Relationships of serum lncRNA ANRIL and lncRNA PVT1 levels with the condition and prognosis of children with acute respiratory distress syndrome
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摘要:目的
探究血清长链非编码RNA INK4位点反义非编码RNA(lncRNA ANRIL)、长链非编码RNA浆细胞瘤变异易位基因1(lncRNA PVT1)水平与急性呼吸窘迫综合征(ARDS)患儿病情及预后的关系。
方法选取124例确诊的ARDS患儿为患病组,另选取124例同期体检健康者为对照组。ARDS患儿根据病情严重程度分为重度组(34例)、中度组(42例)和轻度组(48例); ARDS患儿根据预后情况分为预后不良组(55例)和预后良好组(69例)。采用荧光定量聚合酶链反应测定血清中lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平。采用Logistic回归分析法分析ARDS患儿发生预后不良的影响因素; 采用受试者工作特征(ROC)曲线分析血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平对ARDS患儿发生预后不良的预测价值。
结果患病组的血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平高于对照组,差异有统计学意义(P < 0.05)。轻度组、中度组和重度组的血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平随病情严重程度升高(P < 0.05)。预后不良组的血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平、氧合指数(OI)、呼吸频率、急性生理与慢性健康状况评分系统Ⅱ(APACHE Ⅱ)评分高于预后良好组,差异有统计学意义(P < 0.05); OI、呼吸频率、lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1为患儿发生预后不良的影响因素(P < 0.05)。血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平预测ARDS患儿发生预后不良的曲线下面积(AUC)分别为0.827、0.737,截断值分别是11.35、4.36,二者联合预测的AUC为0.876。二者联合预测的AUC优于血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平单独预测(P < 0.05)。
结论ARDS患儿的血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平均上调,且lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1为患儿发生预后不良的影响因素,二者联合预测的价值较高。
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关键词:
- 急性呼吸窘迫综合征 /
- 长链非编码RNA INK4位点反义非编码RNA /
- 长链非编码RNA浆细胞瘤变异易位基因1 /
- 儿童 /
- 病情 /
- 预后
Abstract:ObjectiveTo investigate the relationships of serum levels of long non-coding RNA antisense non-coding RNA in the INK4 locus (lncRNA ANRIL) and long non-coding RNA plasmacytoma variant translocation gene 1 (lncRNA PVT1) with the condition of disease and prognosis of children with acute respiratory distress syndrome (ARDS).
MethodsA total of 124 children diagnosed with ARDS were selected as patient group, and another 124 healthy individuals undergoing physical examination during the same period were selected as control group. Children with ARDS were divided into severe group (34 cases), moderate group (42 cases), and mild group (48 cases) according to the severity of their condition. Based on prognosis, the children with ARDS were further categorized into poor prognosis group (55 cases) and good prognosis group (69 cases). Fluorescence quantitative polymerase chain reaction was used to determine the serum levels of lncRNA ANRIL and lncRNA PVT1. Logistic regression analysis was performed to analyze the influencing factors for poor prognosis in children with ARDS, and receiver operating characteristic (ROC) curve analysis was conducted to assess the predictive value of serum lncRNA ANRIL and lncRNA PVT1 levels for poor prognosis in these children.
ResultsThe serum levels of lncRNA ANRIL and lncRNA PVT1 in the patient group were significantly higher than those in the control group. (P < 0.05). The serum levels of lncRNA ANRIL and lncRNA PVT1 increased with the severity of the condition in the mild, moderate and severe groups (P < 0.05). The serum levels of lncRNA ANRIL, lncRNA PVT1, oxygenation index (OI), respiratory rate and Acute Physiology and Chronic Health Evaluation Ⅱ (APACHE Ⅱ) score in the poor prognosis group were significantly higher than those in the good prognosis group (P < 0.05). OI, respiratory rate, lncRNA ANRIL and lncRNA PVT1 were identified as influencing factors for poor prognosis in children (P < 0.05). The area under the curve (AUC) for predicting poor prognosis in children with ARDS based on serum lncRNA ANRIL and lncRNA PVT1 levels was 0.827 and 0.737, respectively, with cutoff values of 11.35 and 4.36. The combined prediction had an AUC of 0.876, which was superior to the individual prediction of serum lncRNA ANRIL and lncRNA PVT1 levels (P < 0.05).
ConclusionThe serum levels of lncRNA ANRIL and lncRNA PVT1 are upregulated in children with ARDS, and both lncRNA ANRIL and lncRNA PVT1 are influencing factors for poor prognosis. The combined prediction of these two markers has high value.
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急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是一种危重症,常见于儿童重症监护病房,病死率为17.0%~ 33.7%[1]。儿童ARDS发生的病因包括肺内、肺外各种因素,但不同因素导致患病的治疗方法具有共性[2]。小潮气量肺保护通气常用于治疗ARDS,并对预后有一定改善[3]。长链非编码RNA INK4位点反义非编码RNA(lncRNA ANRIL)在炎症反应、胆固醇逆转运以及内皮功能障碍中发挥重要作用[4]。研究[5]发现, lncRNA ANRIL在哮喘患者中高表达,并与气道炎症反应密切相关。长链非编码RNA浆细胞瘤变异易位基因1(lncRNA PVT1)与肿瘤的发生相关,其在细胞增殖、诱导细胞凋亡等过程中发挥重要作用[6]。研究[7]表明, lncRNA PVT1在支气管哮喘疾病中表达上调,对上皮间质转化有促进作用,在哮喘患者气道重塑中发挥一定作用。但lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平在ARDS发病及发展中的作用尚未阐明。本研究检测ARDS患儿血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平,分析其在疾病发生发展中的作用以及对预后不良的预测价值,以期为疾病的临床诊断和病情评估提供依据。
1. 资料与方法
1.1 一般资料
选取2020年5月—2021年5月本院确诊的ARDS患儿124例为患病组,其中男71例,女53例; 年龄4~11岁,平均(7.18±2.09)岁。另选取124例同期在本院体检健康者为对照组,其中男68例,女56例; 年龄5~11岁,平均(7.64±2.51)岁。2组患儿一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05), 具有可比性。
纳入标准: ①符合儿童ARDS相关诊断标准[10]者; ②临床资料完整者; ③监护人同意并签署知情同意书者。排除标准: ①合并免疫系统疾病者; ②患有恶性肿瘤者; ③患有心、肝、肾等重要器官功能障碍者; ④患有肺部表面活性物缺陷者; ⑤患有精神类疾病者。本研究获得本院伦理委员会批准。
收集住院患儿收缩压(1 mmHg=0.133 322 kPa)、舒张压、呼吸频率、心率、动脉血二氧化碳分压[pa(CO2)]、动脉血氧分压[pa(O2)]、动脉血氧饱和度(SaO2)、氧合指数(OI)、急性生理与慢性健康状况评分系统Ⅱ(APACHE Ⅱ)评分等临床资料。根据氧合指数(OI)判断病情严重程度,判断标准[8]: OI>4~ < 8分为轻度组(48例); OI≥8~ < 16分为中度组(42例); OI≥16分为重度组(34例)。根据入院后28 d内是否死亡判断预后情况[9], 死亡患儿纳入预后不良组(55例),存活患儿纳入预后良好组(69例)。
1.2 试剂与仪器
离心机(型号MC15K, 上海宇北医疗器械有限公司); 总RNA提取试剂盒(货号BJ-PJ6629, 上海邦景实业有限公司); 反转录试剂盒(货号K16225, 江苏麦格生物科技有限公司); 荧光定量PCR仪(型号12011319, 上海艾研生物科技有限公司); 荧光定量PCR检测试剂盒(货号LM1505P, 上海联迈生物工程有限公司)。
1.3 方法
取所有患儿入院后第2天及体检者早上空腹静脉血3 mL, 3 000 r/min离心10 min, 分离血清,保存在-80 ℃冰箱。采用荧光定量聚合酶链反应(PCR)法测定血清中lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平,采用Trizol试剂盒提取总RNA, 根据AMV逆转录酶方法进行逆转录,将RNA逆转录为cDNA, 进行扩增。引物序列为: lncRNA ANRIL正向引物为5′-CCCCTCGTCGAAAGTCTTCCATTC-3′, 反向引物为5′-TTGGCGGATAGAGCAATGAGATGAC-3′; lncRNA PVT1正向引物为5′-TGAGAACTGTCCTTACGTGACC-3′, 反向引物为5′-AGAGACACCAAGACTGGCTCT-3′; GAPDH(内参引物)正向引物为5′-CACCATTG GCAATGAGCGGTTC-3′, 反向引物为5′-AGGTCTTTGCGGATGTCCACGT-3′。反应条件: 95 ℃预变性1 min, 95 ℃变性5 s、95 ℃退火30 s, 40个循环,重复以上操作3次。通过配套软件计算Ct值,以2-△△Ct法计算相对表达量。
1.4 统计学分析
以SPSS 25.0软件进行数据分析,计数资料以[n(%)]表示,行χ2检验; 计量数据均符合正态分布,以(x±s)描述, 2组比较采用t检验; 3组比较采用单因素方差分析,多组间两两比较用SNK-q检验。ARDS患儿发生预后不良的影响因素采用Logistic回归分析; 受试者工作特征(ROC)曲线分析血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平对ARDS患儿发生预后不良的预测价值。P < 0.05表示差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 患病组和对照组血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平比较
与对照组相比,患病组的血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平升高,差异有统计学意义(P < 0.05)。见表 1。
表 1 患病组和对照组血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平比较(x±s)组别 n lncRNA ANRIL lncRNA PVT1 患病组 124 10.42±2.27* 4.16±1.05* 对照组 124 5.54±1.43 1.27±0.36 与对照组比较, * P < 0.05。 2.2 不同病情程度患儿血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平比较
轻度组、中度组和重度组患儿血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平随病情严重程度升高,差异有统计学意义(P < 0.05), 见表 2。
表 2 不同病情程度患儿血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平比较(x±s)组别 n lncRNA ANRIL lncRNA PVT1 重度组 34 12.44±2.96*# 4.82±1.22*# 中度组 42 10.35±2.23* 4.16±1.03* 轻度组 48 9.05±1.81 3.69±0.94 F — 21.416 11.462 P — < 0.001 0.001 与轻度组比较, * P < 0.05; 与中度组比较, #P < 0.05。 2.3 临床资料比较
预后良好组和预后不良组患儿的年龄、性别、体质量指数(BMI)、收缩压、舒张压、心率、pa(CO2)、pa(O2)、SaO2比较,差异无统计学意义(P>0.05); 预后不良组患儿OI、呼吸频率、APACHE Ⅱ评分高于预后良好组,差异有统计学意义(P < 0.05)。见表 3。
表 3 不同预后患儿临床资料比较(x±s)[n(%)]临床资料 预后不良组(n=55) 预后良好组(n=69) t/χ2 P 年龄/岁 7.29±2.18 7.09±2.02 0.529 0.598 性别 男 32(58.18) 39(56.52) 0.034 0.853 女 23(41.82) 30(43.48) BMI/(kg/m2) 22.56±3.64 21.49±3.28 1.719 0.088 OI/mmHg 14.69±3.25 6.82±1.54 17.779 < 0.001 收缩压/mmHg 126.35±15.66 124.52±15.73 0.645 0.520 舒张压/mmHg 78.69±8.69 74.91±8.27 1.877 0.063 呼吸频率/(次/min) 65.39±6.72 51.64±6.31 11.712 < 0.001 心率/(次/min) 110.36±12.42 106.95±12.59 1.507 0.134 APACHE Ⅱ评分/分 19.65±2.67 16.59±2.16 7.056 < 0.001 pa(CO2)/mmHg 68.39±7.16 66.45±6.93 1.526 0.130 pa(O2)/mmHg 60.32±6.58 61.47±6.73 0.955 0.342 SaO2/% 84.62±8.69 85.36±8.72 0.470 0.639 BMI: 体质量指数; OI: 氧合指数; APACHE Ⅱ评分: 急性生理与慢性健康状况评分系统Ⅱ评分; pa(CO2): 动脉血二氧化碳分压; pa(O2): 动脉血氧分压; SaO2: 动脉血氧饱和度。 2.4 不同预后情况患儿的血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平比较
与预后良好组相比,预后不良组血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平升高,差异有统计学意义(P < 0.05)。见表 4。
表 4 不同预后情况患儿血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平比较(x±s)组别 n lncRNA ANRIL lncRNA PVT1 预后不良组 55 12.13±2.45* 4.82±1.23* 预后良好组 69 9.06±2.12 3.63±0.91 与预后良好组比较, * P < 0.05。 2.5 ARDS患儿发生预后不良的影响因素
以ARDS患儿是否发生预后不良(是=1, 否=0)为因变量,以OI、呼吸频率、APACHE Ⅱ评分、lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1为自变量,行Logistic回归分析。结果显示, OI、呼吸频率、lncRNA ANRIL、lncRNAPVT1为患儿发生预后不良的影响因素(P < 0.05)。见表 5。
表 5 Logistic回归分析ARDS患儿发生预后不良的影响因素指标 β SE Wald P OR 95%CI OI 0.773 0.365 4.484 0.034 2.166 1.059~4.429 呼吸频率 0.845 0.416 4.126 0.042 2.328 1.030~5.261 APACHE Ⅱ评分 0.688 0.419 2.693 0.101 1.989 0.875~4.522 lncRNA ANRIL 0.885 0.387 5.230 0.022 2.423 1.135~5.173 lncRNA PVT1 0.529 0.233 5.163 0.023 1.698 1.075~2.681 2.6 血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平对ARDS患儿发生预后不良的预测价值
血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平预测ARDS患儿发生预后不良的曲线下面积(AUC)分别为0.827、0.737, 截断值分别是11.35、4.36, 敏感度分别为70.91%、60.00%, 特异度分别为88.41%、85.51%, 二者联合预测的AUC为0.876, 敏感度为83.64%, 特异度为79.71%, 二者联合预测优于血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平单独预测(Z二者联合-lncRNA ANRIL=2.268、Z二者联合-lncRNA PVT1=3.371, P=0.023、0.001)。见表 6、图 1。
表 6 血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1对ARDS患儿发生预后不良的预测价值变量 AUC 截断值 95%CI 敏感度/% 特异度/% Youden指数 lncRNA ANRIL 0.827 11.35 0.748~0.889 70.91 88.41 0.593 lncRNA PVT1 0.737 4.36 0.650~0.812 60.00 85.51 0.455 二者联合 0.876 — 0.805~0.928 83.64 79.71 0.634 3. 讨论
ARDS临床特征主要为呼吸窘迫、顽固性低氧血症,其发病率、病死率高[11]。ARDS病因多是由呼吸感染、受创以及吸入有害气体所致,从而引发呼吸系统衰竭,肺实质遭到完整性破坏,肺弥漫性双侧浸润等[12]。目前, ARDS缺乏快速、有效的临床诊治方法,严重威胁患者生命健康 [13]。因此,探究血清学指标对该疾病的作用,对临床诊断和病情评估有重要作用,并且可预测患者预后情况,及时进行干预和治疗,对改善患者预后具有重要意义。本研究通过分析血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT在ARDS的水平,进一步分析其与患者病情及预后的关系,为病情和预后评估提供一定依据。
lncRNA是重要的基因调控因子,广泛表达于机体中,在多种生物学过程中具有重要作用, LncRNA在恶性肿瘤中占十分重要的地位[14]。研究[15]发现, lncRNA ANRIL广泛存在于细胞核中,可通过激活ATM-E2F1信号通路,对细胞的癌变、分化等有促进作用。不同的病理过程lncRNA ANRIL发挥不同作用。在气道损伤疾病中, lncRNA ANRIL通过调控核转录因子-κB(NF-κB)信号通路,激活机体炎症反应,进而造成组织损伤[16]。本研究中,患病组的血清lncRNA ANRIL水平均显著高于对照组,中度组和重度组血清lncRNA ANRIL水平显著高于轻度组,重度组血清lncRNA ANRIL水平显著高于中度组,且预后不良组lncRNA ANRIL水平显著高于预后良好组,提示lncRNA ANRIL水平与ARDS的发生发展及预后存在一定联系,推测lncRNA ANRIL水平上调,会激活NF-κB信号通路,促进分泌炎症因子,从而引起气道受损,造成ARDS,其有望成为临床诊断和预后评估的有效指标。
lncRNA PVT1受脂多糖(LPS)诱导的巨噬细胞调控,在肺损伤过程中表达水平上调,参与疾病发生[17]。lncRNA PVT1高表达可促进白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-13(IL-13)分泌,诱导炎症反应,引起哮喘[18]。研究[19]发现, lncRNA PVT1在支气管上皮细胞受损过程中发挥重要作用,通过诱导细胞炎症、氧化应激反应等,造成支气管受损,引发支气管哮喘。本研究发现,患病组的血清lncRNA PVT1水平均显著高于对照组,中度组和重度组血清lncRNA PVT1水平显著高于轻度组,重度组血清lncRNA PVT1水平显著高于中度组,且预后不良组lncRNA PVT1水平显著高于预后良好组,说明lncRNA PVT1水平与ARDS发生发展及预后密切相关,推测其水平上调可调控炎症反应,激活氧化应激反应,造成气管组织受损,引发ARDS。此外, Logistic回归分析可知,OI、呼吸频率、lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1为ARDS患儿发生预后不良的影响因素,提示需密切关注这些指标,以对预后进行评估,尽早干预治疗。血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平预测ARDS患儿发生预后不良的AUC分别为0.827、0.737, 二者联合预测的AUC为0.876, 二者联合预测优于各自单独预测。提升血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平可用于临床诊断、病情评估以及预后评估,对改善ARDS患儿预后有重要意义。
综上所述, ARDS患儿血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平均上调,且lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1为患儿发生预后不良的影响因素,二者联合评估具有更高的预测价值。但lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1在疾病中的作用机制仍待进一步分析。
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表 1 患病组和对照组血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平比较(x±s)
组别 n lncRNA ANRIL lncRNA PVT1 患病组 124 10.42±2.27* 4.16±1.05* 对照组 124 5.54±1.43 1.27±0.36 与对照组比较, * P < 0.05。 表 2 不同病情程度患儿血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平比较(x±s)
组别 n lncRNA ANRIL lncRNA PVT1 重度组 34 12.44±2.96*# 4.82±1.22*# 中度组 42 10.35±2.23* 4.16±1.03* 轻度组 48 9.05±1.81 3.69±0.94 F — 21.416 11.462 P — < 0.001 0.001 与轻度组比较, * P < 0.05; 与中度组比较, #P < 0.05。 表 3 不同预后患儿临床资料比较(x±s)[n(%)]
临床资料 预后不良组(n=55) 预后良好组(n=69) t/χ2 P 年龄/岁 7.29±2.18 7.09±2.02 0.529 0.598 性别 男 32(58.18) 39(56.52) 0.034 0.853 女 23(41.82) 30(43.48) BMI/(kg/m2) 22.56±3.64 21.49±3.28 1.719 0.088 OI/mmHg 14.69±3.25 6.82±1.54 17.779 < 0.001 收缩压/mmHg 126.35±15.66 124.52±15.73 0.645 0.520 舒张压/mmHg 78.69±8.69 74.91±8.27 1.877 0.063 呼吸频率/(次/min) 65.39±6.72 51.64±6.31 11.712 < 0.001 心率/(次/min) 110.36±12.42 106.95±12.59 1.507 0.134 APACHE Ⅱ评分/分 19.65±2.67 16.59±2.16 7.056 < 0.001 pa(CO2)/mmHg 68.39±7.16 66.45±6.93 1.526 0.130 pa(O2)/mmHg 60.32±6.58 61.47±6.73 0.955 0.342 SaO2/% 84.62±8.69 85.36±8.72 0.470 0.639 BMI: 体质量指数; OI: 氧合指数; APACHE Ⅱ评分: 急性生理与慢性健康状况评分系统Ⅱ评分; pa(CO2): 动脉血二氧化碳分压; pa(O2): 动脉血氧分压; SaO2: 动脉血氧饱和度。 表 4 不同预后情况患儿血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1水平比较(x±s)
组别 n lncRNA ANRIL lncRNA PVT1 预后不良组 55 12.13±2.45* 4.82±1.23* 预后良好组 69 9.06±2.12 3.63±0.91 与预后良好组比较, * P < 0.05。 表 5 Logistic回归分析ARDS患儿发生预后不良的影响因素
指标 β SE Wald P OR 95%CI OI 0.773 0.365 4.484 0.034 2.166 1.059~4.429 呼吸频率 0.845 0.416 4.126 0.042 2.328 1.030~5.261 APACHE Ⅱ评分 0.688 0.419 2.693 0.101 1.989 0.875~4.522 lncRNA ANRIL 0.885 0.387 5.230 0.022 2.423 1.135~5.173 lncRNA PVT1 0.529 0.233 5.163 0.023 1.698 1.075~2.681 表 6 血清lncRNA ANRIL、lncRNA PVT1对ARDS患儿发生预后不良的预测价值
变量 AUC 截断值 95%CI 敏感度/% 特异度/% Youden指数 lncRNA ANRIL 0.827 11.35 0.748~0.889 70.91 88.41 0.593 lncRNA PVT1 0.737 4.36 0.650~0.812 60.00 85.51 0.455 二者联合 0.876 — 0.805~0.928 83.64 79.71 0.634 -
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