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【队列研究】多组学+机器学习 | 挖出深静脉血栓的"隐藏密码"!

【队列研究】多组学+机器学习 | 挖出深静脉血栓的"隐藏密码"! 丰信生命科学
2025-09-17
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导读:深静脉血栓(DVT)是创伤后发病和死亡的主要原因,它可导致多种并发症,如血栓后综合征、复发性 DVT 以及危及生命的肺栓塞(PE)。DVT 和 PE 统称为静脉血栓栓塞症(VTE)。研究整合代谢组和蛋

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多组学

|2025热门


多组学整合分析

多组学整合分析(如基因组、转录组、蛋白组、代谢组等)通过整合多层次数据,研究人员能够更全面地理解疾病机制,发现生物标志物,并推动精准医学的发展,正在成为生物医学研究的重要工具


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单细胞组学与空间组学

单细胞组学技术能够解析细胞异质性,而空间组学则进一步揭示了组织微环境的时空动态变化。这两项技术在肿瘤免疫微环境解析、罕见病机制挖掘、药物靶点筛选等领域展现出巨大潜力。

02

人工智能与组学大数据分析

云计算和深度学习技术的快速发展为组学大数据分析提供了新的机遇,人工智能在基因组学、蛋白质组学和转录组学中的应用,显著提高了数据分析的效率和准确性,目前AI技术正在推动组学研究从实验室向临床转化。

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类器官与组学技术

类器官技术结合组学分析(如单细胞转录组学、空间转录组学)在疾病模型构建和药物筛选中的应用日益广泛。类器官技术在神经损伤与再生研究中的应用被列为2025年的热点方向。

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微生物组学

微生物组学研究从传统的种类和数量分析转向更深层次的基因组、转录组和代谢组分析。在药物研发、环境工程和健康管理中的应用前景广阔,目前已被用于筛选药物靶点、评估环境污染修复效果等。

组学联合分析在临床研究中具有重要价值,能够全面揭示疾病机制,推动精准医学发展,提高诊断和治疗水平,并促进跨学科合作与创新。


1、全面理解疾病机制:通过整合基因组、转录组、蛋白组和代谢组等多层次数据,能够更全面地揭示疾病的分子机制,识别关键生物标志物和通路。


2、生物标志物发现:通过整合多组学数据,能够发现更可靠的生物标志物,用于疾病诊断、预后评估和治疗反应预测。


3、药物研发:联合分析能加速药物靶点的发现和验证,优化临床试验设计,提高新药研发的成功率。在国际范围内引起重视,推动保护消费者的活动。


4、疾病分型与个性化治疗:通过组学联合分析,能够更精确地进行疾病分型,为患者提供个性化的治疗策略。

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新案例


西安交通大学生命科学与技术学院郭燕教授团队通过整合680例骨折患者人群是否发生创伤后深静脉血栓(pt-DVT)代谢组学蛋白质组学,筛选疾病早期诊断标志物。


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研究背景

深静脉血栓(DVT)是创伤后发病和死亡的主要原因,它可导致多种并发症,如血栓后综合征、复发性 DVT 以及危及生命的肺栓塞(PE)。DVT 和 PE 统称为静脉血栓栓塞症(VTE)。该研究通过整合血浆代谢组学和蛋白质组学,系统分析创伤后深静脉血栓(pt-DVT)患者的代谢与蛋白变化,旨在揭示病理机制并开发诊断工具。

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实验方法

队列设计:纳入680例创伤骨折患者(发现队列580例,验证队列100例),分为pt-DVT组和对照组。

多组学分析:

① 代谢组学(LC-MS/MS),鉴定326种稳定代谢物,分为8类(如脂质、氨基酸等)。

② 蛋白质组学(DIA/DDA),量化524种血浆蛋白,分析差异表达蛋白。

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③ 机器学习模型,基于代谢物和临床参数(CPs)构建预测模型。

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研究结果

临床特征与代谢谱:680 例参与者纳入发现队列(580 例)和验证队列(100 例),基本特征在 pt-DVT 组和对照组间基本平衡。确定了 326 种稳定代谢物,PCA 显示两组代谢存在差异。共识别出 28 种与 pt-DVT 显著相关的代谢物,涉及多个代谢途径,还发现 14 个显著改变的临床参数,形成 PLT 和 RBC 两个典型临床特征簇。


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预测模型构建:基于代谢物和临床参数构建3种预测模型,模型2(仅代谢物)和模型3(代谢物 + 临床参数)预测效果良好,包含9种代谢物的模型 2表现最优。


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潜在治疗策略:蛋白质组学分析发现524种血浆蛋白,214种存在差异,KEGG 富集分析显示补体和凝血级联等15条通路显著改变。整合分析表明,糖酵解/糖异生 - TCA 循环上调可能通过调节红细胞ROS水平促进血栓形成,干扰该过程或为潜在治疗策略,还确定了50种潜在化合物。此外,发现炎症标记物 CRP 与 pt-DVT 相关代谢物和临床参数显著相关。



小结:该研究确定了28种代谢物、14个临床参数与pt-DVT相关,构建的9种代谢物指标有临床应用潜力。发现糖酵解 / 糖异生 - TCA 循环与血栓形成有关,但部分代谢物在不同研究中趋势不同。研究存在局限性,如创伤时间不统一、可能遗漏相关代谢物、无法校正创伤严重程度影响等。总体而言,该研究为 pt-DVT 的功能研究和临床早期诊断提供了基础。


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RayBio依托独有的精准蛋白质组学检测平台结合基因组、转录组、代谢组与AI驱动的数据分析平台,从实验设计到数据分析,我们提供一站式多组学服务,专业团队全程护航,助力科研与临床转化。


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