引言

“上醫(yī)治未病?！?/p>

健康的身體是幸福的基礎(chǔ)，大家都希望“革命的本錢(qián)”無(wú)病無(wú)害；然而“五谷食，百病生”，因此，及時(shí)將疾病扼殺在搖籃里才更為現(xiàn)實(shí)。血液、尿液等這些容易采集的人體樣品中往往包含有許多潛在的疾病發(fā)生信息，通過(guò)檢測(cè)評(píng)估這些信息我們就能夠預(yù)測(cè)一些疾病的發(fā)生。

證據(jù)表明，許多circRNA在血液、尿液等體液中能夠被檢測(cè)到，且與疾病緊密相關(guān)，可以作為新的疾病診斷標(biāo)志物。因此，通過(guò)circRNA來(lái)預(yù)測(cè)疾病是可能的。

然而，在尋找circRNA和疾病的關(guān)系過(guò)程中，傳統(tǒng)基于生物實(shí)驗(yàn)的探索方式耗時(shí)耗力，顯得力不從心；但在circRNA研究者的齊心協(xié)力下，circRNA與疾病研究的知識(shí)越來(lái)越豐富，隨著生物信息學(xué)的廣泛應(yīng)用，這些零散的信息被收集整理成一些circRNA-disease數(shù)據(jù)庫(kù)，幫助研究者更快速地獲取相關(guān)信息；而機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的崛起讓人們獲得了預(yù)測(cè)未知的能力，一系列預(yù)測(cè)circRNA-disease關(guān)聯(lián)的計(jì)算方法最近也被開(kāi)發(fā)出來(lái)，幫助研究者進(jìn)一步縮小了探索的目標(biāo)范圍，加速了circRNA和疾病的研究進(jìn)程。

下面就讓我們盤(pán)點(diǎn)一下當(dāng)前的一些circRNA-disease數(shù)據(jù)庫(kù)和計(jì)算方法。

數(shù)據(jù)庫(kù)

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前收集有circRNA-disease的數(shù)據(jù)庫(kù)總共包含21個(gè)，其中 circRNA與癌癥的包括?MiOncoCirc、CircNet、CSCD 等9個(gè)，以及?Circ2Traits、CircR2Disease、circRNADisease等12個(gè)綜合疾病數(shù)據(jù)庫(kù)。（詳細(xì)請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：?十年環(huán)狀RNA|史上最全！數(shù)據(jù)庫(kù)匯總https://mp.weixin.qq.com/s/s7c9C2s12fe09JKgskA1nw）

有的數(shù)據(jù)庫(kù)只活在文章里，有些數(shù)據(jù)庫(kù)被研究者廣為傳頌。2013年就發(fā)表的Circ2Traits的數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)站早已無(wú)法訪問(wèn)，不過(guò)其中的數(shù)據(jù)仍可以通過(guò)?github.com/shaoli86/circ2Traits（請(qǐng)復(fù)制到瀏覽器打開(kāi)）下載。CircNet、CSCD、CircR2Disease、circRNADisease都分別在2021 和 2022對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了升級(jí)。而MNDR數(shù)據(jù)庫(kù)在經(jīng)歷3個(gè)版本更新后也于今年1月更新為?RNADisease v4.0。另外，今年出現(xiàn)了兩個(gè)新的數(shù)據(jù)庫(kù)GBCdb與 ncR2Met，它們分別收集了與膽囊癌和癌轉(zhuǎn)移相關(guān)的circRNA信息。

circRNA越來(lái)越豐富和深入的研究?jī)?nèi)容，為數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)提供了肥沃的土壤。從 pubmed搜錄的信息看，2021年和2022年關(guān)于circRNA的研究已經(jīng)超過(guò)了?2500 篇，而2023年一季度就已經(jīng)超過(guò)了?750 篇！相信后續(xù)會(huì)有更多數(shù)據(jù)庫(kù)的涌出。當(dāng)然，數(shù)據(jù)信息的增多另一方面也為數(shù)據(jù)收集和整理者帶來(lái)了不小的挑戰(zhàn)。所以對(duì)于那些能夠持續(xù)維護(hù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，讓我們且用且珍惜！

“前人栽樹(shù)，后人乘涼”，數(shù)據(jù)庫(kù)（廣義）也是機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能應(yīng)用的基石，一個(gè)好的數(shù)據(jù)庫(kù)能夠?yàn)橛?jì)算方法開(kāi)發(fā)者節(jié)省不少的開(kāi)發(fā)成本。

計(jì)算方法

如何將經(jīng)驗(yàn)數(shù)字化是生物信息學(xué)者經(jīng)常考慮的事兒。

當(dāng)獲得足夠的circRNA-disease信息，我們就可以提取circRNA和疾病的特征來(lái)訓(xùn)練circRNA-disease機(jī)器學(xué)習(xí)或深度學(xué)習(xí)模型，最后用于預(yù)測(cè)其他未被研究的circRNA-disease關(guān)系。

基于這樣的理念，目前已經(jīng)發(fā)表了超過(guò)67個(gè)計(jì)算方法。其中有16個(gè)所發(fā)表的文章影響因子> 10（如下圖），主要被收錄在?Briefings in Bioinformatics。值得一提的是，這些文章基本都發(fā)表于2018年之后，大概是因?yàn)?018年發(fā)表了兩個(gè)疾病數(shù)據(jù)庫(kù)circRNADisease 和 CircR2Disease，這兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)收集的都是人工文獻(xiàn)篩查的circRNA-disease關(guān)系；而在此之前的兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)Circ2Traits 和CircNet中的數(shù)據(jù)主要是高通量測(cè)序數(shù)據(jù)或通過(guò)生物信息關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。這也說(shuō)明了要想構(gòu)建好的計(jì)算模型必須先有可靠的數(shù)據(jù)資料。

我們可以通過(guò)這些計(jì)算方法預(yù)測(cè)新的circRNA-disease關(guān)聯(lián)，這為進(jìn)一步的生物實(shí)驗(yàn)探索提供了直通目的地的線(xiàn)索。然而美中不足的是，目前絕大部分文章只提供了計(jì)算模型，并未形成用戶(hù)友好的工具，所以在使用上仍需要專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員。

寫(xiě)在最后

雖然已經(jīng)有許多證據(jù)表明circRNA具有作為一種新的疾病診斷標(biāo)志物的潛力，但真正應(yīng)用仍然面臨著許多挑戰(zhàn)，包括但不限于

1. 如何精確地在血液、尿液等體液中檢測(cè) circRNA 及其濃度

2. 哪些 circRNA 能夠作為疾病的診斷標(biāo)志物，對(duì)應(yīng)關(guān)系是什么

3. 相比其他診斷標(biāo)志物，circRNA 的優(yōu)勢(shì)是什么

4. circRNA 是否能夠和其他分子（例如 miRNA）形成組合效應(yīng)

5. .......?

隨著高通量技術(shù)儀器逐漸平民化，生物信息解析逐漸智能化，我們有理由相信不久的將來(lái)，circRNA等診斷標(biāo)志物也能通過(guò)“血常規(guī)”或“尿檢”等醫(yī)學(xué)通用手段進(jìn)行檢測(cè)，甚至通過(guò)手機(jī)等檢測(cè)儀器隨時(shí)監(jiān)控我們的健康水平，真正實(shí)現(xiàn)“防范于未然”。

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