注射用丹參多酚酸鹽聯(lián)合阿司匹林治療SAP機(jī)理的生物分子網(wǎng)絡(luò)研究.pdf

1、近年來，阿司匹林抵抗問題引起廣泛關(guān)注，中西藥聯(lián)合用藥治療冠心病等復(fù)雜疾病在臨床取得了較好的療效。通過對全國18家三級甲等綜合醫(yī)院信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫分析發(fā)現(xiàn)，14191例患者使用注射用丹參多酚酸鹽的患者中多與阿司匹林聯(lián)合用藥治療冠心病。進(jìn)一步對注射用丹參多酚酸鹽聯(lián)合常規(guī)西藥治療穩(wěn)定型心絞痛(stable angina pectoris，SAP)的隨機(jī)對照試驗研究進(jìn)行Meta分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)聯(lián)合用藥治療SAP的有效率明顯優(yōu)于單純西藥治療，且未發(fā)

2、現(xiàn)明顯不良反應(yīng)。大多數(shù)復(fù)雜疾病并非是由單個致病基因引起的，而是多個基因或其產(chǎn)物功能紊亂導(dǎo)致的結(jié)果，生物分子網(wǎng)絡(luò)分析方法能夠系統(tǒng)、綜合地挖掘藥物對疾病網(wǎng)絡(luò)的干預(yù)與影響，進(jìn)行“疾病-基因-藥物”多層次網(wǎng)絡(luò)的分析，為揭示聯(lián)合用藥、多分子藥物協(xié)同作用于人體的作用機(jī)理提供了新的思路。
　　研究目的:
　　運用生物分子網(wǎng)絡(luò)的分析方法，比較注射用丹參多酚酸鹽和阿司匹林分子網(wǎng)絡(luò)在生物功能方面的異同，從分子角度預(yù)測注射用丹參多酚酸鹽與阿司匹林

3、聯(lián)合用藥治療SAP的作用機(jī)理。
　　研究方法:
　　1.基因獲取
　　通過Genecards數(shù)據(jù)庫和STITCH數(shù)據(jù)庫獲得注射用丹參多酚酸鹽主要成分及阿司匹林的相關(guān)基因，通過DisGeNET數(shù)據(jù)庫獲得SAP相關(guān)基因，并進(jìn)行去重、統(tǒng)一名稱等處理。
　　2.分子網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
　　通過Agilent Literature Search，參數(shù)設(shè)置以人類基因為前提，限定交互詞匯，選擇通過全文搜索。檢索文獻(xiàn)中與注射用丹參多

4、酚酸鹽、阿司匹林、SAP的相關(guān)種子基因有相互作用關(guān)系的基因構(gòu)建生物分子網(wǎng)絡(luò)，并在Cytoscape_v3.2.軟件平臺對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可視化加工和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析。
　　3.分子網(wǎng)絡(luò)的模塊識別
　　將注射用丹參多酚酸鹽、阿司匹林和SAP的分子網(wǎng)絡(luò)分別導(dǎo)入AP、MCODE和MCL，利用3種方法根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的基因聚類情況進(jìn)行模塊識別。熵值是對模塊的離散程度進(jìn)行判斷的一個標(biāo)準(zhǔn)，不同方法的模塊識別結(jié)果可根據(jù)模塊熵值的大小進(jìn)行比較，熵值越小代表模

5、塊的離散程度越小，穩(wěn)定性越高。劃分好的模塊根據(jù)評分由高至低排序，每個模塊由相互關(guān)聯(lián)的基因聚類組成，評分越高表示該模塊的顯著性越高。
　　4.模塊的生物功能注釋
　　使用DAVID Bioinformatics Resources6.7軟件識別注射用丹參多酚酸鹽、阿司匹林和SAP分子網(wǎng)絡(luò)的主要模塊中的GO生物學(xué)過程和KEGG通路。采用Fisheris Exact Test算法計算出P值(EASE Score)，再對富集分析得到

6、的P值進(jìn)行Benjamini多重檢驗校正，最終認(rèn)為校正后P值＜0.05的GO生物學(xué)過程和KEGG通路為模塊相關(guān)的顯著生物功能和信號通路。
　　研究結(jié)果
　　1.分子網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建及模塊劃分
　　通過Genecards數(shù)據(jù)庫和STITCH數(shù)據(jù)檢索獲得注射用丹參多酚酸鹽的相關(guān)基因79個，阿司匹林的相關(guān)基因498個，SAP的相關(guān)基因75個。通過分子之間相互作用關(guān)系，構(gòu)建出注射用丹參多酚酸鹽的分子網(wǎng)絡(luò)由715個節(jié)點和2310條邊構(gòu)

7、成;阿司匹林的分子網(wǎng)絡(luò)由2120個節(jié)點和9064條邊構(gòu)成;SAP的分子網(wǎng)絡(luò)由630個節(jié)點和2385條邊構(gòu)成。從注射用丹參多酚酸鹽的分子網(wǎng)絡(luò)中識別出61個模塊，最大模塊由37節(jié)點構(gòu)成，最小的模塊由3個節(jié)點構(gòu)成;從阿司匹林的分子網(wǎng)絡(luò)中識別出122個模塊，最大模塊由112個節(jié)點構(gòu)成，最小模塊3個節(jié)點構(gòu)成;從SAP的分子網(wǎng)絡(luò)中識別出40個模塊，最大模塊由57個節(jié)點構(gòu)成，最小的模塊由3個節(jié)點構(gòu)成。
　　2.GO生物功能和KEGG通路富集

8、r>　　注射用丹參多酚酸鹽分子網(wǎng)絡(luò)前10個模塊的相關(guān)GO功能有755條、相關(guān)KEGG信號通路有61條，其中以免疫調(diào)節(jié)、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞過程相關(guān)信號通路為主，其還包括內(nèi)分泌調(diào)節(jié)、代謝作用、神經(jīng)調(diào)節(jié)等相關(guān)信號通路。阿司匹林分子網(wǎng)絡(luò)前10個模塊的相關(guān)GO功能有831條、相關(guān)KEGG信號通路有53條，以代謝作用、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)信號通路為主，還包括免疫調(diào)節(jié)、細(xì)胞過程相關(guān)信號通路。SAP分子網(wǎng)絡(luò)前10個模塊的相關(guān)GO功能有1220條、相關(guān)KEGG信號通

9、路有65，其中以免疫調(diào)節(jié)、代謝作用、細(xì)胞過程相關(guān)信號通路為主，其次為信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、內(nèi)分泌調(diào)節(jié)和神經(jīng)調(diào)節(jié)相關(guān)信號通路。
　　3.聯(lián)合用藥對SAP分子網(wǎng)絡(luò)及重要節(jié)點的影響
　　注射用丹參多酚酸鹽和阿司匹林分子網(wǎng)絡(luò)對SAP分子網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率分別為45.92％和62.56％，聯(lián)合用藥的覆蓋率為71.64％;前10個重要節(jié)點之間的重疊率均為60％，聯(lián)合用藥的重疊率為80％;兩個藥物共同覆蓋SAP分子網(wǎng)絡(luò)的209個節(jié)點，前10個重要節(jié)點包括I

10、L6、IL8、MAPK14和MAPK8，與炎癥反應(yīng)相關(guān);注射用丹參多酚酸鹽單獨覆蓋SAP分子剛絡(luò)的56個節(jié)點，AKT1和IFNG屬于前10個重要節(jié)點，與動脈粥樣硬化和心肌缺血再灌注損傷有關(guān);阿司匹林單獨覆蓋SAP分子網(wǎng)絡(luò)的177個基因，EPHB2和TP53屬于前10個重要節(jié)點，與血管平滑肌細(xì)胞增殖相關(guān)。
　　4.聯(lián)合用藥對SAP相關(guān)信號通路的影響
　　注射用丹參多酚酸鹽和阿司匹林分別參與了64.62％和56.92％的SAP相

11、關(guān)信號通路調(diào)節(jié)，兩個藥物聯(lián)合能夠覆蓋SAP相關(guān)信號通路的86.15％，以免疫調(diào)節(jié)、細(xì)胞過程、代謝作用、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)信號通路為主。注射用丹參多酚酸鹽和阿司匹林共同參與的16條SAP相關(guān)信號通路中，以免疫調(diào)節(jié)、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞過程、代謝作用以及腫瘤相關(guān)信號通路為主，如JAK-STAT信號通路(Januskinase/signal transducers and activators of transcription, JAK-STAT sig

12、nalingpathway)、MAPK信號通路(Mitogen-activated protein kinase signaling pathway)等，與炎癥反應(yīng)和動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展相關(guān)。注射用丹參多酚酸鹽單獨參與的17條SAP相關(guān)信號通路中，以信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、內(nèi)分泌調(diào)節(jié)、免疫調(diào)節(jié)以及糖尿病相關(guān)信號通路為主，如VEGF信號通路(Vascular endothelial growth factor,VEGF signaling pathw

13、ay)、GnRH信號通路(Gonadotropin-releasing hormone，GnRH signaling pathway)、1型糖尿病信號通路(TypeⅠ diabetes mellitus)等，與調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞功能和糖代謝相關(guān)。阿司匹林單獨參與的11條SAP相關(guān)信號通路中，以代謝作用、細(xì)胞過程、免疫調(diào)節(jié)以及神經(jīng)系統(tǒng)疾病相關(guān)信號通路為主，如花生四烯酸代謝(Arachidonic acid metabolism)、亞油酸代謝(L

14、inoleic acidmetabolism)、阿爾茲海默病(Alzheimer's disease)等信號通路，與血小板聚集和調(diào)節(jié)脂代謝相關(guān)。
　　研究結(jié)論:
　　(1)注射用丹參多酚酸鹽聯(lián)合阿司匹林通過對炎癥反應(yīng)相關(guān)因子及信號通路的調(diào)節(jié)，從抑制動脈粥樣硬化發(fā)展方面對治療SAP起到療效增強(qiáng)作用。
　　(2)注射用丹參多酚酸鹽聯(lián)合阿司匹林通過對血小板聚集、內(nèi)皮細(xì)胞和糖脂代謝相關(guān)信號通路的調(diào)節(jié)，對治療SAP起到療效相加作