一滴血預(yù)測未來疾病/死亡風(fēng)險或?qū)⒊烧?/h4>
- 2023 - 12 - 04
在2023年11月28日（當(dāng)?shù)貢r間）看疙，復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院程煒研究員、馮建峰教授團隊與附屬華山醫(yī)院郁金泰教授團隊车荔，聯(lián)手在Nature Communications期刊上發(fā)表了一篇題為“Plasma proteomic profiles predict individual future health risk”的研究論文失乾。該研究基于血漿蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)勇边，利用人工智能算法寇蚊，創(chuàng)新性地研發(fā)了一種全新的蛋白風(fēng)險評分，能夠預(yù)測未來可能出現(xiàn)的多種疾病以及死亡等重大健康結(jié)局开缎。這一新方法在臨床應(yīng)用中的價值得到了驗證棕叫，其研究結(jié)果展示了血漿蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)的廣闊應(yīng)用前景，對疾病的早期預(yù)警和精準(zhǔn)防控具有重大意義奕删。
研究團隊利用英國生物樣本庫(UK Biobank)的數(shù)據(jù)俺泣，對45種常見疾病及死亡進行了超過14年的跟蹤隨訪。這些疾病其中的45種結(jié)局涵蓋了國際疾病分類第十版中的(International Classification of Disease 10th Revision, ICD-10)全因死亡和所有系統(tǒng)性疾病，包括感染性伏钠、血液横漏、內(nèi)分泌、精神熟掂、神經(jīng)缎浇、感官、循環(huán)赴肚、呼吸素跺、消化、皮膚誉券、肌肉骨骼指厌、泌尿生殖和癌癥等重大健康結(jié)局。研究采用了迄今為止全球最大的蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)(52,006被試)横朋，通過分析OLINK平臺檢測的1,461種血漿蛋白質(zhì)測序數(shù)據(jù)仑乌，開發(fā)了一種全新的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的蛋白風(fēng)險評分(Proteomic Risk Score, ProRS)百拓。該評分對呼吸系統(tǒng)疾病琴锭、循環(huán)系統(tǒng)疾病、糖尿病衙传、肺癌决帖、前列腺癌的預(yù)測準(zhǔn)確率超過85%，對全因死亡蓖捶、癡呆地回、腎衰竭、肥胖俊鱼、慢性肺栓塞的預(yù)測準(zhǔn)確率超過80%刻像。
共同通訊作者，復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院郁金泰教授表示：“既往針對蛋白質(zhì)組學(xué)的研究往往聚焦于研究人員各自感興趣的某類疾病并闲，且更多局限于小樣本橫斷面的病例-對照研究细睡；該研究首次采用超5萬例個體的血漿蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)并探究其對多種縱向健康終點事件的預(yù)測效用，是一項開創(chuàng)性的工作帝火×镝悖”
研究團隊發(fā)現(xiàn)，ProRS水平較高的人群相較于低水平人群犀填，其所有系統(tǒng)性疾病的發(fā)生率和全因死亡率均顯著升高蠢壹，且ProRS與年齡和性別顯著相關(guān)。將ProRS三等分后九巡，高ProRS人群的16種疾病和4種特定原因死亡的發(fā)生率較低ProRS人群增加超過5倍图贸，特別是在呼吸系統(tǒng)及循環(huán)系統(tǒng)引起的死亡、癡呆、糖尿病和肥胖中疏日，其風(fēng)險超過20倍乏盐。這表明ProRS與整體健康密切相關(guān)。
該研究進一步探討了ProRS的預(yù)測能力制恍。通過單獨使用ProRS進行預(yù)測父能，Cox比例風(fēng)險回歸模型在10個結(jié)局中的Harrell C指數(shù)超過了0.8，這表明ProRS具有較高的預(yù)測準(zhǔn)確性净神。在大部分結(jié)局中何吝，單獨使用ProRS的預(yù)測表現(xiàn)與常用的三組預(yù)測因子相當(dāng)或更好，這些因子包括年齡+性別鹃唯、血清指標(biāo)(SERUM,25個指標(biāo))或臨床因子組合(PANEL,54個指標(biāo))爱榕。此外，在一部分結(jié)局中坡慌，單獨使用ProRS的表現(xiàn)顯著優(yōu)于血清指標(biāo)和ProRS的組合黔酥，這表明ProRS包含了更豐富的預(yù)測信息。
該研究進一步評估了預(yù)測模型的的臨床效用洪橘，采用了模型校準(zhǔn)和決策曲線分析跪者。經(jīng)過評估，不同預(yù)測指標(biāo)組合都顯示出良好的校準(zhǔn)熄求。在決策曲線分析中渣玲，與常用的兩組預(yù)測因子（年齡+性別、臨床因子組合）相比弟晚，僅基于ProRS的模型在大多數(shù)疾病中顯示出更大的凈效益忘衍。此外，在常用的兩組預(yù)測因子基礎(chǔ)上卿城，添加ProRS可以顯著觀測到臨床效用的提升枚钓，且與單獨使用ProRS表現(xiàn)相近。在特定的決策閾值范圍內(nèi)瑟押，ProRS甚至比不同預(yù)測因子組合表現(xiàn)出更高的凈效益搀捷。這些結(jié)果表明，ProRS具有較好的臨床應(yīng)用潛在價值勉耀。
“本研究的結(jié)果非常令人興奮指煎，我們發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)可以對多種疾病和死亡風(fēng)險具有很好的預(yù)測效能，并且在相當(dāng)一部分疾病中蛋白質(zhì)的預(yù)測表現(xiàn)顯著優(yōu)于既往臨床預(yù)測指標(biāo)便斥。這一結(jié)果證明蛋白質(zhì)組學(xué)是未來精準(zhǔn)醫(yī)療的絕佳切入點至壤，讓人對其未來的應(yīng)用前景充滿希望，一滴血預(yù)測未來疾病風(fēng)險或?qū)⒄娴膶崿F(xiàn)枢纠∠窠郑”共同通訊作者，復(fù)旦類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院程煒研究員表示。
最后镰绎，該研究團隊還通過夏普值(SAHP value)對血漿蛋白重要度進行排序脓斩，結(jié)果表明一些蛋白質(zhì)在預(yù)測多種系統(tǒng)疾病及死亡結(jié)局中都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。例如畴栖，在對所有系統(tǒng)疾病及全因死亡的預(yù)測中随静，GDF15的重要度都位居前1%。此外CDCP1吗讶、CXCL17燎猛、EDA2R和HAVCR1在超過10個系統(tǒng)疾病中也均表現(xiàn)出重要的預(yù)測價值。隨后照皆，研究團隊重點展示了癌癥和癡呆兩種備受關(guān)注的疾病重绷。以癌癥為例，較高的血漿CXCL14膜毁、GDF15昭卓、HAVCR1、CDCP1瘟滨、TSPAN1候醒、LTBP2和ACTA2可能會導(dǎo)致癌癥風(fēng)險升高，而較高的血漿RET水平顯示出保護作用室奏。對于癡呆火焰，NEFL劲装、BCAN胧沫、GFAP和GDF15是影響疾病風(fēng)險的主要蛋白質(zhì)，ACTA2占业、LTBP2和NCS1是新發(fā)現(xiàn)的與癡呆風(fēng)險相關(guān)的重要蛋白绒怨。這些標(biāo)志物為疾病早期識別和治療干預(yù)提供了新的潛在靶點，也為臨床實驗和研究提供新的方向谦疾。
復(fù)旦類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院馮建峰教授表示：“本研究中發(fā)現(xiàn)的重要蛋白對相關(guān)疾病的預(yù)防策略和治療措施提供了重要靶點南蹂。未來課題組將聚焦于如阿爾茨海默病、帕金森病念恍、抑郁六剥、焦慮等與腦相關(guān)的重大疾病，進一步圍繞蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)與神經(jīng)精神疾病的關(guān)系開展研究峰伙，發(fā)掘新的蛋白標(biāo)志物并探究其內(nèi)在機制疗疟，為腦疾病早期診斷、預(yù)測和進展評估奠定理論基礎(chǔ)瞳氓〔咄”
此外，馮建峰教授補充道：“研究院也在積極推動腦體檢項目，希望將多年積累的腦科學(xué)研究成果應(yīng)用到老百姓體檢中店诗；相信不遠的將來裹刮，大家都可以享受到國家對于我們科研投入帶來的回報∨尤常”
復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院的博士后尤佳捧弃、復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院博士生郭鈺、張一為共同第一作者擦囊。復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院馮建峰教授塔橡、程煒研究員、復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院郁金泰教授為論文共同通訊作者霜第。
在2023年11月28日（當(dāng)?shù)貢r間）看疙，復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院程煒研究員、馮建峰教授團隊與附屬華山醫(yī)院郁金泰教授團隊车荔，聯(lián)手在Nature Communications期刊上發(fā)表了一篇題為“Plasma proteomic profiles predict individual future health risk”的研究論文失乾。該研究基于血漿蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)勇边，利用人工智能算法寇蚊，創(chuàng)新性地研發(fā)了一種全新的蛋白風(fēng)險評分，能夠預(yù)測未來可能出現(xiàn)的多種疾病以及死亡等重大健康結(jié)局开缎。這一新方法在臨床應(yīng)用中的價值得到了驗證棕叫，其研究結(jié)果展示了血漿蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)的廣闊應(yīng)用前景，對疾病的早期預(yù)警和精準(zhǔn)防控具有重大意義奕删。
研究團隊利用英國生物樣本庫(UK Biobank)的數(shù)據(jù)俺泣，對45種常見疾病及死亡進行了超過14年的跟蹤隨訪。這些疾病其中的45種結(jié)局涵蓋了國際疾病分類第十版中的(International Classification of Disease 10th Revision, ICD-10)全因死亡和所有系統(tǒng)性疾病，包括感染性伏钠、血液横漏、內(nèi)分泌、精神熟掂、神經(jīng)缎浇、感官、循環(huán)赴肚、呼吸素跺、消化、皮膚誉券、肌肉骨骼指厌、泌尿生殖和癌癥等重大健康結(jié)局。研究采用了迄今為止全球最大的蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)(52,006被試)横朋，通過分析OLINK平臺檢測的1,461種血漿蛋白質(zhì)測序數(shù)據(jù)仑乌，開發(fā)了一種全新的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的蛋白風(fēng)險評分(Proteomic Risk Score, ProRS)百拓。該評分對呼吸系統(tǒng)疾病琴锭、循環(huán)系統(tǒng)疾病、糖尿病衙传、肺癌决帖、前列腺癌的預(yù)測準(zhǔn)確率超過85%，對全因死亡蓖捶、癡呆地回、腎衰竭、肥胖俊鱼、慢性肺栓塞的預(yù)測準(zhǔn)確率超過80%刻像。
共同通訊作者，復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院郁金泰教授表示：“既往針對蛋白質(zhì)組學(xué)的研究往往聚焦于研究人員各自感興趣的某類疾病并闲，且更多局限于小樣本橫斷面的病例-對照研究细睡；該研究首次采用超5萬例個體的血漿蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)并探究其對多種縱向健康終點事件的預(yù)測效用，是一項開創(chuàng)性的工作帝火×镝悖”
研究團隊發(fā)現(xiàn)，ProRS水平較高的人群相較于低水平人群犀填，其所有系統(tǒng)性疾病的發(fā)生率和全因死亡率均顯著升高蠢壹，且ProRS與年齡和性別顯著相關(guān)。將ProRS三等分后九巡，高ProRS人群的16種疾病和4種特定原因死亡的發(fā)生率較低ProRS人群增加超過5倍图贸，特別是在呼吸系統(tǒng)及循環(huán)系統(tǒng)引起的死亡、癡呆、糖尿病和肥胖中疏日，其風(fēng)險超過20倍乏盐。這表明ProRS與整體健康密切相關(guān)。
該研究進一步探討了ProRS的預(yù)測能力制恍。通過單獨使用ProRS進行預(yù)測父能，Cox比例風(fēng)險回歸模型在10個結(jié)局中的Harrell C指數(shù)超過了0.8，這表明ProRS具有較高的預(yù)測準(zhǔn)確性净神。在大部分結(jié)局中何吝，單獨使用ProRS的預(yù)測表現(xiàn)與常用的三組預(yù)測因子相當(dāng)或更好，這些因子包括年齡+性別鹃唯、血清指標(biāo)(SERUM,25個指標(biāo))或臨床因子組合(PANEL,54個指標(biāo))爱榕。此外，在一部分結(jié)局中坡慌，單獨使用ProRS的表現(xiàn)顯著優(yōu)于血清指標(biāo)和ProRS的組合黔酥，這表明ProRS包含了更豐富的預(yù)測信息。
該研究進一步評估了預(yù)測模型的的臨床效用洪橘，采用了模型校準(zhǔn)和決策曲線分析跪者。經(jīng)過評估，不同預(yù)測指標(biāo)組合都顯示出良好的校準(zhǔn)熄求。在決策曲線分析中渣玲，與常用的兩組預(yù)測因子（年齡+性別、臨床因子組合）相比弟晚，僅基于ProRS的模型在大多數(shù)疾病中顯示出更大的凈效益忘衍。此外，在常用的兩組預(yù)測因子基礎(chǔ)上卿城，添加ProRS可以顯著觀測到臨床效用的提升枚钓，且與單獨使用ProRS表現(xiàn)相近。在特定的決策閾值范圍內(nèi)瑟押，ProRS甚至比不同預(yù)測因子組合表現(xiàn)出更高的凈效益搀捷。這些結(jié)果表明，ProRS具有較好的臨床應(yīng)用潛在價值勉耀。
“本研究的結(jié)果非常令人興奮指煎，我們發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)可以對多種疾病和死亡風(fēng)險具有很好的預(yù)測效能，并且在相當(dāng)一部分疾病中蛋白質(zhì)的預(yù)測表現(xiàn)顯著優(yōu)于既往臨床預(yù)測指標(biāo)便斥。這一結(jié)果證明蛋白質(zhì)組學(xué)是未來精準(zhǔn)醫(yī)療的絕佳切入點至壤，讓人對其未來的應(yīng)用前景充滿希望，一滴血預(yù)測未來疾病風(fēng)險或?qū)⒄娴膶崿F(xiàn)枢纠∠窠郑”共同通訊作者，復(fù)旦類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院程煒研究員表示。
最后镰绎，該研究團隊還通過夏普值(SAHP value)對血漿蛋白重要度進行排序脓斩，結(jié)果表明一些蛋白質(zhì)在預(yù)測多種系統(tǒng)疾病及死亡結(jié)局中都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。例如畴栖，在對所有系統(tǒng)疾病及全因死亡的預(yù)測中随静，GDF15的重要度都位居前1%。此外CDCP1吗讶、CXCL17燎猛、EDA2R和HAVCR1在超過10個系統(tǒng)疾病中也均表現(xiàn)出重要的預(yù)測價值。隨后照皆，研究團隊重點展示了癌癥和癡呆兩種備受關(guān)注的疾病重绷。以癌癥為例，較高的血漿CXCL14膜毁、GDF15昭卓、HAVCR1、CDCP1瘟滨、TSPAN1候醒、LTBP2和ACTA2可能會導(dǎo)致癌癥風(fēng)險升高，而較高的血漿RET水平顯示出保護作用室奏。對于癡呆火焰，NEFL劲装、BCAN胧沫、GFAP和GDF15是影響疾病風(fēng)險的主要蛋白質(zhì)，ACTA2占业、LTBP2和NCS1是新發(fā)現(xiàn)的與癡呆風(fēng)險相關(guān)的重要蛋白绒怨。這些標(biāo)志物為疾病早期識別和治療干預(yù)提供了新的潛在靶點，也為臨床實驗和研究提供新的方向谦疾。
復(fù)旦類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院馮建峰教授表示：“本研究中發(fā)現(xiàn)的重要蛋白對相關(guān)疾病的預(yù)防策略和治療措施提供了重要靶點南蹂。未來課題組將聚焦于如阿爾茨海默病、帕金森病念恍、抑郁六剥、焦慮等與腦相關(guān)的重大疾病，進一步圍繞蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)與神經(jīng)精神疾病的關(guān)系開展研究峰伙，發(fā)掘新的蛋白標(biāo)志物并探究其內(nèi)在機制疗疟，為腦疾病早期診斷、預(yù)測和進展評估奠定理論基礎(chǔ)瞳氓〔咄”
此外，馮建峰教授補充道：“研究院也在積極推動腦體檢項目，希望將多年積累的腦科學(xué)研究成果應(yīng)用到老百姓體檢中店诗；相信不遠的將來裹刮，大家都可以享受到國家對于我們科研投入帶來的回報∨尤常”
復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院的博士后尤佳捧弃、復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院博士生郭鈺、張一為共同第一作者擦囊。復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院馮建峰教授塔橡、程煒研究員、復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院郁金泰教授為論文共同通訊作者霜第。