过刊目录高原特殊的地理、气候、自然条件给驻训官兵的生理健康和作战效能带来极大挑战。在高海拔地区,适应不良会导致机体出现高原肺水肿、脑水肿等急性高原病。既往研究表明,阶梯习服是预防和减轻高原反应的有效策略。此外,间歇性低氧和预先模拟海拔训练等非药物预防措施也被证明可以有效促进高原习服。传统的习服策略需要较长时间,不利于军事人员快速进入高原。本文综述了针对进入高海拔地区人群的不同习服方法,以此为科学高效的高原习服训练策略研究和应用提供参考。
分析移居高原男性青年慢性高山病(chronic mountain sickness,CMS)发生的危险因素,并构建诊断模型及评估诊断效能。
本研究采用横断面研究设计方案,于2023年6月10日至12月29日以方便抽样方法选取移居到高原(海拔4 500~5 000 m地区)半年及以上的男性青年作为被试者,收集其人口学资料并采集血液样本进行实验室检测。以“慢性高山病青海标准”将被试者分为CMS组和非CMS组。按照8∶2的比例随机抽样将被试者分为训练集和测试集。通过随机森林变量重要性排序、单因素和多因素Logistic回归分析,筛选出CMS发生的独立危险因素并构建诊断模型;采用受试者工作特征曲线、校准曲线、临床决策曲线和影响曲线分析,全面评估模型的诊断效能。
376名抽样被试者经纳入排除后,共308人纳入数据分析,其中CMS患病率为17.53%。呼吸困难或心悸(79.63%)和睡眠障碍(85.19%)是CMS患者的主要临床表现。进一步分析发现,肌酸激酶同工酶MB/肌酸激酶(creatine kinase-MB/creatine kinase,CK-MB/CK,OR=2.17,95%CI:1.43~3.28)、高原居住时间(OR=2.44,95%CI:1.08~5.54)和体质指数(body mass index,BMI,OR=1.62,95%CI:1.05~2.50)是CMS发生的三大独立危险因素。训练集和测试集的CMS诊断模型曲线下面积[0.821(95%CI:0.756~0.886)vs 0.822(95%CI:0.700~0.944)]、特异度(66.30% vs 73.90%)、敏感度(89.50% vs 81.20%),提示其区分度较好。通过Hosmer-Lemeshow拟合优度检验评估模型拟合度(χ²=10.029,P=0.263)和(χ²=4.477,P=0.812),说明模型预测与实际观察结果一致性较好。临床决策曲线分析表明,在阈值概率为0.1~0.7内,模型的净收益优于全干预和无干预策略。临床影响曲线分析显示,当阈值概率>0.4时,模型的预测和实际发病情况高度一致。这2项分析结果共同证实了模型的临床应用价值。
CK-MB/CK、高原居住时间和BMI是CMS的独立危险因素,其构建的诊断模型有助于识别CMS发生潜在个体,进而早期干预以预防CMS对移居高原男性青年生命健康的危害。
应用不同机器学习算法构建从高原返回平原人群高原脱适应症(high altitude de-acclimatization syndrome,HADAS)发病的风险预测模型,并验证其预测效能。
于2020年11月至2024年2月对结束高原生活返回内地的人群实地或线上发放问卷调查。收集基本资料、慢性高原病(chronic mountain sickness,CMS)情况和脱适应症状等调查资料,经筛选最终纳入1 095例作为建模组。阳性事件定义为脱适应症状评分>5分。将建模组按7∶3随机分为训练集(n=766)和内部测试集(n=329),采用最小绝对收缩和选择算子(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)回归筛选自变量,基于多因素Logistic回归(multiple factor logistic regression,LR)、决策树(decision tree,DT)、随机森林(random forest,RF)、极端梯度提升(eXtreme gradient boosting,XGB)、支持向量机(support vector machine,SVM)、K最邻近(K-nearest neighbor,KNN)、轻度梯度提升(light gradient boosting,LGB)、朴素贝叶斯(naïve bayes,NB)8种机器学习方法构建预测模型。采用受试者工作特性曲线(receiver operating characteristic,ROC)、校准曲线和混淆矩阵对模型进行比较并进行内部测试;使用列线图或Shapley加性解释(shapley additive explanations,SHAP)图对最终模型进行展示。于2024年8月收集筛选结束高原生活返回平原132例作为外部验证组,对模型进行外部验证。
1 095例调查人群中有脱适应症者549人(50.14%)。CMS评分、年龄、高原居住时间为LASSO回归筛选出的预测因子。8种机器学习算法建立的HADAS预测模型中,以LR模型最优,ROC的曲线下面积(area under curve,AUC)训练集为0.819(95%CI:0.789~0.850),内部测试集为0.841(95%CI:0.799~0.884),F1评分内部测试集为0.801,内部测试集的AUC、F1得分在8个模型中均为最大;LR模型校准曲线的Spiegelhalter Z检验显示训练集 P=0.703、内部测试集P=0.281;LR模型外部验证集AUC为0.867(95%CI:0.765~0.969)。
以CMS评分、年龄和高原居住时间为预测因子建立的LR模型在内部测试集的综合表现最好,在外部验证集中区分度好,构建的列线图便于应用。
探究高原部队官兵军事训练伤的发生规律和日常饮食对训练伤发生的影响,为高原部队科学施训及卫勤保障提供理论支撑。
本研究采用横断面研究设计方案,自主设计“高原部队军事训练伤调查表”,于2024年7月对常驻高原部队官兵的训练伤、日常饮食等情况进行问卷调查,对数据进行统计分析。
在3 655名调查对象中,训练伤发生率为17.87%。体能训练(45.94%)为训练伤高发课目,冬季(31.39%)为训练伤高发季节。腰(28.48%)、膝(22.21%)和踝部(18.07%)是常见的损伤部位。扭伤(28.48%)、慢性疲劳性损伤(18.38%)和拉伤(12.25%)为常见的损伤类型。高原部队官兵日常饮食中粗粮及薯类、豆制品类、水产类和坚果类摄入偏低。多因素Logistics回归分析显示摄入水果(OR=0.625,95%CI:0.508~0.768,P<0.001)和坚果(OR=0.759,95%CI:0.654~0.879,P<0.001)与高原训练伤发生具有关联性。
较之既往研究数据,本次调查中高原官兵训练伤发生规律一致、发生率略有下降;这可能与经常摄入水果和坚果有关联。
探究高原低氧环境对结直肠癌体内生长及肿瘤微环境的影响。
采用随机数字表法将雄性6周龄BALB/C与C57BL/6小鼠(体质量18~20 g)各自分为2组,分别置于低压氧仓(10%氧气,海拔约5 600 m,高原低氧组)和SPF级动物实验中心(21%O2,海拔约300 m,平原常氧组)饲养,C57BL/6小鼠每组8只,BALB/C小鼠每组7只。对C57BL/6小鼠皮下接种MC38、对BALB/C小鼠皮下接种CT26以构建结直肠癌皮下肿瘤模型。观察C57BL/6与BALB/C小鼠肿瘤大小并统计肿瘤质量。收集C57BL/6小鼠的肿瘤、外周血以及脾脏中的免疫细胞,流式细胞术对巨噬细胞、T淋巴细胞、IFN-γ+ T淋巴细胞以及髓源性抑制细胞(myeloid-derived suppressor cells,MDSC)进行检测,分析这些免疫细胞在平原常氧和高原低氧环境下的变化情况。
与平原常氧组C57BL/6与BALB/C小鼠相比,高原低氧组2种小鼠皮下肿瘤生长都被显著抑制(0.17 vs 0.09 g,1.38 vs 0.51 g,P<0.01)与平原常氧组C57BL/6小鼠相比,高原低氧组C57BL/6小鼠肿瘤微环境中的M2巨噬细胞比例显著降低(22.13% vs 15.90%,P<0.05);MDSC比例减少(2.06% vs 1.05%,P<0.01),其中单核性MDSC(M-MDSC:Ly6C+)亚群比例显著降低(60.97% vs 41.13%,P<0.01),而粒性MDSC(PMN-MDSC:Ly6G+)比例无显著差异(10.97% vs 9.70%,P>0.05);CD8+ T细胞比例显著升高(41.25% vs 51.18%,P<0.01),CD4+ T细胞比例降低(48.70% vs 41.93%,P<0.05);IFN-γ+ T、IFN-γ+ CD4+ T、IFN-γ+ CD8+ T细胞比例均显著增高(28.58% vs 59.65%,23.33% vs 53.65%,36.9% vs 66.48%,P<0.01);外周血中CD4+ T淋巴细胞和M1巨噬细胞比例都降低(84.98% vs 78.43%,5.86% vs 4.01%,P<0.01),MDSC及PMN-MDSC(Ly6G+)比例增高(4.47% vs 16.43%,36.56% vs 62.97%,P<0.01);脾脏中CD8+ T淋巴细胞比例和IFN-γ+ CD8+ T淋巴细胞比例都显著降低(33.05% vs 27.68%,5.13% vs 1.58%,P<0.01)。
高原低氧可以增强肿瘤微环境内免疫应答并抑制结直肠癌皮下肿瘤的生长,但却抑制全身性免疫应答。
探究细胞黏附分子3 (cell adhesion molecular 3,CADM3)在肺血管内皮细胞上的表达特异性,分析其介导单核细胞特异性黏附的作用,探讨缺氧诱导肺血管外周单核细胞浸润的新机制。
以人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cell,HUVEC)、大鼠肺血管内皮细胞(rat pulmonary vascular endothelial cell,rPEC)和大鼠主动脉内皮细胞(rat aortic endothelial cell,rAEC)为细胞模型,分为常氧(21%O2)对照组和缺氧(1%O2或5%O2)处理组。通过分析缺氧8 h HUVEC的转录组数据,筛选差异表达的CADM3。通过细胞黏附实验、siRNA干扰、免疫细胞化学技术、Western blot技术和流式细胞术,分析CADM3在缺氧HUVEC与单核细胞特异性高黏附中的作用;通过铁螯合剂-去铁胺(deferoxamine,DFX)和shRNA干扰调节HIF-1α表达,分析HIF-1转录活性对CADM3表达的影响。
缺氧HUVEC中CADM3表达增加,在缺氧6~8 h达到最高,随后下降;靶向CADM3的siRNA转染后,与阴性对照组比较,CADM3的表达降低,缺氧HUVEC和U937细胞的黏附率显著下降,差异具有统计学意义(P<0.05)。与常氧(21%O2)溶剂对照组比较,DFX(100 μmol/L)处理的HUVEC中HIF-1α及其靶蛋白STC2蛋白水平增加;靶向HIF-1α的shRNA转染后,与阴性对照组比较,HIF-1α及其靶蛋白STC2蛋白水平下降,但CADM3蛋白表达均无变化。缺氧rPEC中CADM3的蛋白水平及其在细胞膜上的分布均增加,与rPEC细胞比较,rAEC细胞中未检测到CADM3的蛋白表达;脂多糖(lipopolysaccharide,LPS) (5 μg/mL)处理后,常氧或缺氧培养的rPEC细胞中HIF-1α和CADM3表达均无明显变化。缺氧rPEC与外周血白细胞中CD11b+细胞的黏附比率最高,差异具有统计学意义(P<0.01)。抗CADM3抗体孵育后,与Blank组比较,缺氧rPEC与U937细胞的黏附显著下降,差异具有统计学意义(P<0.05)。
缺氧以特异地非HIF-1依赖的方式诱导肺血管内皮细胞中CADM3的表达,促进缺氧诱导的肺血管内皮细胞与单核细胞的特异性黏附。
探讨环状RNAs(circRNAs)在阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)中的作用及其潜在机制。
选取6月龄APP/PS1转基因(AD)小鼠和C57BL/6野生型(WT)小鼠,采用随机数字表法将小鼠分为5组(n=3):WT组(野生型小鼠)、WT+敲除circ-Olfm1组(敲除circ-Olfm1的野生型小鼠)、AD组(APP/PS1转基因小鼠)、AD+敲除circ-Olfm1组(敲除circ-Olfm1的APP/PS1转基因小鼠)和AD+敲除FOXO3a组(敲除FOXO3a的APP/PS1转基因小鼠)。采用皮层和海马立体定向注射慢病毒敲除 circ-Olfm1和FOXO3a基因。①提取小鼠脑RNA,检测AD小鼠和WT小鼠中circRNA和mRNA的差异表达,并进行基因本体(gene ontology,GO)分析。②RT-qPCR检测前10位上调和下调的circRNA、circ-Olfm1和miR-330-5p的表达。③制备慢病毒载体并立体定向注射到WT和AD小鼠的皮层或海马,以敲除 circ-Olfm1基因,水迷宫实验评估敲除circ-Olfm1基因对小鼠认知功能的影响,免疫荧光检测Aβ斑块沉积。④双荧光素酶基因分析验证circ-Olfm1和miR-330-5p之间的相互作用。⑤Western blot检测AMPK和FOXO3a蛋白表达水平。⑥透射电镜检查AD小鼠海马组织的线粒体。⑦ELISA检测炎性因子IL-6、IL-1β和TNF-α的水平。
AD小鼠和WT小鼠中共鉴定出52个差异表达的circRNA,其中28个上调,24个下调(fold change>1.5,P<0.05)。这些差异表达基因主要涉及信号转导、学习和记忆等功能。circ-Olfm1是差异最大circRNA,在神经元中高表达,并在AD小鼠的大脑皮层和海马中上调(fold change>1.5,P<0.05)。敲除circ-Olfm1基因减少了AD小鼠大脑皮层和海马的β-淀粉样斑块(amyloid β,Aβ)数量(P<0.01)。细胞实验中:通过starBase数据库观察到circ-Olfm1和miR-330-5p之间存在互补序列。Western Blot结果表明:加入Aβ42后,AMPK和FOXO3a蛋白在神经元细胞中表达明显增加(P<0.01)。沉默circ-Olfm1后,AMPK和FOXO3a蛋白在神经元细胞+Aβ42中表达降低(P<0.01)。ELISA检测提示:敲除FOXO3a后,炎性因子IL-6、IL-1β和TNF-α均显著增高(P<0.01)。透射电镜检查提示:敲除FOXO3a后线粒体损伤显著加重(P<0.01)。
circ-Olfm1在AD小鼠脑组织和神经元细胞+Aβ42中表达上调,其导致AD小鼠认知损害的机制可能是通过调节FOXO3a蛋白的表达。
描绘弥漫型胃癌组织中组蛋白H3第27位赖氨酸的三甲基化(H3K27me3)修饰的全基因组分布图谱,通过鉴定H3K27me3所调控的关键靶基因,初步探究H3K27me3修饰重编程可能调控弥漫型胃癌细胞发生发展的作用机制。
样本来源于2021-2023年在陆军特色医学中心消化内科内镜中心及手术室胃肠外科组接受检查或治疗的患者。共收集到正常组患者14例,其中男性6例,女性8例,平均年龄46岁;胃癌组患者14例,其中男性8例,女性6例,平均年龄63岁。采用染色质靶向剪切及转座酶技术(cleavage under target and tagmentation,CUT&Tag)捕获基因组H3K27me3修饰区域,分析H3K27me3修饰重编程特征。整合转录组(RNA-Seq)测序数据、高通量染色体构象捕获技术(high-throughput chromosome conformation capture,Hi-C)及已发表的公共单细胞数据,分析H3K27me3修饰重编程在弥漫型胃癌细胞中所调控靶基因。
CUT&Tag和RNA测序数据质量符合下游分析标准,正常胃黏膜组织和弥漫型胃癌组织的组蛋白H3K27me3修饰均主要分布于远端基因间区和内含子区。相较于正常组织,胃癌组织的H3K27me3修饰存在显著的重编程特征,表现为H3K27me3总体信号强度明显降低。其中缺失的2 912个H3K27me3信号峰可能导致822个肿瘤相关基因的表达上调,这些基因中上调最显著(信号值强度的差异倍数≥2,P<0.05)的56个基因主要富集于哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合体1(mammalian target of rapamycin complex 1,mTORC1)信号通路,其中甲硫氨酸转运体SLC7A5和胱氨酸转运体SLC7A11在胃癌组织中的表达最高。单细胞数据提示,弥漫型胃癌组织中SLC7A11的异常高表达主要存在于肿瘤上皮细胞。利用公共数据和免疫组织化学实验进一步验证SLC7A11在弥漫型胃癌中高表达,且与胃癌患者的不良预后相关。
组蛋白H3K27me3修饰重编程是弥漫型胃癌的重要表观遗传学特征;组蛋白H3K27me3修饰缺失可能上调肿瘤细胞SLC7A11表达,进而促进肿瘤进展。
探讨静息期精原前体细胞Rb1敲除致雄鼠精原干细胞(spermatogonial stem cells,SSCs)特化异常的调控机制。
①用R对在基因表达综合数据库(gene expression omnibus,GEO)(GEO登记号:GSE124904)获取的出生后0.5 d(postnatal day 0.5,P0.5)雄鼠精原前体细胞单细胞测序数据进行分析。②用Vasa-Cre工具鼠与Rb1flox/flox(或Id4-gfpTg;Rb1flox/flox)小鼠配繁构建静息期精原前体细胞Rb1条件性敲除(conditional knock out,cKO)雄鼠或带ID4绿色荧光(ID4-GFP)的Rb1 cKO雄鼠,通过PCR基因鉴定判断生殖细胞Rb1敲除情况以区分cKO雄鼠与对照(Con)。采集出生后数天内的小鼠 (n=3~8)睾丸,利用流式细胞术基于细胞荧光强度将ID4-GFP细胞均分为3个群落,检测各个群落细胞数量和细胞周期。③免疫荧光染色检测生殖细胞增殖(Ki67+)、SSCs特化(FOXO1胞核转换)和生殖细胞分化(STRA8+)情况。④TUNEL染色检测细胞凋亡。
①单细胞测序数据分析显示:在P0.5精原前体细胞的2类细胞中,与细胞增殖相关的基因在将特化为精原干细胞的那一群细胞中富集表达。②生殖细胞增殖情况检测表明:P2.5时,对照[(11.22±3.27)%]与cKO小鼠[(46.10±6.21)%)]小鼠睾丸横切面生殖细胞Ki67+占比差异具有统计学意义(P<0.01)。③流式细胞术分析表明:P2.5对照[(5.05±1.46)%]与cKO[(12.05±2.22)%]小鼠睾丸ID4-GFP荧光强度最强的那群细胞处于S期的占比差异具有统计学意义(P<0.05)。④TUNEL染色显示cKO组而非对照组小鼠睾丸横切面检测到细胞发生凋亡。⑤SSCs特化标志检测结果显示对照[(20.57±2.15)%]和cKO[(45.08±2.45)%]小鼠睾丸横切面生殖细胞FOXO1位于细胞质的占比差异具有统计学意义(P<0.01)。
静息期精原前体细胞Rb1敲除使其出生后细胞周期恢复紊乱、凋亡发生,导致SSCs特化异常。
构建适应中国人群的乳腺钼靶图像分类辅助系统,探讨人工智能技术在国内辅助乳腺癌早期筛查的潜力。
为复现当前文献中的主流深度学习方法,利用乳腺X线筛查数字数据库子集(curated breast imaging subset of digital database for screening mammography,CBIS-DDSM)、乳房X线图像分析学会数据库(mammographic image analysis society database,MIAS)等国际公开数据集分别进行模型训练,并在华教科技有限公司提供的中国人群乳腺钼靶图像数据集(Chinese breast mammography dataset,CBMD)上进行测试和模型性能比较;针对中国人群数据在公开数据集训练模型性能测试不理想的问题,结合中国人群数据特点,提出基于滑动窗口调窗机制的优化策略,设计二阶段迁移学习方法,以提升模型的整体性能,并进行系统研发。
使用滑动窗口调窗机制及二阶段迁移学习后的CBMD训练模型,以中国人群数据集为测试集,其准确度从默认窗口下公开数据集训练模型的0.50提升至0.80,精度从0.54提升至0.82,灵敏度从0.52提升至0.80,F1值从0.52提升至0.80,AUC值从0.51提升至0.89。
本研究引入滑动窗口调窗机制和二阶段迁移学习策略,显著提升了乳腺钼靶图像分类模型在中国人群数据集上的性能,初步达到适应中国人群的乳腺钼靶图像辅助分类的目的。