联合细胞因子风暴、基因分型和临床特征的“人感染H7N9禽流感”支持向量机预后模型

Human infection with avian influenza A (H7N9) virus is a newly emerging infectious disease, which shows special features like rapid onset, sever progress and bad prognosis in hundreds of cases mainly in China since March 2013. Proposer’s team member and/or colleagues found that Cytokine Storm (or hypercytokinemia) of host immune system is common in H7N9 infected cases and associated with the prognosis. Based on these published results, we aims to investigate the single nucleic polymorphism of those cytokine genes between individual patients. Secondly, since we are in urgent need of a simple and valid prognosis model based on the cytokine storm recently. The team will employ the Support Vector Machine (SVM) approach to establish a prognosis model by integrating the information from cytokine storm, cytokine genotypes and other clinical characteristic. This model is designed to make full usage of the data generated form the Peripheral Blood collected routinely in clinic, and is of great importance in predicting the prognosis or guiding choice of different therapies.

人感染H7N9禽流感是一种新发传染性疾病，起病急、病程发展迅速且预后较差。根据申请人所在团队前期已发表“细胞因子风暴”在H7N9感染患者中常见、并与治疗预后密切相关的研究结果，本课题进一步考察患者个体间在细胞因子基因分型上的不同特征。另一方面，H7N9治疗过程中亟需基于细胞因子风暴的简便、有效和可靠的预测模型。本课题将系统地联合细胞因子、基因分型及临床特征等数据，通过支持向量机算法这一生物信息学技术，构建符合研究需要的的预后预测模型。上述研究结果有望在基础研究层面更好地分析和利用临床来源H7N9禽流感病毒感染者的外周血检测结果，预测不同个体病情进展，并可能为临床方案制定提供较为可靠的实验性依据。

本项目实施期间，按照申请书“研究内容”、“分年度计划”以及“相关调整”，分别完成以下任务：完成对H7N9患者的细胞因子表达谱的建立、分析和预测，以及在此基础上重点筛选出在临床救治过程中难以降低的IL-6和TNF-alpha两种细胞因子，对其导致免疫系统紊乱的分子机制进行了更深入的研究。通过建立Con A、AAI等诱导的小鼠细胞因子风暴模型，项目组发现花生四烯酸经由5-脂氧合酶代谢通路激活的炎性终产物与主要脏器损伤密切相关。通过课题研究的推进，项目组在基本完成了H7N9患者的细胞因子表达谱和预测的基础上，还参与了通过人工肝支持系统对患者的临床救治研究。在救治过程中发现IL-6和TNF-alpha等细胞因子无法有效清除，可能是造成患者重症化、预后差的关键因素，并对此进行了深入的机制研究。在上述基础上，项目组还将对细胞因子风暴的研究扩展到了癌变前期的研究中，并取得了一定初步进展。