【導讀】用抗體阻斷、RNA干擾和基因轉(zhuǎn)染等方法深入研究Th17與滑膜細胞的相互作用，免疫損傷的新機制，尋找RA新型治療靶點提供依據(jù)。中的功能及作用機制研究還剛起步。本項目組前期對上述負調(diào)控機制在RA中的。細胞活化的抑制作用進行了深入探討。并在前期芯片篩選結(jié)果基礎(chǔ)上，對我們發(fā)。膠原性關(guān)節(jié)炎發(fā)生發(fā)展的影響。現(xiàn)的RA易感基因的遺傳特性和致病機制。除了易感基因可做為診斷靶標外，本。研究，為其用于臨床診斷靶標提供重要實驗依據(jù)。各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵性分子，并使我國RA的創(chuàng)新性研究達到國際前沿水平。索其臨床應用價值。臨床研究形成一支具有國際影響力的高水平研究隊伍。機制得到充分認識。在綜合本團隊及國外實驗室的最新研究進展基礎(chǔ)上，我們以

　　

【正文】 血病有利于闡明不同階段白血病細胞生物信息作用網(wǎng)絡的演進過程，也為其他實體腫瘤研究提供借鑒。另外 CML 治療雖然有一定進展，如針對 BCRAbl 融合蛋白的 伊馬替尼 (imatinib)有一定效果，但逐漸發(fā)現(xiàn)有耐藥發(fā)生，因此必須發(fā)展其他治療方案，前期研究 基于系統(tǒng)生物醫(yī)學理論設(shè)計新型治療方案， 顯示伊馬替尼 (imatinib)和硫化砷（ arsenic sulfide）合用具有協(xié)同作用。這個事例提示 基于系統(tǒng)生物34 醫(yī)學理論設(shè)計新型治療方案是可 行的，本項目將以 CML 急變?yōu)檠芯繉ο?，進一步設(shè)計和優(yōu)化新型治療方案。另外，基于系統(tǒng)生物醫(yī)學研究基礎(chǔ)上構(gòu)建 分子信息相互作用網(wǎng)絡和調(diào)控機制，確定關(guān)鍵節(jié)點分子，篩選和鑒定新型白血病治療靶標，為開發(fā)新型藥物奠定基礎(chǔ)。 本項目首次將系統(tǒng)生物醫(yī)學理論和技術(shù)聚焦于白血病研究，作為腫瘤研究的良好模型，白血病有其獨特性，必將對系統(tǒng)生物學相關(guān)理論和技術(shù)提出新的要求，通過本項目也必將豐富這些理論和技術(shù)，為實體瘤及其他復雜性狀疾病研究提供可借鑒的經(jīng)驗以及較完善的技術(shù)平臺和理論指導。 2）技術(shù)路線： 1. 建立和完善系統(tǒng)生物醫(yī)學研究技 術(shù)平臺體系： 除了基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、表觀遺傳組和代謝組等系統(tǒng)生物醫(yī)學平臺技術(shù)以外，重點發(fā)展基于單細胞的納米分析技術(shù)方法和研究體系，結(jié)合物理學理論和進化論等，開發(fā)新型生物信息相互作用網(wǎng)絡和演化的模擬技術(shù)； 2. 建立和完善白血病細胞模型、動物模型、藥物篩選技術(shù)體系以及臨床評價體系： 建立和完善 APL、 AMLM2b 和 CML 相應的細胞模型和動物模型以及相應的分子生物學、細胞生物學和整體評介體系；相關(guān)疾病患者樣本獲取、分離、純化等；建立和完善以復合細胞模型體系、為對象以生物反應為指標的藥靶篩選驗證技術(shù)；建立和完善臨床 治療方案的評價體系等； 3. 白血病細胞生物信息組分解析、相互作用網(wǎng)絡構(gòu)建和動態(tài)演變分析并構(gòu)建數(shù)學模型： 利用系統(tǒng)生物醫(yī)學研究技術(shù)平臺體系對 APL、 AMLM2b和 CML相應的細胞模型和動物模型以及患者樣本進行多層次分析，解析其基因組變異以及轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、表觀遺傳組和代謝組等特征；綜合所有“組學”數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)生物學分析，構(gòu)建相互作用網(wǎng)絡和調(diào)控網(wǎng)絡，分析關(guān)鍵節(jié)點分子，分析疾病發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)歸的動態(tài)演進過程，并構(gòu)建計算機模擬體系和數(shù)學模型等； 4. 藥物靶標分析和鑒定以及有效藥物作用模式分析： 以 APL細胞模型、動物模型和患者樣本為對象，利用有效藥物如全反式維甲酸和三氧化二砷聯(lián)合方案研究這兩種藥物對 APL細胞分子作用網(wǎng)絡和調(diào)控網(wǎng)絡的藥理作用模式，闡明全反式維甲酸和三氧化二砷作為已知靶向治療藥物的作用機制及其毒副作用所涉及的分子及網(wǎng)絡調(diào)控等；重點以 AML－ M2b細胞35 模型、動物模型和患者樣本為對象，分析天然產(chǎn)物冬凌草甲素和毛萼乙素以及其衍生物對AMLM2b細胞分子作用網(wǎng)絡和調(diào)控網(wǎng)絡的藥理作用模式；以 CML（包括急性變）細胞模型、動物模型和患者樣本為對象，基于以上構(gòu)建的生物分子相互作用網(wǎng)絡和調(diào)控網(wǎng)絡設(shè)計新型治療方案，并以 CML（包 括急性變）或 AML－ M2b細胞模型、動物模型和患者樣本為對象，試驗新型治療方案的可行性；基于生物分子相互作用網(wǎng)絡和調(diào)控網(wǎng)絡模型，利用干擾手段包括有效藥物、反義核酸 /RNAi等，分析關(guān)鍵節(jié)點分子作為白血病治療藥物作用靶標的可行性； 5. 基于系統(tǒng)生物醫(yī)學原理的新型治療方案設(shè)計和臨床應用： 通過對生物分子相互作用網(wǎng)絡和調(diào)控網(wǎng)絡分析基礎(chǔ)上的新型治療方案設(shè)計如有效藥物的聯(lián)合治療方案，通過充分動物試驗后，對少量合適患者進行應用，獲得原理上的證據(jù)（ Proof of concept），為更大規(guī)模推廣奠定基礎(chǔ)。 36 四、年度計劃 第一年 1．建立和完善系統(tǒng)生物醫(yī)學研究技術(shù)平臺體系：尤其完善基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、表觀遺傳組等系統(tǒng)生物醫(yī)學平臺技術(shù)，啟動基于單細胞的納米分析技術(shù)方法研究 和新型蛋白質(zhì)組相關(guān)技術(shù)開發(fā) ； 2． APL、 AMLM2b 和 CML 患者樣本收集、完善白血病細胞模型、動物模型以及初步建立藥物篩選技術(shù)體系和臨床評價體系； ，完成 23 個 樣本全外顯子測序，完善基因組突變分析策略和方法，力爭鑒定一批突變基因； 啟動 對 APL、 AMLM2b 和 CML 相應的細胞模型和動物模型以及患者樣本進行“組學” 分析，初步獲得一批“組學”數(shù)據(jù)，建立并完善“組學”相關(guān)生物信息分析策略和技術(shù)，評價分析策略的合理性； 4． 有效藥物作用 “組學”數(shù)據(jù) 分析： 以 AML－ M2b 細胞模型、動物模型和患者樣本為對象，分析天然產(chǎn)物冬凌草甲素和毛萼乙素以及其衍生物對 AMLM2b 細胞 作用后“組學”數(shù)據(jù)變化，獲得一批“組學”數(shù)據(jù)，并進行初步分析； 以 CML（包括急性變）細胞模型、動物模型和患 者樣本為對象，分析 有效藥物對“組學”數(shù)據(jù)的影響，初步獲得一批“組學”數(shù)據(jù)； 5．探討新理論和新技術(shù)分析和整合數(shù)據(jù)的可行性； 6． 在國內(nèi)外一流學術(shù)刊物上發(fā)表論文 35 篇，申請專利 35 項。 第二 年 1． 進一步 完善系統(tǒng)生物醫(yī)學研究技術(shù)平臺體系：尤其 全 基因組 外顯子突變檢測和分析技術(shù)；完善 表觀遺傳組等 技術(shù)體系； 初步建立全基因?qū)用娴幕蚪M結(jié)構(gòu)異常檢測和分析技術(shù)體系 ?；窘?基于單細胞的納米分析技術(shù)方法研究 和新型蛋白質(zhì)組相關(guān)技術(shù)并有初步應用結(jié)果； 完成 10 個樣本全外顯子測序， 完成生物信息學分析， 力爭鑒定一批突變基因 ； 37 2． 對 APL、 AMLM2b 和 CML 相應的細胞模型和動物模型以及患者樣本進行“組學”分析，獲得較為完整的“組學”數(shù)據(jù)，并進行生物信息學分析，獲得初步的 生物分子相互作用網(wǎng)絡和調(diào)控網(wǎng)絡 ； “組學”數(shù)據(jù) 分析： 獲得有效藥物處理 APL、 AML－ M2b 和 CML細胞模型、動物模型和患者樣本 后“組學”數(shù)據(jù)變化，進行生物信息學分析和對比分析結(jié)果，獲得藥物處理后 生物分子相互作用網(wǎng)絡和調(diào)控網(wǎng)絡 基本調(diào)變模式；4．進一步完善新型藥物或治療方案治療動物模型，毒理試驗； 5．總結(jié)在 APL、 AMLM2b 和 CML 獲得各種數(shù)據(jù) ，嘗試新理論和新技術(shù)分析和整合數(shù)據(jù)的可行性； 610 篇，申請專利 35 項。 第三 年 1． 啟動白血病或腫瘤全 基因組 全基因?qū)用娴幕蚪M結(jié)構(gòu)異常檢測和分析體系 。表觀遺傳組等 技術(shù)體系用于腫瘤或白血病研究； 基于單細胞的納米分析技術(shù)方法研究 和新型蛋白質(zhì)組相關(guān)技術(shù)并應用于白血病研究，獲得更多結(jié)果并評價新型技術(shù)質(zhì)量和實用性； 2．在分析 10 個樣本全外顯子測序 結(jié)果基礎(chǔ)上，在較大量的樣本（ 50100 例）中進一步評估 突變基因 頻率 ， 進行臨床關(guān)聯(lián)分析， 為作為診斷靶標奠定基礎(chǔ)； 3．整合各種 “組 學” 分析包括有效 藥物作用 “組學”數(shù)據(jù)分析，并進行生物信息學分析，獲得 生物分子相互作用網(wǎng)絡和調(diào)控網(wǎng)絡 ；尋找和鑒定一批（ 2030）關(guān)鍵網(wǎng)絡節(jié)點分子；有選擇對一些重要功能基因、節(jié)點分子進行深入研究，探討其作為藥物靶標的可能性； 4．設(shè)計新型治療方案進行動物實驗，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)；完善新型藥物或治療方案臨床前資料，爭取申報新藥證書或者相關(guān)管理部門批準用于臨床研究； 5．總結(jié)在 APL、 AMLM2b 和 CML 獲得各種“組學”數(shù)據(jù)，利用新理論和新技術(shù)分析和整合數(shù)據(jù)，建立初步數(shù)學模型； 38 6． 在國內(nèi)外一流學術(shù)刊物上發(fā)表論文 610 篇，申請專利 35 項。 第四 年 1． 進一步完善全基因?qū)用娴幕蚪M結(jié)構(gòu)異常檢測和分析技術(shù)，并進行 23 例腫瘤或白血病樣本檢測；其他新型組學技術(shù)用于白血病研究獲得更多數(shù)據(jù)； 2． 并在較大樣本（ 50100）腫瘤或白血病樣本評價基因組結(jié)構(gòu)異常的頻率，對較高頻率突變基因和結(jié)構(gòu)異常相關(guān)基因進行臨床關(guān)聯(lián)分析，進一步評估突變基因和結(jié)構(gòu)異常相關(guān)基因在疾病發(fā)生發(fā)展中作為診斷指標以及作為靶向治療指標的意義；對較高頻率突變基因和結(jié)構(gòu)異常相關(guān)基因進行深入功能研究，揭示其作為藥物靶標的可能性； 3． 完善生物分子相互作用網(wǎng)絡和調(diào)控網(wǎng)絡，包括 新理論用于網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)分析，建立數(shù)學模型；尋找和鑒定一批（ 4050）關(guān)鍵網(wǎng)絡節(jié)點分子，有選擇對一些重要功能基因、節(jié)點分子進行深入研究，探討其作為藥物靶標的可能性；提供一批潛在候選藥物靶標； 4． 新型藥物或治療方案用于少量病人進行實驗研究，觀察治療效果；評價新型診斷指標指導臨床方案的可行性； 5． 在國內(nèi)外一流學術(shù)刊物上發(fā)表論文 710 篇，申請專利 35 項。 第五 年 1. 進一步整合來自白血病基因組數(shù)據(jù)（包括突變、結(jié)構(gòu)異常、拷貝數(shù)變化等）、表觀遺傳組數(shù)據(jù)（ DNA 甲基化）、轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)（包括編碼蛋白基因和小 RNA）以及相關(guān)功能研究 數(shù)據(jù)，完善生物分子相互作用網(wǎng)絡和調(diào)控網(wǎng)絡以及數(shù)學模型，提出基于系統(tǒng)生物醫(yī)學基礎(chǔ)的白血病發(fā)生發(fā)展理論； 2. 整合來自藥物處理后白血病轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)以及相關(guān)實驗和臨床數(shù)據(jù)，總結(jié)有效藥物對相互作用網(wǎng)絡和調(diào)控網(wǎng)絡以及數(shù)學模型變化的影響，提出基于系統(tǒng)生物醫(yī)學基礎(chǔ)的白血病靶向治療初步理論； 3. 新型藥物或治療方案擴大臨床應用，對臨床治療效果有初步評價；進一步評估新型診斷指標指導臨床方案的價值； 4. 在國內(nèi)外一流學術(shù)刊物上發(fā)表論文 710 篇，申請專利 35 項。 39 項目名稱： 胃癌新標志物的篩選及其預警和早診作用的 大規(guī)模人群研究 首席科學家： 樊代明 中國人民解放軍第四軍醫(yī)大學 起止年限： 2020 年 1 月 2020 年 8 月 依托部門： 總后勤部衛(wèi)生部 40 一、研究內(nèi)容 擬解決的關(guān)鍵科學問題包括： 胃癌的發(fā)生發(fā)展是一個多因素、多階段、多步驟的過程，涉及到大量的分子參與和復雜的網(wǎng)絡調(diào)控， 找出其中的關(guān)鍵分子，并確定為胃癌高危預警、早期診斷和有效治療的生物標志物，是本項目擬解決的關(guān)鍵科學問題 。本項目解決此關(guān)鍵問題的總體思路是圍繞正常粘膜 → 炎癥 → 癌前病變 → 早期胃癌 → 進展期胃癌的發(fā)生發(fā)展全過程，將用我們發(fā)現(xiàn)的 5 個胃癌惡性 表型相關(guān)分子群計 175 個相關(guān)分子，依次開展癌變分子機制的基礎(chǔ)研究、數(shù)萬病例資源的臨床分析和大規(guī)模高發(fā)人群的現(xiàn)場驗證，從致病因素、宿主因素、異常分子、表觀修飾調(diào)控、惡性轉(zhuǎn)化逆轉(zhuǎn)、惡性表型預告等多途徑獲得可用于臨床應用的胃癌惡性表型相關(guān)分子標志物，再行逆向比對，由此循環(huán)往復、精挑細選，最終獲得具有高危預警、早期診斷和有效治療等應用價值的生物標志物。 關(guān)鍵標志物的篩選炎性改變癌前病變早期胃癌進展轉(zhuǎn)移致病因素宿主因素異常分子表觀修飾惡性轉(zhuǎn)化惡性表型正常細胞 圖 2 胃癌發(fā)生的關(guān)鍵環(huán)節(jié)示意圖 本項目圍繞以上六個與胃癌發(fā)生密切相關(guān)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行胃癌標志物的篩選 （見圖 2），具體科學問題是： 1．幽門螺桿菌致癌過程中的關(guān)鍵因子 41 幽門螺桿菌可導致胃癌風險增高已得到公認，但不同幽門螺桿菌菌株感染，給予宿主的刺激信號不同，導致其致病作用不同，但對何種菌株、那些基因在胃粘膜癌變過程中可引起惡性表型及其具體機制卻有待于明確，同時在此過程密切相關(guān)的幽門螺桿菌特異毒素蛋白的功能及相關(guān)機制也有待闡明，這對闡明幽門螺桿菌相關(guān)性胃癌遺傳標志，對于胃癌高風險個體預警以及幽門螺桿菌有效干預具有重要意義。 2． 宿主高風險基因多態(tài)性對胃癌發(fā)生的影響及其作用機制 宿主 的基因易感性是另一項決定幽門螺桿菌感染后轉(zhuǎn)歸的重要因素。根除幽門螺桿菌感染能明顯降低重度癌前病變及胃癌的發(fā)病風險。然而，同樣感染的個體胃粘膜病變的程度存在明顯差異，根除感染后胃粘膜病變的轉(zhuǎn)歸也明顯不同。因此，進一步明確幽門螺桿菌感染致胃癌發(fā)生的相關(guān)機理，并從分子水平上評價干預效果，對篩選高危個體、有針對性開展預防具有重要意義。 3． 胃癌前病變過程中用于診斷和預警的關(guān)鍵異常分子標志物 在胃癌前病變過程中，關(guān)鍵分子事件的出現(xiàn)對惡性表型的發(fā)生至關(guān)重要。MG 1A COX EGR1/CYR61 是 本項目組以往發(fā)現(xiàn)的重要胃癌早診標志物，但僅依靠單分子的預告模型無法達到臨床應用的目的，利用基因組高通量手段可發(fā)現(xiàn)并鑒定更多的診斷標志物，有助于提出更多、更好的用于分子診斷的策略。 4． 胃癌前病變中表觀修飾調(diào)控的關(guān)鍵靶點 胃癌在發(fā)生過程中不僅有基因水平的變化，表觀遺傳變異是癌癥發(fā)展過程中的另一個重要事件，本課題組以往證明，癌癥相關(guān)基因的啟動子甲基化在胃癌變過程中是一個普遍現(xiàn)象，在胃癌的發(fā)生和發(fā)展過程中有十分重要的作用，發(fā)現(xiàn)并利用這些甲基化基因有望找到更多具有潛在臨床應用價值的關(guān)鍵靶點。 5． 胃上皮細 胞惡性轉(zhuǎn)化過程中的效應分子與調(diào)控機制 胃癌發(fā)生呈明顯的階段性變化，伴隨發(fā)生的分子事件眾多，除可用于診斷和預警的分子標志物外，本課題組以往的研究還提示存在一些關(guān)鍵的效應分子，對這些過程中的關(guān)鍵因素進行阻斷可逆轉(zhuǎn)胃上皮細胞的惡性轉(zhuǎn)化過程，明確這些關(guān)鍵因素有助于提出可用于干預的關(guān)鍵效應因子，達到早期治療的目的。 6. 胃癌高危人群的篩選及個體化預防模式的建立 胃癌標志分子對胃癌的不同信號途徑具有不同的意義，本課題組在前期工作中建立了包括 175 個分子的胃癌惡性表型調(diào)控網(wǎng)絡