基于多重生物信息整合的类风湿关节炎寒湿痹阻证新型生物标志物的识别与验证

作者：李涛; 陈文佳; 张彦琼; 刘维; 林娜; 刘雪婷^*

来源：中国中药杂志, 2023, 48(24): 6721-6729.

DOI：10.19540/j.cnki.cjcmm.20231105.401

• 类风湿关节炎
• 寒湿痹阻证
• 转录组学
• 基因集富集分析
• 加权基因共表达网络分析
• ATP酶蛋白酶26S亚基2

通过整合基因集富集分析(gene set enrichment analysis, GSEA)、加权基因共表达网络分析(weighted gene correlation network analysis, WGCNA)与临床独立样本集验证，识别类风湿关节炎(rheumatoid arthritis, RA)寒湿痹阻证的新型生物标志物。首先收集临床诊断为RA寒湿痹阻证患者、RA非寒湿痹阻证患者与健康志愿者的全血样本，开展转录组测序。以RA非寒湿痹阻证患者与健康志愿者作为对照，筛选RA寒湿痹阻证的差异表达基因集；进而，开展GSEA和WGCNA的整合挖掘，获取关键差异表达基因作为该病证的候选生物标志物。再利用临床独立验证样本(每组≥10例)对上述病证候选生物标志物的表达水平进行实时荧光定量PCR(real-time quantitative polymerase chain reaction, RT-qPCR)验证，采用受试者工作特征(recei-veroperator characteristics, ROC)曲线等评价其辨证效能。研究结果显示，与健康对照组相比，获得3 601个RA寒湿痹阻证相关差异表达基因(包含106个上调表达基因和3 495个下调表达基因),其最显著富集于“免疫-炎症”调节、激素调节、物质和能量代谢相关通路，其次是细胞功能调控和滑膜血管翳生成相关通路等。并通过GSEA和WGCNA表明，变异系数、作用通路和生物模块代表性均排名前50%的关键差异基因ATP酶蛋白酶26S亚基2(proteasome 26S subunit, ATPase 2,PSMC2)为RA寒湿痹阻证的候选生物标志物。进一步，利用临床独立样本集的验证结果显示，PSMC2针对RA寒湿痹阻证的辨证效能参数——F1检测值、特异度、准确度、精确度分别为70.3%、61.9%、64.5%、81.3%,ROC曲线下面积(area under the curve, AUC)为0.96。综上，该研究应用“GSEA-WGCNA-验证”整合策略，识别出PSMC2为RA寒湿痹阻证的新型候选生物标志物之一，有助于提高RA核心证候的中医临床诊疗水平和辨证客观化水平。

• 单位
  中国中医科学院中药研究所; 天津中医药大学第一附属医院