母体血浆DNA的启动子特征揭示了胎儿生长受限的预测性标志

《Human Genomics》：Promoter landscape of maternal plasma DNA reveals predictive signatures of fetal growth restriction

胎儿生长受限（FGR）早期检测困难，本研究利用母血浆游离DNA（cfDNA）启动子覆盖模式分析，结合LASSO回归筛选特征和SVM、LR、KNN机器学习模型，发现198个差异显著的转录起始位点（TSS）特征，验证集AUC为0.69-0.7，提示cfDNA启动子分析可作为中期FGR非侵入性预测方法。

　　

摘要

背景

胎儿生长受限（FGR）会导致严重的妊娠并发症，但早期检测具有挑战性。来自母体血浆游离DNA（cfDNA）的启动子覆盖模式为早期检测FGR提供了一种有前景的、无创的方法。

方法

这项回顾性多中心研究纳入了788例单胎妊娠（282例FGR和506例匹配对照组），这些妊娠在中国四家医院进行NIPT检测，采血时间在妊娠12至29周之间。通过分析cfDNA的启动子覆盖情况，识别在FGR中差异性覆盖的转录起始位点（TSS）特征。特征选择采用LASSO回归方法完成。构建了三种机器学习模型：支持向量机（SVM）、逻辑回归（LR）和K近邻（KNN）。模型性能通过ROC曲线下面积（AUC）进行评估，并使用内部数据集进行验证。此外还进行了功能富集分析以进行生物学解释。

结果

共筛选出198个差异性覆盖的TSS特征。在验证数据集中，LR和SVM模型的预测准确性相当，AUC分别为0.7和0.69。相关基因在与胎盘和胎儿发育相关的通路中富集。

结论

对母体血浆cfDNA的启动子进行分析是一种新型的无创方法，可用于妊娠中期的FGR预测。该方法可以提高高风险妊娠的早期检测率，并为产前护理中的临床决策提供依据。