксидантного стресса, относительно референсного спектра, указывают на то, что данный пациент имеет болезнь Альцгеймера.
-1
-1
27. Способ по п. 26, в котором диапазон, специфичный для наличия β-протеиновой структуры, является диапазоном около 1640-1623 см, и/или диапазон, специфичный для наличия соединений, образующихся во время оксидантного стресса, является диапазоном между 1150 и 1000 см.
-1
-1
-1
28. Способ по п. 26 или 27, в котором изменение инфракрасного спектра, указывающее на увеличение β-протеиновой структуры относительно референсного спектра, представляет собой увеличение площади спектрального профиля в области между 1640-1623 см, и/или изменение инфракрасного спектра, указывающее на увеличение концентрации соединений, образующихся в образце во время оксидантного стресса, относительно референсного спектра, представляет собой увеличение площади спектрального профиля в области между 1150 см и 1000 см.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
29. Способ по п. 28, в котором упомянутое увеличение площади спектрального профиля в области между 1640-1623 см определяется как процент площади в области между 1640-1620 см относительно площади области амида I между 1670-1623 см, выраженное во вторых производных, и/или в котором упомянутое увеличение концентрации соединений, образующихся во время оксидантного стресса, определяется как процент площади в области спектра между 1150 см и 1000 см относительно площади в области между 3010 см и 2800 см.
30. Способ по любому из пп. 23-25, дополнительно включающий стадии способа по любому из пп. 24-29, применяемые к образцу от того же самого субъекта.
31. Способ по п. 30, в котором способ по любому из пп. 23-25 включает измерение рамановского спектра путем получения рамановского диапазона, включающего колебания, специфичные для β-
протеиновой структуры, рамановского диапазона, включающего колебания, специфичные для угловой деформации пептидной связи, рамановского диапазона, включающего колебания, специфичные для белковой структуры α-спирали и рамановского диапазона, включающего колебания, специфичные для третичной белковой структуры с остатками триптофана.
и
в котором способ по любому из пп. 24-29 включает измерение инфракрасного спектра путем получения диапазона, специфичного для наличия β-протеиновой структура, и специфичного диапазона, указывающего на наличие соединений, образующихся во время оксидантного стресса,
в котором изменение рамановского спектра, указывающее на увеличение относительно референсного спектра интенсивностей, специфичных для β-протеиновой структуры, изменение рамановского спектра относительно референсного спектра, указывающее на увеличение интенсивностей, специфичных для угловой деформации пептидной связи, изменение рамановского спектра относительно референсного спектра, указывающее на понижение интенсивностей, специфичных для белковой структуры α-спирали, изменение рамановского спектра относительно референсного спектра, указывающее на увеличение интенсивностей, специфичных для остатков триптофана в белковой структуре, изменение инфракрасного спектра относительно референсного спектра, указывающее на увеличение бета-листовой белковой структуры, и изменение инфракрасного спектра относительно референсного спектра, указывающее на увеличение концентрации соединений, образующихся в образце во время оксидантного стресса, указывает на то, что данный пациент имеет болезнь Альцгеймера.
32. Способ по п. 23 или 26, в котором образец плазмы представляет собой обезвоженную плазму.
33. Способ по п. 23 или 26, в котором референсный образец является плазмой, полученной у контрольного пациента.
34. Способ по п. 33, в котором контрольный пациент является пациентом, отнесенным к стадии 1 по шкале GDS.
35. Устройство для анализа образца плазмы, включающее
(i) приемник для получения образца плазмы,
(ii) по меньшей мере один спектрометр, выбираемый из рамановского спектрометра и инфракрасного спектрометра,
(iii) вычислительную систему, включающую средства для реализации диагностического способа по любому из пп. 23-34.
36. Устройство по п. 35, включающее рамановский спектрометр и инфракрасный спектрометр.
37. Компьютерная программа, включающая код, подходящий для выполнения диагностических способов по любому из пп. 23-34.
38. Носитель информации, содержащий компьютерную программу по п. 37.
39. Терапия, подходящая для лечения болезни Альцгеймера, для применения в лечении болезни Альцгеймера у субъекта, причем упомянутый субъект выбирается в соответствии со способом по любому из пп. 5-21.
40. Терапия для использования по п. 39, которая выбирается из группы, состоящей из ингибитора холинэстеразы, антагониста рецептора N-метил-D-аспартата (NMDA), анти-β-амилоидной иммунотерапии и ингибитора гамма-секретазы.