循環(huán)核酸標志物與精準醫(yī)學課件

1、循環(huán)核酸標志物與精準醫(yī)學中國人民解放軍總醫(yī)院轉化醫(yī)學中心實驗室出生缺陷干預救助示范中心臨床數(shù)據(jù)與生物樣本庫醫(yī)技部生化科田亞平精準醫(yī)學精準檢測 精準醫(yī)學是應用現(xiàn)代遺傳技術、分子影像技術、生物信息技術，結合患者生活環(huán)境和臨床數(shù)據(jù)，實現(xiàn)精準的疾病分類及診斷，制定具有個性化的疾病預防和治療方案。 精準檢測是指利用現(xiàn)有技術精密、準確的實現(xiàn)各種檢測任務。包括實驗室、影像學、臨床表型、基因型等。臨床醫(yī)學是一個逐步精準化的過程中華傳說與現(xiàn)代基因組學 醫(yī)學模式轉變過去 現(xiàn)在 未來醫(yī)學數(shù)據(jù) 望聞問切 醫(yī)學檢查 生物信息醫(yī)療工作 臨床經驗 檢查結果 數(shù)據(jù)支持治療效果 經驗醫(yī)療（差） 循證醫(yī)療（好） 精準醫(yī)學（準）臨

2、床決策循證決策機制決策算法決策SpecificityIncreaseSensitivityIncreaseBenignHealthyCancercut off檢驗指標的臨床應用Petra Stieber , Roche Diagnostics Oncology Symposium 2011人類基因組等各種“組學”計劃使我們更了解生命過程的本質，為臨床醫(yī)學提供了前所未有的發(fā)展空間！伴隨基因組等多組學計劃的完成，目前醫(yī)學領域的“正常人群”的意義將發(fā)生改變，以基因型分類的方式將出現(xiàn)；從基因檢測結果分析，每個人將是獨一無二的。/tcga/tcgaHome2.jsp檢驗醫(yī)學The potential o

3、rigins of ctDNA and the hypothesis of genometastasis.Three potential origins of ctDNA: (1) apoptotic tumor cells, (2) Living tumor cells, and (3) circulating tumor cells. Additionally, according to the hypothesis of genometastasis, ctDNA may transform normal cells to tumor cells, resulting in distan

4、t metastasis.Biomarkers Pattern Clustering in n-Space M1s1s2snsn-1 M2 MmM2M1M4controlcancer biomarkers networkM1 , M2 and M4 are network biomarkersg1g2gngijs1s2snsn-1g3samplegij : gene expression of gene i for sample j with databaseMijNetwork and clusteringnetworkSamplenetworkstatistical analysis Ne

5、twork decompositionRed: highGreen: lowLowHigh Network biomarker scoreDisease samples: Normal samples: Network scoreChen, et al., Scientific Reports, 2, 342, 2012; Liu, et al., Scientific Reports, 2, 813, 2012; Liu, et al., MedicinalResearchReviews, 2013 Clinical DatabiomarkersMethods, 2015 /10.1016/

6、j.ymeth.2015.05.0112122主要任務1. 新一代臨床用生命組學技術的研發(fā)2. 大規(guī)模人群隊列研究3. 精準醫(yī)學大數(shù)據(jù)的資源整合、存儲、利用與共享平臺建設4. 疾病防診治方案的精準化研究問題與難點國內外疾病分類現(xiàn)狀和精準醫(yī)學大數(shù)據(jù)處理與利用具有共性需求和不同的表述，需要解決臨床表型和基因組數(shù)據(jù)的信息表示、疾病分類、臨床術語等標準化問題；整合與解決數(shù)據(jù)分析處理工具、數(shù)據(jù)搜索及跨數(shù)據(jù)集檢索系統(tǒng)、數(shù)據(jù)安全與隱私保護等關鍵技術研究；構建涵蓋數(shù)據(jù)匯集、整合、管理、分析、展現(xiàn)、共享整個流程的開放式精準醫(yī)學大數(shù)據(jù)利用服務平臺。研究重點（1）研究以臨床表型為基礎的、整合生命組學數(shù)據(jù)的疾病分類標

7、準，以及信息模型和標準元數(shù)據(jù)規(guī)范，建立疾病臨床表型術語集及知識圖譜；（2）研究群體和個體臨床表型數(shù)據(jù)與生命組學數(shù)據(jù)的預處理、特征提取、關聯(lián)分析等標準化方法、技術和相應處理工具; （3）研究融合多組學與臨床病歷、檢查檢驗、影像、病理、隨訪等精準醫(yī)學大數(shù)據(jù)智能搜索和跨庫檢索方法，開發(fā)滿足多樣化需求的智能搜索引擎和跨庫檢索系統(tǒng)；（4）研究支持大規(guī)模存儲和并行處理的精準醫(yī)學大數(shù)據(jù)平臺架構，研發(fā)數(shù)據(jù)匯集、整合、管理、展現(xiàn)、共享服務組件，集成各類數(shù)據(jù)分析處理工具，構建共享服務平臺；（5）研究用戶認證、加密傳輸、網絡安全防護、數(shù)據(jù)訪問控制等精準醫(yī)學大數(shù)據(jù)平臺安全技術體系，研發(fā)符合倫理規(guī)范的數(shù)據(jù)去隱私化處理系

8、統(tǒng)。Fischer et al. BMC Medical Ethics (2016) 17:32Scientific Reports 2014預測microRNA前體并細胞生物學驗證通過GO分析預測其主要調控信號通路是：IL-1, MAP3K14, PAX 7, PIGK, SEMA5B and TSHR.動脈粥樣硬化相關microRNA研究設計AS 15（pool）UAP15（pool）Solexa生物信息學分析 Novel miRNAControl15（pool）納入標準：在我院行CTA檢查的查體人群，無臨床心血管疾病表現(xiàn)，排除患有腫瘤、免疫及其它感染性疾病患者。UAP診斷標準：具有典型胸

9、痛，心電圖示：ST段壓低lmm或ST段抬高3mm，發(fā)作終止ST段改變恢復正?；虬橛蠺波倒置。初篩階段研究對象臨床資料變量Control (n=15)AS (n=15)UAP (n=15) total p年齡52.135.5552.86.43536.130.9185性別 (男性%)10 (66.67%)10 (66.67%)10 (66.67%)1BMI25.452.5625.982.4925.642.510.8440吸煙 (%)6 (40%)6 (40%)6 (40%)1糖尿病(%)2 (13.33%)2 (13.33%)3 (20%)0.8444高血壓 (%) 4 (26.67%)7 (46

10、.67%)5 (33.33%)0.5072血脂異常 (%)5 (33.33%)9 (60%)9 (60%)0.2410肌酐(mmol/L)71.2310.8973.412.275.1414.640.6999實驗結果2.1 研究對象臨床信息ASASASAS小分子RNA 共有序列比較 A：Control和AS組相比；B: Control和UAP組相比；C：AS和UAP組相比Solexa測序結果分析3個候選新 miRNA 在各組含量IDcounts (reads)controlASUAPN1034463N2136391259N31273543個候選新 miRNAs（N1、N2、N3）的序列新microRNA的預測3個候選新 miRNAs的空間構象新microRNA的結構預測expression level (2- CT)*Mir-N3Mir-N1expression level (2- CT)*expression level (2- CT)Mir-N2新miRNAs N1，N2， N3在三組的表達Sun Q, Jia X, Gao J, Zhang P, Mou W, Yang C, Tong H, Wen X, Tian Y*. Identification and characterization of novel serum