《Scientific Reports》:Integration of short non coding RNA and genetic factors for coronary artery disease risk prediction in a prospective study
编辑推荐:
本研究旨在探索新型生物标志物以改善冠状动脉疾病风险预测。研究人员针对血清细胞外囊泡来源的小非编码RNA(sncRNAs)展开分析,结合多基因风险评分。结果鉴定出piR-619与piR-23,533等标志物,与PRS整合后提升了风险预测能力,为CAD的发病机制研究与精准风险评估提供了新见解。
冠状动脉疾病(CAD)是全球范围内导致死亡和多种并发症的主要原因,给公共卫生系统带来了沉重的负担。尽管传统的风险评估因子(如年龄、吸烟、高血压等)已被广泛应用,但其预测精度仍有提升空间。因此,寻找更精准、更灵敏的新型生物标志物,成为心血管疾病预防领域亟待解决的关键问题。近年来,循环生物标志物,尤其是细胞外囊泡(EVs)所携带的分子信息,因其稳定性高、来源特异性强而备受关注。其中,小非编码RNA(sncRNAs),包括微小RNA(miRNAs)和PIWI互作RNA(piRNAs),在基因表达调控中扮演重要角色,并在多种疾病状态中表现出差异表达,显示出作为疾病预测标志物的巨大潜力。与此同时,遗传因素在CAD发病中的作用日益明确,多基因风险评分(PRS)已成为量化个体遗传易感性的有力工具。然而,如何将新型分子标志物与遗传风险信息有效整合,以构建更强大的预测工具,仍是当前研究的空白与挑战。为此,这项发表在《Scientific Reports》上的研究应运而生,旨在评估血清EV来源的sncRNAs作为CAD预测标志物的潜力,并探索其与PRS整合后的预测价值。
为开展此项研究,研究人员主要运用了以下几项关键技术:首先,研究基于前瞻性的EPICOR队列,选取了91名临床前CAD患者及其匹配的健康对照者的血清样本。其次,采用下一代测序技术对血清EVs相关的sncRNAs进行了全面分析。接着,利用实时定量PCR对筛选出的差异表达sncRNA进行技术验证。最后,结合多基因风险评分,并运用随机森林模型构建风险预测模型,通过受试者工作特征曲线下面积和比值比等指标评估预测效能。
差异表达sncRNAs的鉴定
通过下一代测序分析,研究人员在CAD患者与健康对照的血清EVs中,鉴定出44个差异表达的miRNAs和piRNAs。经过严格筛选,最终确定了10个表达差异显著的信号用于后续验证。
关键sncRNAs的技术验证
利用RT-qPCR技术,研究人员对筛选出的sncRNAs进行了验证。结果证实了两种miRNAs(miR-194-5p和miR-451a)以及六种piRNAs(piR-20266, piR-23533, piR-27282, piR-28212, piR-1043, piR-619)的表达变化趋势。
sncRNAs的预测效能评估
研究人员构建了随机森林模型来评估sncRNAs的预测能力。结果显示,piR-619和piR-23,533组合展现出较高的区分能力,其AUC值达到0.72,优于仅使用传统风险因子得到的AUC值。
整合遗传风险评分提升预测能力
为了进一步提升风险评估,研究整合了遗传数据。首先,依据PGS000329评分的第80百分位数将队列分为两组,仅使用该PRS得到的比值比为2.8。随后,在模型中纳入两种piRNAs和吸烟状态进行调整后,比值比进一步提升至3.26,显示出整合模型更强的风险识别能力。
本研究得出结论,血清EV来源的特定piRNAs(尤其是piR-619和piR-23,533)具有作为CAD预测生物标志物的潜力。当这些新型分子标志物与个体的CAD多基因风险评分相结合时,能够显著提升对冠状动脉疾病风险的预测效能,获得的比值比更高。这表明整合分子标志物与遗传信息的策略,有望克服单一维度指标的局限性。尽管本研究受限于缺乏独立的验证队列,但这些发现不仅为CAD的风险分层提供了新的、潜在的血液标志物,更重要的是,为理解CAD的发病机制提供了新的视角。整合sncRNAs与PRS的策略,代表了向更个性化、更精准的心血管疾病风险评估迈出的重要一步,未来或可应用于高危人群的早期识别与针对性预防。