基于高通量数据识别结肠癌的生物标记物的研究开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

①研究的目的

恶性肿瘤是现如今严重危害人类健康的疾病之一,最常见的有大肠癌、乳腺癌、肝癌、肺癌等。结肠癌是人类和动物高发性恶性肿瘤,发病率和致死率每年都在累计上升。结肠癌是全球癌症死亡的第二大原因,尽管近年的研究已取得重大进展,但其疗效仍依赖于结肠癌是否能被早期诊断,故寻找其特异性生物标记物对肿瘤的早期诊断和治疗是非常有意义的。

结肠癌的早期发现、早期诊断、早期治疗尤为重要,结肠癌的早期诊断方法一般有超声、放射学、同位素、细胞学检查和血清肿瘤标记物等。近年来结肠癌的治疗疗效不断增强,治疗手段有传统的手术、放疗、化疗和新兴的肿瘤生物疗法。结肠癌的发生发展、转移、复发和预后等并不是因单个因素决定的、而是由多种因素多种基因调控的。

其中,基因微阵列技术的发展为癌症诊断提供了更加科学的途径。基因微阵列技术从基因表达的角度出发研究癌变过程,为解决早期临床诊断表现不明显的问题提供了方向。基因微阵列技术的主要原理是先对要研究的目的基因的互补核酸序列进行标记,然后将标记后的核酸序列和目的基因杂交,最后通过放射自显影或生化检测等方法观测杂交结果,从而对比不同组织或者细胞的同一基因的表达情况的差异,用于癌症诊断。

临床诊断方法的缺点在于大部分癌症在早期诊断的时候并没有被发现,这就耽误了患者的治疗时机,而DNA检查是通过基因进行,可以在早期对癌症进行较好的甄别。

②研究的意义

a.理论意义

基因微阵列技术的发展从生物的本质来对疾病病理进行研究,在一定程度上比传统的临床医疗诊断具有更高的精确率。利用机器学习方法对基因的表达差异进行识别判断并应用于临床,生物学与统计的交叉融合不仅是学术上的突破更推动了社会医疗的发展。

b.实践意义

利用统计学方法识别提取特征基因并对基因样本进行分类其实就是生物标记物的识别和应用的过程,从基因层面对结肠癌的诊断提供重要的理论指导,为疾病治疗提供全新的解决思路。对于结肠癌的研究和相关产业发展的未来方向定位有着重要意义。

2)国内外研究现状:

在识别潜在的生物标记物方面,Golubet al.(1999)根据基因表达谱识别了基因生物标志物,这些基因生物标志物可以成功地区分急性骨髓白血病(AML)急性淋巴细胞白血病(ALL)。但是此时大多数基因生物标记物不可靠并且具有较差的再生性。为了从系统的角度识别生物标记物,Barabasi和Oltvai (2004)提供了一种在系统水平上预测生物标记物的替代方法。随着存储在公共数据库中的大量基因表达数据的积累,de la Fuente (2010)认为差异表达的基因通常被认为是潜在的生物标志物。在识别生物标记物的方式发方面,Efron et al.(2004)提出了经验贝叶斯方法,其中大多数方法都是基于统计检验。Tusher et al.(2001)提出的微阵列(SAM)统计方法的重要性分析是用于确定表达变化的重要性的最广泛使用的工具之一,并且表现出良好的性能。

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