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国际大型学术会议不仅是中国学者展示研究成果的舞台，更是医学生汲取知识、磨砺自我的宝贵殿堂。在2024年美国肾脏病学会年会—美国肾脏周（Kidney Week 2024）上，四川大学华西医院秦伟教授团队的一项研究入选口头报告，四川大学华西临床医学院2021级8年制孙健桐同学代表研究团队进行主题报告，向与会者介绍了一种新型生物信息学策略，即应用网络生物标志物和机器学习技术来探索IgA肾病关键生物标志物。肾医线特邀孙健桐同学分享了这项研究的进展情况以及其参加此次学术盛会的感想。
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孙健桐代表研究团队在2024年ASN年会上报告研究成果
一种利用网络生物标志物和机器学习探索IgA肾病关键生物标志物的新型生物信息学策略A Novel Bioinformatics Strategy to Explore Key Biomarkers in IgA Nephropathy Using Network Biomarkers and Machine Learning
[FR-OR84]
Authors：Sun, Jiantong；Tan, Jiaxing；秦伟；四川大学华西医院
血清代谢物已被确定为多种疾病的关键生物标志物。本研究探讨了IgA肾病（IgAN）患者和健康对照之间的血清代谢差异，旨在确定IgAN的潜在生物标志物。使用超高效液相色谱-质谱法分析了31例健康个体和65例IgAN患者的血清。机器学习算法与传统分子/网络生物标志物相结合，将IgAN与对照组区分开来，识别出关键的代谢物和相互作用网络。所有受试者均随访超过3年，以评估其预后价值，并通过孟德尔随机化（MR）、网络药理学和分子对接来探索其机制。
火山图（Volcano plot）和偏最小二乘判别分析（PLS-DA）显示，与健康对照组相比，IgAN患者的血清代谢物特征明显，与肾脏损伤相关。利用网络生物标志物的机器学习模型在性能上也超过了传统的生物标志物。SHAP分析将硫酸脱氢表雄酮（DHEA-S）识别为关键鉴别因素，IgAN病例和对照组之间的网络存在显著差异，支持其与IgAN的强相关。MR分析确定了DHEA-S水平降低与IgAN发病之间的因果关系。长期随访显示，较高的DHEA-S水平与更好的肾脏预后相关。网络药理学确定了42个潜在靶点，蛋白质相互作用网络确定了6个中心靶点；分子对接显示DHEA-S与4种蛋白稳定结合，表明其参与IgAN的信号通路和机制。IgAN患者血清代谢物的网络结构与健康对照组存在显著差异，DHEA-S的变化与IgAN的进展密切相关。![]()
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孙健桐：在美国2024年Kidney Week上，我们的团队现场分享了一项新的生物学研究方法，即利用生物网络标志物并与生信学习技术结合，以深入探究IgA肾病的生物标志物的一种方法。我们的研究思路如下：首先，对患者和健康对照组进行了常规的代谢物差异分析（降维分析）。随后构建生物代谢物的差异性网络，并最终根据中心物质进行了确认。通过这一过程，我们成功定位到了中心差异代谢物。接下来，我们一方面根据这些代谢物将患者分组，对其预后进行跟踪，并观察到了明显差异；另一方面，我们开展了孟德尔随机化分析，以进一步佐证。随后，我们利用网络药理学、分子对接等技术，观察到新发现的标志物呈阳性，并进行了初步的通路代谢富集分析。这些工作为我们后续在生物信息学和细胞实验方面进一步揭示该物质在IgA肾病发病过程中的具体机理奠定了坚实基础。这篇文章的主要创新点和启示在于，我们首次将网络生物标志物的技术应用于IgA肾病的早期预测和识别。我们衷心希望这种基于网络代谢物的策略能够更广泛地应用于IgA肾病以及更多肾脏疾病的研究和治疗中，为疾病的早期发现和治疗提供有力支持。目前的研究结果表明，通过新型生物信息学策略得到的中心代谢物在疾病预测方面可能优于传统的简单差异性分析。这一发现不仅具有理论意义，也为临床实践提供了新的思路。因此，我们期待这一策略能够得到进一步的推广和应用，为更多患者带来福音。孙健桐：对我来说，参加ASN年会无疑是一次极为宝贵的锻炼机会和难忘的学习经历。作为首次参与如此高水平的国际学术会议，并有机会进行现场交流发言，我深感荣幸，对ASN以及四川大学华西医院给予的大力支持表示由衷的感谢。会议期间，我深刻体会到了浓厚的学术氛围。每当一位讲者发言结束，总有众多学者排队等候在麦克风前，积极提问，展现出极高的学术热情和求知欲。整场会议中，每个人都全神贯注地聆听，积极参与学术交流，这种氛围让我深受感染，也激发了我对科研的更大热情。无论是壁报展览还是会议发言，每一场活动都吸引了大量参与者，大家积极交流、分享见解，这种热烈的学术氛围对于像我这样的学生来说，无疑是一种巨大的鼓舞和激励。它让我更加坚定了科研的信念，为我的科研生涯注入了新的动力。最后，我要再次感谢ASN和医院提供的这次宝贵机会。同时，我也希望国内的学者和学生们能够更加积极地参与到这样的国际学术会议中来，发出我们中国学者的声音，贡献我们的智慧和力量，从而提升我们的国际影响力和认可度。“肾医线”读者专属微信群建好了，快快加入吧。扫描“肾医线”小助手二维码（微信号：nephro-online），回复“肾医线读者”，ta会尽快拉您入群滴！
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