HERC5, IFI6, IFIT3 и FASAL в качестве потенциальных диагностических биомаркеров системного волчанка эритематоса: интегрированная биоинформатика, машинное обучение и клиническая проверка.

ЦЕЛИ: Системная волчанка эритематос (SLE) представляет собой опасное для жизни аутоиммунное расстройство, причиняющее многоорганический ущерб. Нынешним диагностическим методам мешает недостаточная чувствительность и специфичность традиционных биомаркеров, которые часто задерживают диагностику. Поэтому по-прежнему крайне необходимо выявить надежные диагностические биомаркеры для SLE. Были предварительно обработаны наборы микроархивы SLE из Gene Express Omnibus. Потенциальные диагностические биомаркеры SLE были выявлены с помощью дифференциального анализа экспрессии, анализа взвешенной сети совместного выражения генов и отбора элементов машинного обучения. Диагностические модели были построены на основе потенциальных генов и оптимизированы с помощью девяти алгоритмов машинного обучения. Уровни выражения потенциальных генов были дополнительно подтверждены в клинических образцах с использованием цепной реакции полимеразы в режиме реального времени (RT-qPCR), и их клиническая значимость была статистически оценена.РЕЗУЛЬТАТЫ: Четыре потенциальных гена-HECT и RLD Домена, содержащие E3 Ubicitin Protein Ligase 5 (HERC5), Interferon Alpha Inducable Protein 6 (IFI6), Interferon Inducable Protein с Tetricopepptide повторит 3 (IFIT3) и 2'-5'-Oligoadnyate Synthetase, как (OFAL)-показанный потенциал в качестве диагностических биомаркеров SLE, с значительно более высоким выражением у пациентов SLE по сравнению с контролем. Кривые рабочих характеристик индивидуального приемника (РОС) для потенциальных генов показали, что площадь под кривой (AUC) превышает 0,8 (P < 0,001), в то время как модель с номограммой достигла более высокой точности (AUC = 0,905, P < 0,001). Оптимизированные диагностические модели продемонстрировали высокую эффективность в различных наборах данных (AUC > 0,85, P < 0,001), особенно отличая SLE от гепатита C, множественного склероза и туберкулеза. Клиническая проверка подтвердила эти выводы, при этом генная комбинация превосходила обычные биомаркеры при оценке активности заболеваний (AUC = 0,776, P < 0,001). ВЫВОДЫ: HERC5, IFI6, IFIT3 и FASAL могут служить потенциальными диагностическими биомаркерами для SLE. Сочетание потенциальных генов свидетельствует как о дифференциальном диагностическом потенциале, так и о количественной оценке активности заболеваний. • В рамках этого исследования была интегрирована биоинформатика и машинное обучение с целью выявления и выявления четырех потенциальных генов HERC5, IFI6, IFIIT3 и FASAL в качестве потенциальных диагностических биомаркеров для SLE. • Машины обучения и оптимизация диагностических моделей на основе HERC5, IFI6, IFIT3 и FASAL продемонстрировали отличную диагностическую эффективность и дискриминационный потенциал. • Уровни выражения и диагностический потенциал HERC5, IFI6, IFIT3 и FASAL были дополнительно проверены с использованием клинических образцов, а результаты были приведены в соответствие с результатами биоинформатического анализа.