科研 | Human Reproduction:血浆miRNAs作为子宫内膜异位症生物标志物的研究

编译:Tigobin,编辑:十九、江舜尧。

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导读

子宫内膜异位症是指在子宫外存在子宫内膜样组织,表现为腹膜浅部病变、粘连等,是一种较为常见得慢性妇科疾病。部分患者无明显症状,常见的症状为慢性盆腔疼痛和不孕。目前的诊断金标准为腹腔镜可视化的组织学证实的病变,但这就意味着无法在早期提供诊断,提高治疗费用,降低患者生活质量。miRNA作为一类小的非编码调节RNA,广泛存在于细胞内,在如血清、血浆、脊椎液等细胞外液中亦可检测到,通过抑制翻譯或促进细胞质中 miRNA降解来控制转录后的基因表达。一些研究表明,大量的miRNA涉及子宫内膜异位症,在患者与健康人中的组织表达差异明显。

论文ID

原名:Plasma miRNAs as biomarkers for endometriosis

译名:血浆miRNAs作为子宫内膜异位症生物标志物的研究

期刊:Human Reproduction

IF:5.506(2018影响因子)

发表时间:2019年

通讯作者:A. Vanhie

通讯作者单位:Leuven University Fertility Centre

DOI号:doi:10.1093/humrep/dez116

研究设计

研究者通过小RNA测序进行全基因组miRNA表达谱分析,以确定一组具有子宫内膜异位症患者和非子宫内膜异位症患者之间的区分潜力的血浆miRNAs。RT-qPCR证实了该miRNAs的表达。采用逐步特征选择的多元Logistic回归方法建立诊断模型。在最后一步,模型在一个独立的患者队列中进行了验证测试(图1)。

图1 研究概述。

结果

1. 发现和验证队列的描述。

来自发现和验证队列的患者的临床特征如表1所示。除了中度/重度子宫内膜异位症在发现队列中的比例明显较大(P=0.029)外,发现队列和验证队列之间没有显著差异。

表1 发现和验证队列的患者特征。

2. 血浆样品的质量控制。

研究者发现39个样本的溶血风险较低(miR-Ratio<5),31个样本的溶血风险中等(5<miR-Ratio<7),50个样本的溶血风险较高(miR-Ratio>7)。

3. microRNA生物标志物的发现。

为了在子宫内膜异位症患者和非子宫内膜异位症患者之间识别具有区分潜力的miRNAs,无论它们在单变量分析中的差异表达如何,研究者进行了多变量Logistic回归。首先,作者比较了所有周期联合时相和单独周期时相(月经、卵泡和黄体)的病例和对照组。其次,作者对轻度子宫内膜异位症和中度重度子宫内膜异位症进行了子分析,共12项分析。根据miRNAs的区分力进行排序,从12个分析中选出排名前10位的miRNAs,用RT-qPCR证实miRNA的表达。由于不同分析中排名靠前的miRNA之间的重要重叠,这导致了42个miRNAs的小组,如表2所列。在42个miRNAs中,5个在单变量分析中有差异表达(即在多个检验校正前,使用Mann-Whitney U检验的6个比较中至少有1个差异表达P<0.05)(表2)。
表2 通过对RNA-seq数据进行多变量logistic回归,筛选出42个mirna。

4. 诊断模型的发展。

研究者采用多元 logistic回归和逐步特征选择建立了三种子宫内膜异位症诊断模型:模型1用于区分对照组和子宫内膜异位症各期患者;模型2和模型3用于区分对照组和子宫内膜异位症轻度(I期)或中度(III-Ⅳ期)患者(表3)。所有模型都由三个miRNA组成,其中hsa-miR-28-5p存在于所有模型中,has-miR-21-5p存在于模型1和模型3中。模式1(hsa-let-7d-5p、hsa-miR-21-5p和hsa-miR-28-5p)的AUC为73%,敏感度高(85%),特异度低(49%)。(表3)。模型2(hsa-miR-125b-5p、hsa-miR-28-5p和hsa-miR29a-3p)诊断子宫内膜异位症的AUC为77%,敏感性为80%,特异性为62%(表3)。模型3(hsa-miR-215p、hsa-miR-28-5p和hsa-miR-30a-5p)的AUC最好(81%),对III-IV期子宫内膜异位症的特异性高(89%),最佳分界点的敏感性为63%(表3)。
表3 逻辑回归模型概述。

5. 诊断模型的验证。

在研究者项目的最后一步,研究者在一个独立的验证队列中验证了诊断模型(图2)。模型1和模型3在AUC为50%(图2)的情况下,诊断准确率下降到机率性能水平。模型2在验证队列中的AUC为60%,在最佳截断点时,可以检测出轻度-轻度子宫内膜异位症,可接受的灵敏度为78%,但特异性非常低,仅为37%(图2)。

2 独立患者队列中诊断模型的验证。黑色曲线=发现队列;红色曲线=验证队列。列联表中的数据来自验证队列。

6. 月经周期时相对miRNA水平的影响

为了评估月经周期对循环miRNA水平的潜在影响,研究者比较了41个miRNA在黄体期、卵泡期和月经期的水平。在发现和验证队列中没有miRNA有显著的周期变化。因此,观察到的变化更有可能是由于生物变异性,而不是真正的月经周期效应。

结论

在这项研究中,作者研究了血浆miRNAs作为不孕和疼痛妇女子宫内膜异位症生物标记物的潜力。研究结果支持某些 miRNAs与子宫内膜异位症之间可能的生物学联系。鉴于miRNAs水平的重要个体自然变异,这些 miRNAs作为临床有用生物标记物的潜力值得怀疑。为了回答miRNAs是否可以用于子宫内膜异位症的非侵入性诊断的问题,有必要在描述良好的患者群组中进行大规模的研究,包括严格的 miRNAs表达分析方法、足够的统计能力和独立的验证步骤。

评论

本研究的优势在于严谨的方法设计,为了减少由于样本处理差异造成的对结果的影响,生物库采用严格的标准操作程序,子宫内膜异位症的分期由经验丰富的临床外科医生进行;使用了具有高度验证的 miRNA表达分析和数据处理工作流,采用了多元 logistic回归和逐步特征选择的方法来建立诊断模型,并使用RT-qPCR验证开发的诊断模型。本研究的限制在于不是前瞻性研究,而是一项基于生物库的回顾性群组研究,为了排除潜在的变异性和偏倚,对群组的选择排除了接受了激素抑制治疗的患者,主要从不孕症患者的子宫内膜异位症的疼痛症状中选择样本,后续实验需要更多的研究来证实我们在有疼痛和无不孕的患者群体中的数据。

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