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medRxiv来源发表:

IBDex把3,168份肠道活检冻成一张参照图谱:深度缓解压住炎症,却压不住疾病状态

核心概要

炎症性肠病的黏膜RNA测序长期按队列各自重建分子尺度,历史数据难以成为可复用的参照。IBDex用四个队列、1,680名患者的3,168份活检训练一个组织感知的条件变分自编码器,并以对抗方式压制队列身份,随后冻结基因接口、编码器、解码器、通路基与表型方向。冻结后在新队列中数据集身份平衡准确率降至0.307(随机为0.250),而炎症仍可判别(AUC 0.82);93名内镜与组织学一致缓解的患者炎症接近对照(AUC 0.58),疾病状态仍偏离(AUC 0.725)。

Source-provided article image: IBDex: A Frozen Patient-Scale Atlas for Bulk Transcriptomics in Inflammatory Bowel Disease
medRxiv · 第 31 页

深度剖析

肠道黏膜的批量转录组现在可以对照一张冻结的参照图谱来解读,而不必为每个新队列重建归一化、批次校正和通路尺度。 此前每个研究都在自己的队列内重建分子尺度,尺度属于队列而不属于组织,历史数据不断累积却不成为参照。 在留出的测试划分上,数据集身份的平衡准确率为0.307,随机水平为0.250;同一表征中结肠与回肠、诊断和炎症活动仍可解码,炎症方向的AUC为0.82(95%置信区间0.78–0.85)。

冻结后的图谱把炎症与一个更广的疾病相关分子状态分开,而常规的边际差异表达把两者混在一起。 在相同的3,000个基因和相同的样本上,炎症与疾病状态的差异表达对比相关系数为ρ = 0.834,前100个基因中共享51个。 同一批样本上,表型锚定的反事实扰动给出的两张响应图相关系数为ρ = −0.161,前100个基因只共享5个;炎症由TNF–NF-κB驱动,疾病状态由增殖、I型干扰素和代谢程序驱动。

内镜与组织学一致的深度缓解把炎症拉回对照附近,却没有把疾病状态拉回。 93名一致缓解患者与241名对照相比,炎症坐标的AUC为0.58(P = 0.021),疾病状态坐标的AUC为0.725(P = 1.8 × 10⁻¹⁰)。 与252名一致活动期患者相比,缓解在炎症上分离明显(AUC 0.165,P = 1.19 × 10⁻²¹),在疾病状态上则没有分离(AUC 0.518,P = 0.600)。

启示与展望

已展示的范围是四个构建队列的3,168份成人黏膜活检,以及三个未见IBD队列、一个olamkicept纵向试验和PSC、结直肠癌外部队列上的冻结投影;图谱限于固定的基因接口、已表征的解剖条件和与其预处理假设相容的数据。

PACP是拟合解码器沿表型方向的方向性响应,不是因果干预;外部疾病方向需要在投影之后用标签拟合。可靠性随通路和解剖部位变化,弱或不可检验的坐标被明确标注,不能当作等价测量;olamkicept试验中配对缓解者仅7人、非缓解者2人,相关轨迹只是描述性的。