循环miRNAs网络可以预测未来哮喘气道高反应性消失？
2017/03/15
背景及目的：约30-70%的哮喘儿童未来无哮喘症状，提示哮喘发生发展过程存在很大变异性。气道高反应性（AHR）是哮喘的一个重要特征，AHR高低往往反应哮喘症状多少。AHR常用吸入乙酰甲胆碱进行评估。AHR能够用于证实哮喘，AHR的下降提示哮喘预后改善、症状减轻。研究证实AHR有显著的遗传倾向。近期作者McGeachie MJ等(J Allergy Clin Immunol,2017)通过一项长期随访研究，探讨microRNAs(miRs)对哮喘AHR的预测价值。
方法：作者AHR缓解(Remission)作为主要的观察指标，用乙酰甲胆碱激发试验来反映AHR（PC20）。入选160名非西班牙白人哮喘儿童，检测血清中miRs表达水平。这160名儿童随机从儿童哮喘管理项目（CAMP）中抽选，CAMP是关于轻-中度持续哮喘儿童的一个临床试验；受试者年龄在5-12岁，且均在基线时就出现AHR，即PC20≤12.5mg/ml。收集基线人口学、肺功能测试以及乙酰甲胆碱激发的数据。随访研究：持续16年的随访，且每年至少一次PC20测试。以738个独特的人类miRs为标准，通过使用TaqManOpenArray microRNA定量 PCR引物来检测血清中miRs。
结果：以PC20≧37.5mg/ml认为不具有AHR，结果发现，在随访后第14年（168个月）时大多数受试者符合这一特点；进一步发现，在AHR下降和AHR没有下降的CAMP受试者之间，性别、PC20基线、FEVI/FVC、支气管舒张反应等方面均明显不同。
作者发现miRs的贝叶斯网络（BN）能够预测CAMP哮喘队列14年后AHR缓解。受试者操作特征曲线下面积（AUC）为86.5%，这意味着其预测性能强。此网络包括了可预测14年后AHR缓解的12种变量：miR-106a-5p、 -126-5p、-1290、 -146b-5p、-17-5p、-185-5p、-199a-3p、 -19b-3p、-25- 3p、 -30a-5p、-328-3p 和基线PC20值。其中miR-30a-5p和AHR在此网络中关联最强。
Logistic回归分析显示，没有任何单个miR与14年后的AHR缓解相关，提示miRs的非线性组合；miRs在这个网络中发挥的作用与多种miRs可以靶向调节很多基因的方式是一致的，其中任何一个miR可能只产生额外抑或负调节作用。这可能是单一的miR并未能获得阳性预测结果的原因。在这个预测模型中，11个miRs中至少有6个已被证实与哮喘或肺疾病相关：mirR-106a、-126、 -19、 -30、-146, 和 -25。
作者进一步去除PC20基线值的影响，分析了仅以miRs为基础的模型的预测能力，结果显示，此模型获得了80% 的AUC，这反应出其良好的预测能力，但这明显低于完整的预测模型86.5% 的AUC（P=0.034）。提示，对于未来AHR的下降，miRs可提供额外的预测信息。
在体外，作者检测了气道平滑肌（ASM）细胞miR-30a-5p的表达和功能。miR序列分析表明，miR-30a是人类气道平滑肌细胞上表达最丰富的miRs。由于其它miR-30家族成员（miR-30d，-30e）同样在ASM细胞上高表达，因此作者在ASM细胞上转染了这些miRs的类似物，并且在体外检测它们对ASM生长的影响。结果提示miRs对其没有明确的影响。然而，miR-30a，-30d，-30e都显著增加ASM细胞的体积（P<0.01），这表明，包括miR-30a在内的miR-30家族成员对哮喘患者ASM肥大和AHR存在潜在影响。
结论：循环miRs有望成为未来AHR减轻或缓解、哮喘预后改善潜在的生物标志物。未来有必要通过纵向分析和纵向临床研究来验证miRs的长期临床预侧价值。
关键词：儿童哮喘，microRNA，气道高反应性，贝叶斯网络，miR-30a-5p
文献来源：McGeachie MJ, Davis JS, Kho AT, et al. Asthma Remission: Predicting Future Airways Responsiveness using a miRNA Network. J Allergy ClinImmunol. 2017 Feb 23.pii: S0091-6749(17)30313-5. doi: 10.1016/j.jaci.2017.01.023
方法：作者AHR缓解(Remission)作为主要的观察指标，用乙酰甲胆碱激发试验来反映AHR（PC20）。入选160名非西班牙白人哮喘儿童，检测血清中miRs表达水平。这160名儿童随机从儿童哮喘管理项目（CAMP）中抽选，CAMP是关于轻-中度持续哮喘儿童的一个临床试验；受试者年龄在5-12岁，且均在基线时就出现AHR，即PC20≤12.5mg/ml。收集基线人口学、肺功能测试以及乙酰甲胆碱激发的数据。随访研究：持续16年的随访，且每年至少一次PC20测试。以738个独特的人类miRs为标准，通过使用TaqManOpenArray microRNA定量 PCR引物来检测血清中miRs。
结果：以PC20≧37.5mg/ml认为不具有AHR，结果发现，在随访后第14年（168个月）时大多数受试者符合这一特点；进一步发现，在AHR下降和AHR没有下降的CAMP受试者之间，性别、PC20基线、FEVI/FVC、支气管舒张反应等方面均明显不同。
作者发现miRs的贝叶斯网络（BN）能够预测CAMP哮喘队列14年后AHR缓解。受试者操作特征曲线下面积（AUC）为86.5%，这意味着其预测性能强。此网络包括了可预测14年后AHR缓解的12种变量：miR-106a-5p、 -126-5p、-1290、 -146b-5p、-17-5p、-185-5p、-199a-3p、 -19b-3p、-25- 3p、 -30a-5p、-328-3p 和基线PC20值。其中miR-30a-5p和AHR在此网络中关联最强。
Logistic回归分析显示，没有任何单个miR与14年后的AHR缓解相关，提示miRs的非线性组合；miRs在这个网络中发挥的作用与多种miRs可以靶向调节很多基因的方式是一致的，其中任何一个miR可能只产生额外抑或负调节作用。这可能是单一的miR并未能获得阳性预测结果的原因。在这个预测模型中，11个miRs中至少有6个已被证实与哮喘或肺疾病相关：mirR-106a、-126、 -19、 -30、-146, 和 -25。
作者进一步去除PC20基线值的影响，分析了仅以miRs为基础的模型的预测能力，结果显示，此模型获得了80% 的AUC，这反应出其良好的预测能力，但这明显低于完整的预测模型86.5% 的AUC（P=0.034）。提示，对于未来AHR的下降，miRs可提供额外的预测信息。
在体外，作者检测了气道平滑肌（ASM）细胞miR-30a-5p的表达和功能。miR序列分析表明，miR-30a是人类气道平滑肌细胞上表达最丰富的miRs。由于其它miR-30家族成员（miR-30d，-30e）同样在ASM细胞上高表达，因此作者在ASM细胞上转染了这些miRs的类似物，并且在体外检测它们对ASM生长的影响。结果提示miRs对其没有明确的影响。然而，miR-30a，-30d，-30e都显著增加ASM细胞的体积（P<0.01），这表明，包括miR-30a在内的miR-30家族成员对哮喘患者ASM肥大和AHR存在潜在影响。
结论：循环miRs有望成为未来AHR减轻或缓解、哮喘预后改善潜在的生物标志物。未来有必要通过纵向分析和纵向临床研究来验证miRs的长期临床预侧价值。
关键词：儿童哮喘，microRNA，气道高反应性，贝叶斯网络，miR-30a-5p
文献来源：McGeachie MJ, Davis JS, Kho AT, et al. Asthma Remission: Predicting Future Airways Responsiveness using a miRNA Network. J Allergy ClinImmunol. 2017 Feb 23.pii: S0091-6749(17)30313-5. doi: 10.1016/j.jaci.2017.01.023
（南方医科大学南方医院 袁亚飞 赵海金）
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