基于WGCNA和机器学习筛选帕金森病免疫相关关键基因

目的:在帕金森病的发病过程中,免疫系统的异常激活和炎症反应起着重要作用。然而,目前对于免疫相关关键基因在帕金森病发生和发展中的具体作用和作用机制的了解仍然有限。本研究旨在通过加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)和机器学习筛选帕金森病免疫相关关键基因。方法:从基因表达综合(Gene Expression Omnibus,GEO)数据库下载基因芯片数据,采用WGCNA筛选出与帕金森病相关的重要基因模块;将重要模块中的基因导出,绘制帕金森病重要相关基因与免疫相关基因的韦恩图,从而筛选出帕金森病免疫相关基因。采用基因本体(gene ontology,GO)分析和京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)深入分析免疫相关基因的功能及参与的信号通路。通过R语言的CIBERSORT包进行免疫细胞浸润分析。采用生物信息学方法和3种机器学习方法[最小绝对收缩和选择算子(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)回归、随机森林(random forest,RF)和支持向量机(support vector machine,SVM)]对筛选出的帕金森病免疫相关基因进行进一步筛选研究,绘制4种方法筛选的差异表达基因的韦恩图,筛选交集基因即中心节点(hub node,hub)基因。通过STRING数据库搜索帕金森病hub基因的下游蛋白质,绘制蛋白质互作网络图。结果:筛选出帕金森病重要模块基因中与免疫相关的基因218个,其中45个为上调基因,50个为下调基因。富集分析结果显示218个基因主要在免疫系统对外来物反应和病毒感染通路富集。免疫浸润分析结果表明,CD4^(+)T细胞、NK细胞、CD8^(+)T细胞、B细胞在帕金森病患者样本中的浸润百分率较高,静息NK细胞、静息CD4^(+)T细胞在帕金森病患者样本中显著浸润。4种方法筛选出的hub基因为ANK1基因。交集基因蛋白质互作网络分析结果显示,ANK1基因翻译表达的11个蛋白质主要参与信号转导、铁稳态调节及免疫系统激活等功能。结论:通过WGCNA和机器学习方法,筛选出帕金森病免疫相关关键基因ANK1,该基因可能成为帕金森病诊断和治疗的候选靶点。

基于心脑血管疾病发病风险预测的CatBoost算法和贝叶斯网络模型分析

目的:筛选影响心脑血管疾病发病的主要特征变量,基于排序前10位的特征变量构建心脑血管疾病发病风险贝叶斯网络模型,为心脑血管疾病发病风险预测提供参考。方法:从英国生物样本(UK Biobank)数据库中纳入315896例参与者和相关变量,通过类别型特征提升(CatBoost)算法进行特征选择,将所有参与者按7∶3比例随机分为训练集和测试集,并基于最大最小爬山(MMHC)算法构建贝叶斯网络模型。结果:本研究中人群心脑血管疾病患病率为28.8%。CatBoost算法筛选的排名前10位变量分别为年龄、体质量指数(BMI)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、总胆固醇(TC)、甘油三酯-葡萄糖(TyG)指数、家族史、载脂蛋白A/B比值、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、吸烟状态和性别。CatBoost训练集模型受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)为0.770,模型准确性为0.764;验证集模型AUC为0.759,模型准确性为0.763。临床效能分析,训练集阈值范围为0.06~0.85,验证集阈值范围为0.09~0.81。心脑血管疾病发病风险贝叶斯网络模型分析,年龄、性别、吸烟状态、家族史、BMI和载脂蛋白A/B比值与心脑血管疾病直接相关,是心脑血管疾病发生的重要风险因素,TyG指数、HDL-C、LDL-C和TC通过影响BMI和载脂蛋白A/B比值间接影响心脑血管疾病的发生风险。结论:控制BMI、载脂蛋白A/B比值和吸烟行为,可以降低心脑血管疾病的发病风险。贝叶斯网络模型可用于预测心脑血管疾病发病风险。

健康中国视域下健康投资相关系统协调互动关系研究

目的:分析我国健康投资、教育投资与经济发展耦合协调关系,为促进协调型中国建设与高质量发展提供参考。方法:采用综合评价指数与相对发展度对我国三元子系统综合发展水平进行测评,利用耦合协调度模型分析三元子系统协调发展水平。结果:2020年我国健康投资、教育投资与经济发展综合水平存在明显省际、区域差异,西部和北部省份系统发展水平总体低于东部和南部省份;三元子系统相对发展类型为A1、A2、A3、B的省份比例为13∶4∶49∶27,系统高水平发展的主要矛盾是经济发展水平相对滞后。其次是健康投资相对滞后,教育投资对系统高质量发展发挥着推动作用;三元子系统协调发展的平均水平为0.569,总体协调水平较好,东南沿海省份多处于协调期,中部地区省份多为初级协调和勉强协调,而西部地区省份多处于拮抗期,三元子系统协调发展水平较差。结论:强化健康投资水平及公平性,完善健康投资先行的人民健康促进政策;以人力资本积累为目标,健全健康投资与教育投资双内核动力机制;强化地区经济支撑能力,锚定经济高质量发展优先项和着力点。

中国老年人慢性病现状及其与抑郁症状的关系

目的:分析中国老年人慢性病患病现状及其与抑郁症状的关系。方法:采用2020年中国健康与养老追踪调查数据,纳入60岁以上老年人8358人,分析其15种慢性病患病情况。同时患有2种及以上慢性病为共病。采用简版流调中心用抑郁量表判定是否存在抑郁症状。结果:8358名老年人中,慢性病患病率为86.2%,其中共病率为66.2%;抑郁症状检出率为41.0%。控制年龄、性别、配偶状况、文化程度、居住地区和参保情况后,高血压、关节炎或风湿病、胃部或消化系统疾病、血脂异常、心脏病、糖尿病或血糖升高、慢性肺部疾病、肾脏疾病、中风、哮喘、肝脏疾病、记忆有关疾病、情感及精神问题、帕金森症与老年人抑郁症状相关,OR(95%CI)分别为1.240(1.132~1.358)、2.095(1.912~2.297)、1.895(1.722~2.086)、1.415(1.281~1.564)、1.595(1.440~1.766)、1.411(1.252~1.590)、1.737(1.541~1.957)、2.030(1.771~2.327)、2.037(1.742~2.383)、1.854(1.571~2.188)、1.622(1.374~1.914)、3.006(2.425~3.726)、2.847(2.136~3.794)、2.427(1.686~3.494);且共病患者比单病患者更容易出现抑郁症状。结论:我国老年人慢性病患病率和抑郁症状检出率都处于较高水平;两者关系密切。

五年制临床医学本科生早科研训练现况调查与策略

目的:调查并分析地方医学院校五年制临床医学本科生早期科研训练现况,探索更为成熟的本科生科研能力培养模式。方法:随机抽取我校2016—2019级临床医学本科生为调研对象,调查其科研参与现状,从本科生对科研的认知;申请助研的意愿及行动;导师对个人学习、生活及成长的影响;与导师沟通相处情况及对本科生科研开展的建议进行调查。结果:76.01%调研对象认为有必要参加科研;申请助研的学生中89.93%在大一、大二期间提出申请;助研本科生中81.52%认为导师培养了自己独立思考的能力,92.39%掌握了实验技能,61.96%收获了个人成长。结论:本科生助研是开展临床医学生早期科研训练的有效模式,有待继续优化以促进本科生科研创新能力培养。

2030年山东省结直肠癌死亡负担预测及危险因素控制效果模拟

目的预测2030年山东省结直肠癌(colorectal cancer,CRC)的死亡负担,评估控制危险因素对减轻CRC死亡负担的效果。方法基于死亡风险与危险因素的相关性和比较风险评估理论,利用山东省危险因素监测数据和CRC死亡数据,结合WHO危险因素控制目标,设定不同的危险因素控制场景,采用比例变化模型估计2030年不同场景下CRC死亡情况。结果若危险因素暴露按自然趋势发展,2030年山东省>20岁人群CRC的死亡数和死亡率将比2013年分别增加47.68%和35.51%,标化死亡率和过早死亡概率将分别降低14.48%和10.10%。饮酒或BMI控制达标场景下,2030年山东省>20岁人群过早死亡概率将比2013年减少12.11%和11.02%。所有危险因素控制达标场景下,2030年山东省将避免413.24人死亡,过早死亡概率将降低13.14%。结论自然趋势下,2030年山东省>20岁人群CRC死亡数和死亡率将比2013年高,标化死亡率与过早死亡概率将下降。若所有危险因素控制达标,可降低CRC的负担,提示应加强控制饮酒和BMI管理等措施,以降低山东省CRC的死亡负担。

大学生移动健身APP使用状况及其与健康生活方式的关系

目的调查大学生移动健身APP使用情况及健康生活方式,为提高大学生健康素质、推进全民科学健身提供理论依据。方法2023年8—10月,采用分层整群随机抽样方法从山东省济南市、潍坊市共抽取3所高校591名大学生,采用自行设计问卷进行移动健身APP使用行为及健康生活方式的线上问卷调查。采用t检验和方差分析评估大学生健康生活方式在不同特征组间的差异,运用分层线性回归分析大学生移动健身APP使用对健康生活方式的影响。结果大学生移动健身APP使用率为82.57%(488名),健康生活方式平均得分为(3.49±0.66)。不同居住地、年级、专业、月生活费、个人年就诊次数、家庭年均医疗费用间的大学生健康生活方式得分差异均有统计学意义(t/F值分别为23.82,4.87,6.07,10.17,3.79,16.92,P值均<0.05)。分层线性回归分析结果显示,大学生对移动健身APP的总体评价、对移动健身APP的推荐意愿均是健康生活方式的主要相关因素(β值分别为0.47,0.06,P值均<0.05)。结论大学生对移动健身APP的使用程度较高,移动健身APP与健康生活方式正性相关。应加大对移动健身APP的宣传和推广,促进大学生养成健康生活方式。

学校餐饮食品中微生物污染状况及致病菌毒力基因分析

目的掌握学校餐饮及其周边餐饮食品中微生物的污染情况及其携带的毒力基因特征,为食源性疾病的防治提供科学指导。方法2021年5月—2022年10月采集学生食品,按照《食品安全国家标准食品微生物学检验》(GB 4789.4—2016)方法进行单核细胞增生李斯特菌、副溶血性弧菌、金黄色葡萄球菌、蜡样芽胞杆菌、沙门菌、肠集聚性大肠埃希菌的分离鉴定。采用PCR的方法对检测出的56株蜡样芽胞杆菌进行12种毒力基因的检测。采用占比对分类变量进行描述,采用χ^(2)检验进行致病菌检出率的比较。结果食源性致病菌的阳性检出率为17.62%,其中蜡样芽胞杆菌阳性样本56份、金黄色葡萄球菌阳性样本5份、肠集聚性大肠埃希菌阳性样本2份、单核细胞增生李斯特菌阳性样本2份。采集的凉拌菜、盒饭、熟制米面制品中均检出食源性致病菌。不同种类食品样本中致病菌的检出率差异有统计学意义(χ^(2)=17.946,P=0.003)。检测的56株蜡样芽胞杆菌中毒力基因携带率为100.00%,90.00%的菌株同时携带2种以上毒力基因,nheB基因携带率最高为58.93%,其次为nheC基因和cytK基因的32.14%和26.79%。结论学生午餐及学校周边餐饮食品中存在微生物污染情况,且蜡样芽胞杆菌毒力基因携带率高,存在引发食源性疾病风险,应加大监管力度。

稀有人参皂苷对环磷酰胺所致雌性大鼠生殖损伤的改善作用:基于代谢组学

目的基于代谢组学分析稀有人参皂苷(RGS)对环磷酰胺(CP)所致雌性大鼠生殖损伤的改善作用。方法将24只雌性大鼠分为4组:空白对照(NC)组、RGS组、CP组、CP+RGS组,每组6只,CP组和CP+RGS组腹腔注射CP(30 mg/kg)5 d进行造模,CP+RGS组并予灌胃RGS(50 mg/kg)进行干预。观察各组大鼠的一般生长状况,计算脏器指数,HE染色后观察卵巢、子宫、肝脏及肾脏的组织病理学变化,检测血清雌二醇、卵泡刺激素(FSH)、黄体生成素(LH)和炎症因子白细胞介素(IL)6、IL-1β、肿瘤坏死因子α水平;采集各组大鼠的尿液,使用超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)联用技术对尿液的代谢产物进行代谢组学分析,筛选差异代谢物并富集分析代谢通路。结果与NC组比较,CP组大鼠卵巢指数[(0.054±0.015)%]、子宫指数[(0.293±0.036)%]、雌二醇水平[(62.9±6.4)pmol/L]均显著降低(P均<0.05),血清FSH、LH、IL-6、IL-1β水平[分别为(20.4±1.0)U/L、(29.0±3.0)U/L、(185.4±28.6)ng/L、(72.9±2.0)ng/L]均显著升高(P均<0.01);与CP组相比,CP+RGS组大鼠卵巢指数[(0.075±0.010)%]明显升高(P<0.05),血清雌二醇水平[(122.1±16.2)pmol/L]明显升高(P<0.01),血清FSH、IL-6、IL-1β水平[分别为(16.7±1.0)U/L、(111.8±17.4)ng/L、(60.1±2.2)ng/L]均显著降低(P均<0.01)。使用UPLC-MS联用技术进行代谢组学分析显示,从尿液中共检测到352个代谢物,根据筛选条件发现其中12种是与CP组的生殖损伤相关的差异代谢物,经RGS治疗后向NC组方向改善;RGS的治疗作用与多种代谢通路相关,包括嘌呤代谢、牛磺酸和次牛磺酸代谢通路等。结论RGS可能是通过影响嘌呤代谢等通路,减少炎症发生,进而改善CP对雌性大鼠生殖系统造成的损伤。

卒中后痴呆发病和死亡风险及影响因素研究

目的研究卒中后发生痴呆及死亡的风险及其影响因素,为降低卒中后痴呆发生风险提供科学依据。方法基于英国生物银行(UK Biobank)数据库构建随访队列,采用多状态模型进行卒中和痴呆转归风险预测及影响因素分析。结果在不考虑协变量影响的情况下,6种转归路径中,由痴呆到死亡的累积风险最高,其次为卒中→死亡、卒中→痴呆。卒中后发生痴呆的概率风险是基线状态发生痴呆的4.1倍。年龄(≥45岁)、男性、有当前或既往吸烟史、有时或经常午睡、低体力活动、中心性肥胖和当前饮酒是基线人群3种转归状态(卒中、痴呆和死亡)的影响因素。当前饮酒状态可降低基线人群发生卒中、痴呆和死亡的风险。高龄(≥65岁)[风险比(hazard ratio,HR)=14.15,95%置信区间(confidence interval,CI):1.97~101.39]、有时午睡(HR=1.55,95%CI:1.19~2.02)和中心性肥胖(HR=1.43,95%CI:1.05~1.95)是卒中人群发展为痴呆的危险因素;高体力活动是卒中患者发生痴呆的保护因素(HR=0.72,95%CI:0.52~0.99)。年龄(≥55岁)、男性(HR=1.40,95%CI:1.26~1.56)、当前吸烟(HR=1.25,95%CI:1.06~1.47)和有时午睡(HR=1.14,95%CI:1.03~1.27)是痴呆患者发生死亡的危险因素。结论高龄(≥65岁)、有时午睡和中心性肥胖会增加卒中人群发生痴呆的风险,高体力活动会降低痴呆的发生风险。多状态模型可用于展示疾病转移的影响因素及程度,揭示疾病进程的变化规律。

基于倾向评分法对重组人生长激素治疗生长激素缺乏症和特发性矮小症患儿的疗效及安全性评价

目的:探讨重组人生长激素(rhGH)治疗生长激素缺乏症(GHD)和特发性矮小症(ISS)患儿的临床疗效,阐明其在不同病因矮身材患儿中的临床应用价值。方法:收集2018年1月—2023年1月就诊并接受rhGH治疗的132例矮身材患儿的临床资料,按照病因不同分为GHD组(n=70)和ISS组(n=62),选取并计算患儿骨龄、靶身高(TH)、体质量指数(BMI)、身高标准差分值(HtSDS)、治疗前和治疗6个月后身高标准差分值变化(ΔHtSDS)及生长速率(GV)等生长指标,采用倾向性评分匹配法(PSM)和逆概率加权法(IPTW)均衡2组患儿混杂因素,评价2组患儿临床疗效和安全性。结果:2组患儿是否为足月生产、骨龄、骨龄成熟度和TH比较差异有统计学意义(P<0.05)。与治疗前比较,GHD组和ISS组患儿治疗6个月后身高和HtSDS均明显增加(P<0.05)。PSM法匹配前,2组患儿是否为足月生产、骨龄、骨龄成熟度和TH组间比较差异均有统计学意义(P<0.05);PSM法匹配后,2组患儿性别、地区、是否为足月生产、分娩方式、喂养方式、年龄、骨龄、身高、BMI、TH和治疗前HtSDS组间比较差异均无统计学意义(P>0.05);除地区外,各协变量的标准均值差(SMD)均<0.2。IPTW法加权后,2组患儿性别、地区、是否为足月生产、分娩方式、喂养方式、年龄、骨龄、身高、BMI、TH和治疗前HtSDS各协变量组间比较差异均无统计学意义(P>0.05);除是否为足月生产外,各协变量SMD均<0.2。均衡协变量前、PSM法匹配后和IPTW法加权后,与GHD组比较,ISS组患儿GV和ΔHTSDS均略有升高,但差异均无统计学意义(P>0.05)。2组患儿不良反应,GHD组患儿发生空腹高血糖2例(2.68%),甲状腺功能减退7例(10.00%);ISS组患儿发生空腹高血糖3例(4.84%),甲状腺功能减退2例(3.23%)。结论:rhGH可促进GHD与ISS患儿身高增长,且对GHD与ISS患儿增高疗效无明显差异。在用药过程中,患儿不良反应发生率较低,整体安全性良好。