Analyse d'association des maladies du système cardiovasculaire et nerveux et du microbiome intestinal basée sur le Big Data multiomique et les applications associées

Un écosystème microbien est une communauté complexe de bactéries en interaction. Le rôle potentiel de la flore intestinale dans la santé humaine a suscité une grande attention. Les déséquilibres du microbiome intestinal ont été impliqués dans diverses maladies chroniques. Les maladies cardiovasculaires (MCV) sont la principale cause de morbidité dans le monde et sont influencées par des facteurs à la fois génétiques et environnementaux. Des progrès récents ont fourni des preuves scientifiques selon lesquelles les maladies cardiovasculaires pourraient également être attribuées au microbiote intestinal. Dans de nombreuses publications, nous avons découvert des interactions complexes entre les micro-organismes, leurs métabolites et leurs impacts potentiels sur le développement et la progression des maladies cardiovasculaires. L'utilisation de la flore intestinale dans le traitement des maladies cardiovasculaires constitue la dernière direction de recherche. Les microbes intestinaux seront probablement utilisés dans le traitement clinique des maladies cardiovasculaires dans un avenir proche.

La flore intestinale joue un rôle important dans la santé humaine et la transformation des maladies. Il participe non seulement à de nombreux processus physiologiques de l'hôte, mais affecte également le fonctionnement du système nerveux central (SNC) à travers l'activité de l'axe microbiote - intestin - cerveau, qui peut être étroitement lié aux neurotransmetteurs, immunitaires, endocriniens et métabolites. voies. Lorsque la flore intestinale est dysfonctionnelle, cela peut affecter l'apparition et le développement de maladies du SNC telles que l'ischémie cérébrale, la maladie de Parkinson, la maladie d'Alzheimer, la sclérose en plaques, l'encéphalopathie hépatique et les troubles mentaux. La transplantation microbienne fécale, l'entraînement physique, l'acupuncture, les massages et d'autres thérapies peuvent améliorer les troubles de la flore intestinale et devraient devenir des mesures efficaces pour traiter et prévenir certaines maladies du système nerveux.

1. Base de sélection des sujets Sur la base d'un électrocardiogramme, d'une prise de sang ou d'une échographie B et d'autres méthodes d'examen, combinées à des manifestations cliniques, les patients jugés par des médecins professionnels comme répondant aux critères d'inclusion de ce protocole expérimental seront inclus dans la cohorte d'étude à étudier.
2. Sélection posologique/plan d'administration/base d'ajustement posologique Cette étude n'impliquait pas d'expériences d'intervention et il n'y avait pas de sélection de dose/schéma posologique/ajustement de dose.
3. Base de sélection de la destination Cette expérience n'est pas une expérience d'intervention, donc le point final de cette expérience est choisi après que les sujets ont reçu un diagnostic de maladies associées ou du groupe témoin, et le point final est pris après la fin de l'échantillonnage.
4. Base risque et bénéfice Pour les patients atteints de maladies cardiovasculaires et cérébrovasculaires spécifiques, les bénéfices de cet essai dépassent de loin les risques. Cette expérience collectera des échantillons fécaux in vitro, qui est un prélèvement d'échantillons non invasif, qui ne causera pas de traumatisme aux patients et présente une sécurité élevée. Ce projet collectera également des échantillons de sang périphérique de patients à des fins d'étude. Le processus de prélèvement d'échantillons de sang peut impliquer de la douleur et d'autres réactions, mais les opérations impliquées dans cette étude sont toutes effectuées par des infirmières et infirmiers expérimentés afin de minimiser ces risques.

Cette expérience contribuera à la recherche sur les maladies cardiovasculaires et liées au système nerveux. En élucidant le mécanisme moléculaire des micro-organismes intestinaux régulant les maladies cardiovasculaires et du système nerveux, il est possible de trouver des gènes et des biomarqueurs liés aux maladies, favorisant le diagnostic précis des maladies, fournissant des cibles pour le traitement et la prévention précis des maladies et assurant une régulation ciblée de la structure. et la composition des métabolites des micro-organismes. Prévention et traitement des maladies associées.

Contenu de la recherche

1. Population test Ce projet prévoit d'utiliser des mégadonnées multi-omiques (génome de l'hôte, transcriptome, métabolome, données métagénomiques et métabétomiques), combinées à une cohorte de maladies cardiovasculaires (tachycardie ventriculaire idiopathique, resténose après lésion par stenting de l'artère coronaire) et à une cohorte de maladies du système nerveux (carotide athérosclérose, maladie de Moyamoya) et utiliser l'apprentissage automatique pour intégrer des données provenant de différents domaines omiques. Approfondir les mécanismes des maladies cardiovasculaires et le rôle des microbes intestinaux dans celles-ci. L’ensemble du processus devrait impliquer près de 500 objets de séquençage, différentes données omiques (totalisant des dizaines de milliers d’échantillons) et produire un total de centaines de téraoctets de données omiques.
2. Calcul de la taille de l'échantillon Grâce à la recherche documentaire et à l'analyse clinique du Big Data, des conclusions fiables peuvent être obtenues avec une cohorte expérimentale de plus de 200 personnes et une cohorte témoin. Les données expérimentales ont donc été sélectionnées parmi une cohorte de maladies de 250 personnes et une cohorte témoin de 240 personnes.
3. Contenu spécifique de la recherche Premièrement, des données, notamment des échantillons de sang et de selles, doivent être collectées auprès de cohortes de patients atteints de maladies cardiovasculaires et neurologiques et auprès de personnes en bonne santé. Sur la base de la quantité de données contenues dans les articles publiés et des résultats d'ajustement statistique de l'essai, une cohorte de maladies estimée à 250 personnes et une cohorte témoin saine de 240 personnes sont attendues. Dans le même temps, des informations détaillées sur les échantillons (y compris les données d'examen physique et les données phénotypiques telles que les données sur l'alimentation) ont été enregistrées afin que les données multi-omiques puissent être combinées pour mieux comprendre les facteurs affectant les maladies cardiovasculaires.

Deuxièmement, le génome et le transcriptome des échantillons de sang collectés ont été séquencés. Pour les échantillons fécaux, un séquençage métagénomique et un séquençage métamétabolique et protéomique ont été réalisés.

Troisièmement, pour le traitement des données multi-omiques, le traitement des données des gènes séquencés, des transcrits, des métagénomes et des métabétomes est effectué, et combiné à une cohorte de maladies, les gènes clés potentiellement provoquant les maladies correspondantes et les données microbiennes correspondantes sont sélectionnés.

Quatrièmement, pour l'étape d'analyse des données, basée sur la cohorte de maladies cardiovasculaires et de maladies neurologiques, l'analyse d'association de ces gènes hôtes candidats et bactéries est réalisée à l'aide de méthodes d'apprentissage automatique, et la construction et l'interprétation des voies pertinentes sont effectuées en combinaison. avec des études antérieures. Les mécanismes et les voies mènent à la reconnaissance de modèles pour la construction de modèles prédictifs pour la prévention et le diagnostic précoces des maladies.