血浆miRNA表达谱与慢性乙肝炎干扰素疗效和乙肝病病毒复制相关性的初步研究

来源 :复旦大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mythology_leonie
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由乙型肝炎病毒(Hepatitis B virus,HBV)感染引起的乙型肝炎是严重危害人类健康的疾病,它能进一步发展为肝硬化、肝细胞癌(HCC)而导致死亡。据统计,全世界大约有3.5亿乙肝感染者,其中每年大约有120万患者由于急性或慢性乙肝感染而死亡。2006年全国乙型肝炎流行病学调查显示,我国1-59岁一般人群HBsAg携带率为7.18%,幼龄感染者中90%可以发展为慢性肝炎,其中又有40%可以发展为肝硬化,而成人感染者中只有5%转为慢性乙肝,其中有5-20%会发展为肝硬化。   干扰素α与核苷类似物,如拉米夫定、阿德福韦、恩替卡维、替比夫定等是HBV感染的主要治疗药物。由于干扰素疗法具有疗程较短(48周),复发率较低,抗原转换率较好的特点,在治疗慢性乙肝方面具有独特的优势。近年来,聚乙二醇化干扰素(又称长效干扰素,主要有PEG-IFNα2a,PEG-IFNα2b两种)由于体内半衰期达一周,在慢乙肝患者中获得了更高的e抗原血清转换和表面抗原血清转换(2.9%,PEG-IFNα2a)。然而,长效干扰素目前获得的e抗原血清转换率(PEG-IFNα2a32%,PEG-IFNα2b36%)、病毒核酸清除率仍远未令人满意,此外治疗容易引发如流感样症状、抑郁、性格改变等副作用,严重影响病人生活质量。因此,国内外研究者一直在探索如何在治疗前预测干扰素疗效,如Buster等通过分析病人治疗前临床参数(如ALT,HBVDNA,基因型等)与疗效的关系,制定了一个疗效预测指数,然而其预测灵敏度与特异性仍远未令人满意。   小非编码RNA(约22个核苷酸),又称小RNA(microRNA,miRNA)是一类存在于各种组织中,广泛参与多种生理与病理过程的小分子RNA。miRNAs通过与靶mRNA3’非翻译末端核苷酸配对促进其降解或抑制翻译,参与了包括细胞发育、造血、凋亡和细胞增殖等几乎所有生命活动。已有研究发现miRNA在血液中能以游离状态存在,并可作为肝脏损伤和肿瘤疾病非常敏感的分子标记。   为了探索慢性乙肝患者血浆miRNA表达谱与干扰素疗效的关系,本研究对94例接受普通与长效干扰素治疗的慢乙肝患者治疗前血浆抽提miRNA,进行基因芯片检测,其中66例归入训练集,28例归入测试集。根据miRNA与干扰素初期病毒学应答(early virological response,EVR)的相关性,通过OneR特征值排名方法获得最有预测意义的特征miRNA,通过支持向量机(Support VectorMachine,SVM)算法产生预测模型。为了获得最高的准确率,通过IFS曲线(incremental feature selection)与去一法(leave-one-out)交叉验证方法优化纳入模型的特征miRNA数量。结果显示,由11个miRNA(let-7a,miR-30a,miR-1290,miR-106b,miR-1224-5p,miR-939,miR-1281,miR-198,let-7f,miR-22和miR-638)组成的特征谱在训练集中获得74.2%的总体准确率,并在测试集中获得验证(准确率71.4%)。单因素与多因素logistic回归分析比较miRNA预测谱与相关临床参数与疗效的相关性显示:miRNA谱是与疗效相关的独立因素(单因素回归分析OR=7.35,p=2.12E-05,多因素回归分析OR=6.62,p=2.00E-05),而ALT水平只有较低的相关性(单因素回归分析OR=1.47,p=0.002,多因素回归分析OR=1.37,p=0.029)。将miRNA谱与ALT水平结合纳入logistic回归模型,总体预测准确率可由73.4%提高到77.3%。   为了评价血浆中miRNA水平与肝脏miRNA谱的关系,本研究进一步对94例病例中13份肝组织FFPE(formalin fixed paraffin embedded,福尔马林浸泡石蜡包埋)样本的miRNA谱进行基因芯片检测。相关性分析显示血浆miRNA谱与肝脏谱具有较高的相关性(单个病例相关性r=0.26-0.57 p=0.001-4.06×10-11,Pearson相关检验,11例总体相关性r=0.39,p<10-250)。如只考虑入选的11个miRNA,仍然能获得较显著的相关性(r=0.36,p=6.64×10-6)。这提示肝脏是血浆miRNA谱的主要来源,提示血浆miRNA谱可以间接反映肝miRNA的水平。   鉴于上述工作发现血浆miRNA谱能用来预测慢乙肝患者干扰素治疗的初期病毒学应答,了解入选miRNA在乙肝病毒生活周期以及干扰素信号通路中的作用,本研究进一步通过体外实验评价了11种miRNA与HBV复制的关系。将miRNA类似物(mimic)或抑制剂(inhibitor)与HBV复制型质粒共转染Huh7细胞后发现,miR-939,miR-638与let-7f类似物能显著抑制HBV抗原表达。Southern Blot结果进一步证实病毒核心颗粒DNA合成也受到抑制。将miRNA与HBV RNA稳定性荧光素酶报告基因共转染发现,miR-939,miR-638与let-7f不能直接靶向HBV RNA序列。此外,本研究还通过将miRNA与干扰素诱生、效应通路报告载体共转染实验,发现这些miRNA并未显著影响相关信号的转导。通过转染miR-939,miR-638与let-7f,检测细胞基因表达谱差异发现这三种miRNA能下调大量宿主基因,其中部分与肿瘤形成、炎症因子信号传导相关。   综上所述,本研究通过检测慢性乙型肝炎患者血浆miRNA谱,利用生物信息学方法优化获得一个由11个miRNA组成的可预测干扰素初期干扰素应答的模型,总体准确率达74.2%。进一步体外实验发现miR-939,miR-638与let-7f能抑制HBV复制,但并不靶向病毒RNA序列。我们的研究结果为进一步开发基于血浆miRNA的干扰素疗效预测试剂盒打下了基础,对入选miRNA的机制研究有助于了解感染慢性化过程中HBV与宿主相互调控的具体分子机制,有助于开发出新一代拮抗病毒复制药物提供分子靶标。
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