基因表达特征与预后标志物

基因表达特征是指一组特定基因的组合表达模式，其包含有关生物状态的信息，例如疾病的可能进程。在肿瘤学中，源自定量表达测量的多基因特征被用作预后标志物，将肿瘤生物学概括为风险评估。

Definition

基因表达特征是一种多基因表达模式，通过定量测量，与明确的结果或表型相关联；当用于评估疾病的自然进程时，它可作为预后标志物。

Scope

本主题涵盖了多基因特征如何从表达数据中得出，预后标志物和预测标志物之间的区别，特征在临床上可信之前所需的验证步骤，以及作为概念例证的里程碑式乳腺癌特征。它将特征作为一种方法学和证据主题来探讨，而非作为个体治疗决策的来源。

Core questions

• 多基因特征是如何得出并简化为风险评分的？
• 预后标志物和预测标志物之间有什么区别？
• 在特征可信之前需要哪些验证？
• 特征与底层表达测量平台有何关系？

Key concepts

• 多基因特征
• 预后标志物与预测标志物
• 风险评分和分类
• 训练和独立验证
• 过拟合和可重复性

Mechanisms

通过测量已知结果样本中许多基因的表达来构建特征，然后使用统计学习选择基因子集和权重，以最佳区分结果组；结果是分类器或连续风险评分。由于此类模型可能会拟合训练数据中的噪声，因此在独立队列中进行独立验证至关重要，并且估计与治疗无关的结果（预后）的标志物与预测特定治疗益处（预测）的标志物有所区别。70基因乳腺癌特征（van 't Veer et al., 2002）和21基因复发评分（Paik et al., 2004）是以此方式得出的基础性例子，前瞻性评估（Cardoso et al., 2016）说明了支持临床使用所需的证据水平。

Clinical relevance

表达特征在某些癌症中被报告为预后信息，了解其推导和验证是评估此类报告的一部分。本条目解释了特征背后的方法学和证据；它不推荐具体的检测、阈值或治疗，这些取决于经过验证的检测方法和临床医生应用的临床指南。

Evidence & guidelines

该概念以70基因特征（van 't Veer et al., 2002）和21基因复发评分（Paik et al., 2004）为基础，一项随机试验（Cardoso et al., 2016）报告了特征指导策略的前瞻性评估。这些研究也说明了从发现到独立和前瞻性验证的进展。

History

表达模式可以预测结果的观点在21世纪初的乳腺癌研究中得到证实，首先是70基因特征（van 't Veer et al., 2002），然后是21基因复发评分（Paik et al., 2004）。随后的前瞻性试验，例如对70基因特征的评估（Cardoso et al., 2016），探讨了根据特征采取行动是否能改善决策。

Debates

在特征可靠之前，需要多少验证才足够？

通过统计学习得出的特征存在过拟合的风险，并且可能无法在新队列中重现，因此在特征被认为是可信的之前，需要进行独立且理想情况下是前瞻性的验证；需要多少证据才足够仍然是一个活跃的问题。

Key figures

• Laura van 't Veer
• Soonmyung Paik
• Fatima Cardoso

Seminal works

• vantveer-2002
• paik-2004
• cardoso-2016

Frequently asked questions

预后标志物和预测标志物之间有什么区别？

预后标志物独立于治疗评估疾病的可能进程，而预测标志物则评估患者是否可能从特定疗法中获益；单一特征可能是一种、另一种或两者兼有，这必须通过适当的研究设计来确定。

为什么基因特征必须在独立队列中进行验证？

特征是通过将模型拟合到数据中得出的，这可能会捕获训练集特有的噪声；在独立队列中测试特征可以显示其与结果的关联是否真实且可重复。