CN110997941A - 用于术前预测器官功能恢复的测定 - Google Patents

Abstract

测量获自受试者的外周血单核细胞(PBMC)的样品中的基因表达，并将其用于预测器官功能恢复。给所述样品分配功能恢复潜力(FRP)评分，所述评分在与从器官衰竭恢复相关的方向上反映本文中鉴定的基因的测量的表达水平。当FRP评分低于参考值时，建议采用最佳药物治疗(OMM)和/或姑息疗法(PC)治疗受试者，以及当FRP评分大于参考值时，建议转介受试者接受采用疗法的治疗，所述疗法包括但不限于机械循环支持(MCS)手术、心脏移植(HTx)手术，或用于晚期心力衰竭的其他干预。还描述了用于开发FRP评分算法的方法，所述算法预测受试者从器官衰竭的医学干预中恢复的能力。

Description

用于术前预测器官功能恢复的测定

本申请要求2017年7月5日提交的美国临时专利申请号62/528,748和2017年12月6日提交的美国临时专利申请号62/595,383的权益，所述美国临时专利申请号的每一个的全部内容通过引用并入本申请。

通过EFS-WEB提交的序列表的引用

名为“UCLA253_seq”的序列表的ASCII文本文件的内容，其大小为3kb，创建于2018年7月4日，并通过EFS-Web以电子方式随同本申请提交，本申请通过引用整体并入本文。

对政府资助的致谢

本发明是在由美国国立卫生研究院授予的HL120040下借助政府资助成的。政府享有本发明的某些权利。

发明背景

在美国，心力衰竭(HF)影响600万人(Yancy 2013)。射血分数降低的HF(HFrEF)和射血分数保留的HF(HFpEF)分别影响300万人。对于40岁以上的男性和女性，终生罹患HF的风险为五分之一。从指数诊断之日起的5年内，死亡率仍然不可接受地高，约为50％。在美国，每年估计有300,000人被诊断为D期心力衰竭，也被分类为晚期心力衰竭(AdHF)(Hunt2009)。

发明内容

本文描述了用于治疗心血管疾病的方法和***。在一些实施方案中，本文描述了用于在向个体提供治疗之后预测患有心血管疾病的该个体的预后的方法和***。在一些实施方案中，为向个体提供治疗后的该个体的预后提供评分。在一些实施方案中，基于提供给个体的预后的评分来选择个体的治疗方式。

心血管疾病患者中有很大一部分是心力衰竭(HF)患者。心力衰竭(HF)是复杂的临床综合征，会引起全身性低灌注和无法满足身体的代谢需求。为了弥补这种障碍，交感神经***和肾素-血管紧张素-醛固酮的慢性上调会导致进一步的心肌损伤、HF进展和氧气输送减少。这会触发进行性器官功能障碍、免疫***激活和新陈代谢严重紊乱，产生与其他慢性***性疾病相似的环境，并表现为预后严重受限的晚期HF(AdHF)。

通常，患有AdHF的患者可受益于各种手术/介入疗法，诸如机械循环支持(MCS)手术、心脏移植(HTx)手术、冠状动脉搭桥(CABG)手术、经皮冠状动脉介入术(PCI)、主动脉瓣置换(AVR)手术、二尖瓣置换(MVR)手术、经导管主动脉瓣置换术(TAVR)、经导管、室性心动过速消融术或星状神经节切除术代替最佳药物治疗(OMM)或姑息/临终关怀(PC)。尽管已经很好地确定了基于C期HF指南的药物疗法，但这些手术/介入治疗干预的生存益处还没有得到很好的确立。

我们假设这些手术/介入治疗后AdHF的1年生存率与功能恢复潜力(FRP)相关联，所述FRP是一种新颖的临床综合参数，包括HF严重度、继发性器官功能障碍、合并症、虚弱和残疾以及实际年龄，并且可以通过分子免疫生物标记物进行诊断。

HF由于其巨大的社会和经济负担而成为主要的公共卫生问题，据估计，2009年美国的直接和间接费用为372亿美元，预计到2030年将增加到970亿美元(Roger 2012)。尽管所有支出的25％发生在患HF住院的患者的生命的最后一年(Orszag 2008，Zhang 2009)，但更多的资源支出与较低的死亡率相关(Ong 2009)。关键考虑因素是：为了以最具成本效益的方式调整个人利益，医疗保健提供者会向个体AdHF患者推荐这些AdHF手术/介入疗法中的哪一种？

在不同的AdHF干预中，1年死亡率在10％至30％的范围内(Deng2018)。这种模糊性表明，即使采用针对HF严重度和HF相关器官功能障碍(OD)的渐进临床轨迹定制的当前临床预测工具，临床轨迹也无法预测。此类模型包括脑钠肽(BNP)测量(Troughton 2000,Gardner 2003,Doust 2003)、心力衰竭生存评分(HFSS)(Aaronson 1997)、西雅图心衰模型(Levy 2006,Ketchum 2010)、MAGGIC评分(Sartipy 2014)、虚弱评分(Martinez-Selles2009,Flint 2012)、INTERMACS评分(Smits 2013,Kirklin 2014)、UCLA评分(Chyu 2014)、序贯器官衰竭评估(SOFA)评分(Vincent 1996年)、HeartMate II风险评分(Cowger 2013)、终末期肝病模型(Matthews 2010)、除INR外的终末期肝病模型(MELD-XI)评分(Abe 2014)和右室衰竭评分(Kormos 2010)。然而，大多数经验证的预测工具倾向于低估重症患者中的风险。(Sartipy 2014)。预测D期HF或AdHF进展的不确定性会影响单个患者的健康和保健费用。

仍然需要与上述每种心力衰竭治疗选项相关的风险的改进预测，以及最终在选择一种治疗选项而不是另一种治疗选项时对风险降低的改进预测，即，对AdHF患者的来自上述干预的比较生存益处的改进预测。

在一些实施方案中，本文所述的材料和方法通过使用基因表达谱预测器官功能恢复来满足这些需求以及更多需要。在代表性实施方案中，本文描述了测量获自受试者的外周血单核细胞(PBMC)样品中的基因表达的方法。该方法还可作为预测诸如晚期心力衰竭的晚期器官衰竭的治疗结果的方法，以及作为这种器官衰竭的治疗方法和/或优化治疗的方法来实现。在一些实施方案中，该方法包括(a)测量样品中一组至少8个基因的表达水平，其中所述至少8个基因选自表2和表3中所列的那些；(b)给样品分配功能恢复潜力(FRP)评分，所述评分在与从器官衰竭恢复相关的方向上反映测得的基因表达水平，其中所述FRP评分对应于相对于参考值的基因的组的测得的表达水平。在一些实施方案中，受试者患有心力衰竭。任选地，该方法还包括(c)当FRP评分低于参考值时，用最佳药物治疗(OMM)和/或姑息疗法(PC)治疗受试者，以及当FRP评分大于参考值时，转介受试者接受治疗，所述治疗包括但不限于-机械循环支持(MCS)手术、心脏移植(HTx)手术、冠状动脉搭桥(CABG)手术、经皮冠状动脉介入术(PCI)、主动脉瓣置换(AVR)手术、二尖瓣置换(MVR)手术、经导管主动脉瓣置换术(TAVR)、经导管二尖瓣夹、室性心动过速消融术或星状神经节切除术。在一些实施方案中，测量10-75个基因的表达水平。或者，测量10-30个基因的表达水平。在其他实施方案中，测量10-15个基因的表达水平。在一些实施方案中，所述基因的组是表2中列出的基因中的至少10个，表3中列出的基因中的至少10个或表4中列出的基因中的至少10个，或包含选自表1A-1I的每一个的一个基因。任选地，所述方法还包括测量一个或多个对照基因。

在一些实施方案中，参考值对应于在从心力衰竭和/或主要器官功能障碍中恢复的受试者中观察到的基因的组的表达水平。在一个实施方案(参见Bondar 2017)中，通过对在以下过程之后鉴定的28个基因的GEP值求平均值来构建参考值：1)创建定义为组I(高FRP＝17个HF患者，所述患者具有良好的功能恢复，如通过与MCS手术前第-1天相比MCS手术后第8天的贯序器官衰竭评估(SOFA)评分和除INR外的终末期肝病模型(MELD-XI)评分的改善所定义的)对比组II(低FRP＝12个患者，所述患者未达到该临床标准)的二分表型框架(dichotomous phenotype framework)，2)滤过整套mRNA转录本(36,938)(第20-100个百分位值)，在所得26,571个实体中仅保留倍数变化至少为2.0(123个转录本)的那些进行统计分析(采用未配对Mann-Whitney检验和Benjamini-Hochberg校正分析(FDR＝0.1))，将28个基因鉴定为在第-1天在组I与组II之间差异表达的，以及3)使用支持向量机(SVM)算法，通过从总共29个样品中随机选择20个样品，按组I对比组II中的成员资格进行分层来建立模型。为了测试模型，按I组或II组中的成员资格对其余9个样品进行分层。在重新运行分层随机选择模型构建过程25次后，平均预测精度达到93％范围：78-100％)。因此，对于表3中列出的28个基因中基因表达水平未知的任何新的HF患者血液样品，对所述28个基因的表达值的归责产生以93％的准确性将该样品分配至组I还是将其分配至组II，从而允许以93％的准确性在计划的HF-＝干预之前预测此新的HF患者是高FRP(组I)还是低FRP(组II)(参见图8中的两个患者实例)的二分决策。通过将此信息添加到该患者的医生可使用的另外的临床数据中，医生可就是否要进行计划的HF干预向患者提出更准确地知情的建议。在诸如上述实例的一些实施方案中，受试者患有HF并且所述方法包括(c)当FRP评分低时，用最佳药物治疗(OMM)和/或姑息疗法(PC)治疗受试者，以及当FRP评分高时，转介受试者接受治疗，所述治疗包括但不限于-机械循环支持(MCS)手术、心脏移植(HTx)手术、冠状动脉搭桥(CABG)手术、经皮冠状动脉介入术(PCI)、主动脉瓣置换(AVR)手术、二尖瓣置换(MVR)手术、经导管主动脉瓣置换术(TAVR)、经导管二尖瓣夹、室性心动过速消融术或星状神经节切除术。在其他实施方案中，测量10-30个基因的表达水平。在一些实施方案中，所述基因的组是表2中列出的基因中的至少10个，表3中列出的基因中的至少10个或表4A和表4B中列出的基因中的至少10个，或包含选自表1A-1I的每一个的一个基因。在一些实施方案中，参考值对应于在从心力衰竭和/或主要器官功能障碍中恢复的受试者中观察到的基因的组的表达水平。任选地，所述方法还包括测量一个或多个对照基因。

在一个代表性实施方案中，FRP评分在1(最低)与10(最高)之间，并且参考值为5.5。步骤(c)的治疗包括当FRP评分为5或更低时，以最佳药物治疗(OMM)和/或姑息疗法(PC)对受试者进行治疗，以及当FRP评分为6至10时，用以下疗法治疗受试者：机械循环支持(MCS)手术、心脏移植(HTx)手术、冠状动脉搭桥(CABG)手术、经皮冠状动脉介入术(PCI)、主动脉瓣置换(AVR)手术、二尖瓣置换(MVR)手术、经导管主动脉瓣置换术(TAVR)、经导管二尖瓣夹、室性心动过速消融术或星状神经节切除术。在一些实施方案中，较低的评分被分配至“组II”，而较高的评分被分配至“组I”。在一些实施方案中，将1-4的评分分配至组II，而将7-10的评分分配至组I，并且将5-6的评分视为不确定区域，在考虑其他情况(诸如尽管FRP评分不太令人信服，但以有利于姑息疗法的方式来加权的因素或有利于积极治疗的因素)的情况下对其进行评估。

在一些实施方案中，测量包括聚合酶链式反应(PCR)或下一代测序(NGS)。在一些实施方案中，使用选自以下的一种或多种引物进行PCR：GAPDH-f:CCACTCCTCCACCTTTGAC(SEQ ID NO:1)；GAPDH-r:ACCCTGTTGCTGTAGCCA(SEQ ID NO:2)；KIR2DL4-f:ACCCACTGCCTGTTTCTGTC(SEQ ID NO:3)；KIR2DL4-r:ATCACAGCATGCAGGTGTCT(SEQ ID NO:4)；NAPSA-f:CAGGACACCTGGGTTCACAC(SEQ ID NO:5)；NAPSA-r:GGTTGGACTCGATGAAGAGG(SEQID NO:6)；BATF2-f:AAAGGCAGCTGAAGAAGCAG(SEQ ID NO:7)；BATF2-r:TCTTTTTCCAGAGACTCGTGC(SEQ ID NO:8)；ANKRD22-f:CTCAGCCAGGAAGGATTTTG(SEQ ID NO:9)；ANKRD22-r:TGATAGGCTGCTTGGCAGAT(SEQ ID NO:10)。

在一些实施方案中，在用AdHF干预治疗之前1至3天或72小时进行测量。在一个实施方案中，在治疗前一天进行测量。在一些实施方案中，受试者患有射血分数降低或射血分数保留的心力衰竭。

还提供了预测患有心力衰竭的患者中AdHF干预的结果的方法。该方法通常包括执行如本文所述的测量样品中基因表达的方法，其中当FRP评分大于参考值时，预测不良结果。任选地，该方法还包括当FRP评分小于参考值时，用OMM、PC、MCS、HTx或其他AdHF干预治疗受试者。

另外提供了监测受试者心力衰竭进展的方法。在一个实施方案中，该方法包括进行如本文所述的测量样品中基因表达的方法。在典型的实施方案中，当FRP评分相对于获自受试者的先前测量值减少时，检测到进展。在一个实施方案中，当FRP评分相对于先前的测量值减少了2(以1-10量表)时，检测到进展。

在一些实施方案中，使用在用AdHF干预的患者人群中观察到的至少10个基因的术前和术后表达水平，基于表3所列的28个基因中的至少10个基因的线性判别分析(LDA)确定FRP评分，其中通过根据线性判别分析对每个基因的贡献进行加权来调整FRP评分。在一些实施方案中，基于对表4A和表4B中所列的基因中的至少10个基因的线性判别分析(LDA)确定FRP评分。线性判别分析可基于少于10个或达到全部28个表3中所列的基因的表达水平。在一些实施方案中，线性判别分析可基于少于10个或达到全部的表4A和表4B中所列的基因的表达水平。在一些实施方案中，该分析考虑了其他基因，诸如表2中所列或在其他地方鉴定的那些基因。本领域技术人员将认识到，可使用来自更大患者人群的另外数据来进行分析。在一些实施方案中，术前表达水平在治疗前1至3天获得。在一些实施方案中，在治疗后7-10天，通常5-40天获得术后表达水平。治疗的实例包括但不限于机械循环支持(MCS)手术、心脏移植(HTx)手术、冠状动脉搭桥(CABG)手术、经皮冠状动脉介入术(PCI)、主动脉瓣置换(AVR)手术、二尖瓣置换(MVR)手术、经导管主动脉瓣置换术(TAVR)、经导管二尖瓣夹、室性心动过速消融术或星状神经节切除术。

还提供了用于执行本文所述的方法的用计算机可执行指令编码的非暂时性计算机可读介质(图2)。在另一个实施方案中，本发明提供了体现至少一个程序的非暂时性计算机可读介质，所述程序在由包括至少一个处理器的计算设备执行时使计算设备执行本文所述的一种或多种方法。在一些实施方案中，所述至少一个程序包含用于使所述至少一个处理器执行一种或多种所述方法的算法、指令或代码。同样，本发明提供了存储计算机可读算法、指令或代码的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机可读算法、指令或代码在由包括至少一个处理器的计算设备执行时引起或指示所述至少一个处理器执行本文所述的方法。

本发明还提供了治疗患有心力衰竭的受试者的方法。在一个实施方案中，该方法包括(a)测量样品中一组至少8个基因的表达水平，其中所述至少8个基因选自表2和表3中所列的那些；(b)给样品分配介于1(最低)与10(最高)之间的功能恢复潜力(FRP)评分，所述评分在与从器官衰竭恢复相关的方向上反映测得的基因表达水平；以及(c)当FRP评分为5或更低时，用最佳药物治疗(OMM)和/或姑息疗法(PC)治疗受试者，以及当FRP评分为6至10时，转介受试者接受治疗，所述治疗采用机械循环支持(MCS)手术、心脏移植(HTx)手术、冠状动脉搭桥(CABG)手术、经皮冠状动脉介入术(PCI)、主动脉瓣置换(AVR)手术、二尖瓣置换(MVR)手术、经导管主动脉瓣置换术(TAVR)、经导管二尖瓣夹、室性心动过速消融术或星状神经节切除术。在一个实施方案中，该组基因是BATF2、AGRN、ANKRD22、DNM1P46、FRMD6、KIR2DL4、BCORP1、SAP25、NAPSA、HEXA-AS1、TIMP3和RHBDD3。

本文还描述了用于开发功能恢复潜力(FRP)评分算法的方法，所述算法可预测受试者因器官衰竭而从医学干预中恢复的能力。在一个实施方案中，该方法包括(a)使用在PBMC样品中观察到的至少10个基因的干预前和干预后表达水平获得表3所列的28个基因中的至少10个或表4A和4B所列的基因中的至少10个的表达水平，所述样品获自接受器官衰竭的医学干预治疗的患者人群；(b)对(a)中获得的表达水平进行线性判别分析，以将PBMC样品分类为组I(干预后改善)或组II(未改善)；(c)估计每种基因表达水平对将样品分为组I或组II的效应量(effect size)；以及(d)通过根据效应量对每个基因的贡献进行加权来调整FRP评分算法。在一个实施方案中，所述医疗干预是手术。在一些实施方案中，手术是器官移植，或为器官提供机械支持，诸如循环支持或透析。在一些实施方案中，AdHF干预包括治疗-包括但不限于-机械循环支持(MCS)手术、心脏移植(HTx)手术、冠状动脉搭桥(CABG)手术、经皮冠状动脉介入术(PCI)、主动脉瓣置换(AVR)手术、二尖瓣置换(MVR)手术、经导管主动脉瓣置换术(TAVR)、经导管二尖瓣夹、室性心动过速消融术或星状神经节切除术。

本文还提供了用于治疗个体的方法，其包括：(i)接收来自个体的样品；(ii)确定样品中至少一个基因的基因表达水平，所述基因包括RSG1、TPRA1、SAP25、MFSD3、FITM1、SPTBN5、CEMP1、ASPSCR1、NAPSB、NAPSA、NLRP2、RHBDD3、FRMD6、TIMP3、ACVR1C、DNM1P46、KIR2DL4、USP9Y、ANKRD22、BCORP1、HMCN1、GPR63、BATF2、SLC22A1、AGRN、CKAP2L、IGSF10、HEXA-AS1、LOC728431、PDZK1IP1、NEGR1、KCNH8、CCR8、MME、ETV5、CXCL9、HBEGF、RANBP17、DDX43、C6orf164、C7orf50、NEFL、CDCA2、ALDH1A1、OLFM1、FADS3、SAC3D1、FZD4、RBPMS2、C15orf38、ST6GALNAC1、CHMP6、SKA1、CD209、SNAPC2、AXL、KIR2DL1、NTSR1、SEPT5、KAL1、PRRG1、XIST、RPS4Y1、ZFY、PRKY、TTTY15、DDX3Y、UTY、TXLNG2P、KDM5D、EIF1AY或FITM1；以及(iii)基于基因表达水平为个体提供治疗。在一些实施方案中，样品包含血液、尿液、痰、毛发或皮肤。在一些实施方案中，基因表达水平是至少一个基因的表达相对于预期表达水平值的增加或减少。在一些实施方案中，所测定的样品中的基因表达水平是2个基因的表达水平，所述基因包括RSG1、TPRA1、SAP25、MFSD3、FITM1、SPTBN5、CEMP1、ASPSCR1、NAPSB、NAPSA、NLRP2、RHBDD3、FRMD6、TIMP3、ACVR1C、DNM1P46、KIR2DL4、USP9Y、ANKRD22、BCORP1、HMCN1、GPR63、BATF2、SLC22A1、AGRN、CKAP2L、IGSF10、HEXA-AS1、LOC728431、PDZK1IP1、NEGR1、KCNH8、CCR8、MME、ETV5、CXCL9、HBEGF、RANBP17、DDX43、C6orf164、C7orf50、NEFL、CDCA2、ALDH1A1、OLFM1、FADS3、SAC3D1、FZD4、RBPMS2、C15orf38、ST6GALNAC1、CHMP6、SKA1、CD209、SNAPC2、AXL、KIR2DL1、NTSR1、SEPT5、KAL1、PRRG1、XIST、RPS4Y1、ZFY、PRKY、TTTY15、DDX3Y、UTY、TXLNG2P、KDM5D、EIF1AY或FITM1。在一些实施方案中，为基因表达水平分配评分，并且其中基于所述评分施用治疗。在一些实施方案中，评分包括功能恢复潜力(FRP)评分。在一些实施方案中，基于对包括多个个体的已知基因表达水平和已知FRP评分的数据的线性判别分析来确定评分。在一些实施方案中，所述治疗选自但不限于机械循环支持(MCS)手术、心脏移植(HTx)手术、冠状动脉搭桥(CABG)手术、经皮冠状动脉介入术(PCI)、主动脉瓣置换(AVR)手术、二尖瓣置换(MVR)手术、经导管主动脉瓣置换术(TAVR)、经导管二尖瓣夹、室性心动过速消融术或星状神经节切除术。在一些实施方案中，基因表达水平是通过聚合酶链式反应(PCR)、下一代测序(NGS)或其他基因表达谱分析测定平台诸如Nanostring的NCounter杂交平台测定的水平。在一些实施方案中，使用选自以下的至少一种引物进行PCR：GAPDH-f:CCACTCCTCCACCTTTGAC(SEQ ID NO:1)；GAPDH-r:ACCCTGTTGCTGTAGCCA(SEQID NO:2)；KIR2DL4-f:ACCCACTGCCTGTTTCTGTC(SEQ ID NO:3)；KIR2DL4-r:ATCACAGCATGCAGGTGTCT(SEQ ID NO:4)；NAPSA-f:CAGGACACCTGGGTTCACAC(SEQ ID NO:5)；NAPSA-r:GGTTGGACTCGATGAAGAGG(SEQ ID NO:6)；BATF2-f:AAAGGCAGCTGAAGAAGCAG(SEQ IDNO:7)；BATF2-r:TCTTTTTCCAGAGACTCGTGC(SEQ ID NO:8)；ANKRD22-f:CTCAGCCAGGAAGGATTTTG(SEQ ID NO:9)；ANKRD22-r:TGATAGGCTGCTTGGCAGAT(SEQ ID NO:10)。

本文还提供了计算机实现的***，其包括：(a)样品接收器，用于接收由个体提供的样品；(b)数字处理设备，其包括被配置为执行可执行指令的操作***和存储器；(c)计算机程序，其包括可由数字处理设备执行以基于样品向医疗保健提供者提供治疗的指令，该计算机程序包括：(i)基因分析模块，其被配置为测定样品中至少一个基因的基因表达水平，所述基因包括RSG1、TPRA1、SAP25、MFSD3、FITM1、SPTBN5、CEMP1、ASPSCR1、NAPSB、NAPSA、NLRP2、RHBDD3、FRMD6、TIMP3、ACVR1C、DNM1P46、KIR2DL4、USP9Y、ANKRD22、BCORP1、HMCN1、GPR63、BATF2、SLC22A1、AGRN、CKAP2L、IGSF10、HEXA-AS1、LOC728431、PDZK1IP1、NEGR1、KCNH8、CCR8、MME、ETV5、CXCL9、HBEGF、RANBP17、DDX43、C6orf164、C7orf50、NEFL、CDCA2、ALDH1A1、OLFM1、FADS3、SAC3D1、FZD4、RBPMS2、C15orf38、ST6GALNAC1、CHMP6、SKA1、CD209、SNAPC2、AXL、KIR2DL1、NTSR1、SEPT5、KAL1、PRRG1、XIST、RPS4Y1、ZFY、PRKY、TTTY15、DDX3Y、UTY、TXLNG2P、KDM5D、EIF1AY或FITM1；(ii)治疗确定模块，其被配置为基于基因表达水平来确定治疗；以及(iii)显示模块，其被配置为向医疗保健提供者提供治疗。在一些实施方案中，样品包含血液、尿液、痰、毛发或皮肤。在一些实施方案中，基因表达水平是至少一个基因的表达相对于预期表达水平值的增加或减少。在一些实施方案中，所测定的样品中的基因表达水平是2个基因的表达水平，所述基因包括RSG1、TPRA1、SAP25、MFSD3、FITM1、SPTBN5、CEMP1、ASPSCR1、NAPSB、NAPSA、NLRP2、RHBDD3、FRMD6、TIMP3、ACVR1C、DNM1P46、KIR2DL4、USP9Y、ANKRD22、BCORP1、HMCN1、GPR63、BATF2、SLC22A1、AGRN、CKAP2L、IGSF10、HEXA-AS1、LOC728431、PDZK1IP1、NEGR1、KCNH8、CCR8、MME、ETV5、CXCL9、HBEGF、RANBP17、DDX43、C6orf164、C7orf50、NEFL、CDCA2、ALDH1A1、OLFM1、FADS3、SAC3D1、FZD4、RBPMS2、C15orf38、ST6GALNAC1、CHMP6、SKA1、CD209、SNAPC2、AXL、KIR2DL1、NTSR1、SEPT5、KAL1、PRRG1、XIST、RPS4Y1、ZFY、PRKY、TTTY15、DDX3Y、UTY、TXLNG2P、KDM5D、EIF1AY或FITM1。在一些实施方案中，为基因表达水平分配评分，并且其中基于所述评分施用治疗。在一些实施方案中，评分包括功能恢复潜力(FRP)评分。在一些实施方案中，基于对包括多个个体的已知基因表达水平和已知FRP评分的数据的线性判别分析来确定评分。在一些实施方案中，所述治疗选自机械循环支持(MCS)手术、心脏移植(HTx)手术、冠状动脉搭桥(CABG)手术、经皮冠状动脉介入术(PCI)、主动脉瓣置换(AVR)手术、二尖瓣置换(MVR)手术、经导管主动脉瓣置换术(TAVR)、经导管二尖瓣夹、室性心动过速消融术或星状神经节切除术。在一些实施方案中，基因表达水平是通过聚合酶链式反应(PCR)、下一代测序(NGS)或其他基因表达谱分析测定平台诸如Nanostring的NCounter杂交平台测定的水平。在一些实施方案中，使用选自以下的至少一种引物进行PCR：GAPDH-f:CCACTCCTCCACCTTTGAC(SEQ ID NO:1)；GAPDH-r:ACCCTGTTGCTGTAGCCA(SEQ ID NO:2)；KIR2DL4-f:ACCCACTGCCTGTTTCTGTC(SEQ ID NO:3)；KIR2DL4-r:ATCACAGCATGCAGGTGTCT(SEQ ID NO:4)；NAPSA-f:CAGGACACCTGGGTTCACAC(SEQID NO:5)；NAPSA-r:GGTTGGACTCGATGAAGAGG(SEQ ID NO:6)；BATF2-f:AAAGGCAGCTGAAGAAGCAG(SEQ ID NO:7)；BATF2-r:TCTTTTTCCAGAGACTCGTGC(SEQ ID NO:8)；ANKRD22-f:CTCAGCCAGGAAGGATTTTG(SEQ ID NO:9)；ANKRD22-r:TGATAGGCTGCTTGGCAGAT(SEQ ID NO:10)。

本文描述了用计算机程序编码的非暂时性计算机可读存储介质，该计算机程序包括可由处理器执行以使处理器测定样品中至少一个基因的基因表达水平的指令，所述基因包括RSG1、TPRA1、SAP25、MFSD3、FITM1、SPTBN5、CEMP1、ASPSCR1、NAPSB、NAPSA、NLRP2、RHBDD3、FRMD6、TIMP3、ACVR1C、DNM1P46、KIR2DL4、USP9Y、ANKRD22、BCORP1、HMCN1、GPR63、BATF2、SLC22A1、AGRN、CKAP2L、IGSF10、HEXA-AS1、LOC728431、PDZK1IP1、NEGR1、KCNH8、CCR8、MME、ETV5、CXCL9、HBEGF、RANBP17、DDX43、C6orf164、C7orf50、NEFL、CDCA2、ALDH1A1、OLFM1、FADS3、SAC3D1、FZD4、RBPMS2、C15orf38、ST6GALNAC1、CHMP6、SKA1、CD209、SNAPC2、AXL、KIR2DL1、NTSR1、SEPT5、KAL1、PRRG1、XIST、RPS4Y1、ZFY、PRKY、TTTY15、DDX3Y、UTY、TXLNG2P、KDM5D、EIF1AY或FITM1；以及基于基因表达水平为个体提供治疗建议。在一些实施方案中，基因表达水平是至少一个基因的表达相对于预期表达水平值的增加或减少。在一些实施方案中，所测定的样品中的基因表达水平是2个基因的表达水平，所述基因包括RSG1、TPRA1、SAP25、MFSD3、FITM1、SPTBN5、CEMP1、ASPSCR1、NAPSB、NAPSA、NLRP2、RHBDD3、FRMD6、TIMP3、ACVR1C、DNM1P46、KIR2DL4、USP9Y、ANKRD22、BCORP1、HMCN1、GPR63、BATF2、SLC22A1、AGRN、CKAP2L、IGSF10、HEXA-AS1、LOC728431、PDZK1IP1、NEGR1、KCNH8、CCR8、MME、ETV5、CXCL9、HBEGF、RANBP17、DDX43、C6orf164、C7orf50、NEFL、CDCA2、ALDH1A1、OLFM1、FADS3、SAC3D1、FZD4、RBPMS2、C15orf38、ST6GALNAC1、CHMP6、SKA1、CD209、SNAPC2、AXL、KIR2DL1、NTSR1、SEPT5、KAL1、PRRG1、XIST、RPS4Y1、ZFY、PRKY、TTTY15、DDX3Y、UTY、TXLNG2P、KDM5D、EIF1AY或FITM1。在一些实施方案中，为基因表达水平分配评分，并且其中基于所述评分施用治疗。在一些实施方案中，评分包括功能恢复潜力(FRP)评分。在一些实施方案中，基于对包括多个个体的已知基因表达水平和已知FRP评分的数据的线性判别分析来确定评分。在一些实施方案中，所述治疗选自机械循环支持(MCS)手术、心脏移植(HTx)手术、冠状动脉搭桥(CABG)手术、经皮冠状动脉介入术(PCI)、主动脉瓣置换(AVR)手术、二尖瓣置换(MVR)手术、经导管主动脉瓣置换术(TAVR)、经导管二尖瓣夹、室性心动过速消融术或星状神经节切除术。在一些实施方案中，基因表达水平是通过聚合酶链式反应(PCR)、下一代测序(NGS)或其他平台诸如Nanostring的NCounter杂交平台测定的水平。在一些实施方案中，使用选自以下的至少一种引物进行PCR：GAPDH-f:CCACTCCTCCACCTTTGAC(SEQ ID NO:1)；GAPDH-r:ACCCTGTTGCTGTAGCCA(SEQ ID NO:2)；KIR2DL4-f:ACCCACTGCCTGTTTCTGTC(SEQ IDNO:3)；KIR2DL4-r:ATCACAGCATGCAGGTGTCT(SEQ ID NO:4)；NAPSA-f:CAGGACACCTGGGTTCACAC(SEQ ID NO:5)；NAPSA-r:GGTTGGACTCGATGAAGAGG(SEQ ID NO:6)；BATF2-f:AAAGGCAGCTGAAGAAGCAG(SEQ ID NO:7)；BATF2-r:TCTTTTTCCAGAGACTCGTGC(SEQID NO:8)；ANKRD22-f:CTCAGCCAGGAAGGATTTTG(SEQ ID NO:9)；ANKRD22-r:TGATAGGCTGCTTGGCAGAT(SEQ ID NO:10)。

附图简述

图1A-1B显示本文描述的示例性方法和框架的示意性图示。图1A显示示例性预测模型和理论框架的示意图。图1B显示根据所选基因的基因表达值确定FRP评分的示例性算法。

图2是可用于实现本文所述的方法的计算机***的实施方案的方框图。

图3A-3B举例说明器官功能和结果。图3A显示29名患者在五个时间点上的器官功能和结果。图3B显示，从第-1天(TP1)至第8天(TP5)，在接受MCS手术的29名AdHF患者中，17名患者得到改善(组I，右上象限)，12名患者未得到改善(组II，其余3个象限)。每个大的黑色圆点代表一名在一年内死亡的患者。

图4显示组I对比组II中的Kaplan-Meier 1年生存率。

图5A-5C显示与器官功能改善和生存益处相关的重要基因的重叠。图5A和图5B中指示的颜色范围对应于差异表达，范围从蓝色(-2)到灰色、到黄色(0)、到橙色、到红色(1.1)。图5A显示了重要基因第-1天(TP1)的层次聚类。左：28个基因的火山图，所述基因在组I与组II之间差异表达。右：用于预测测试的28个候选基因的层次聚类证明了组I与组II之间的差异基因表达。图5B显示与生存益处相关的基因的层次聚类。左：105个基因的火山图，所述基因在组I与组II之间差异表达。右：对用于预测测试的105个候选基因中的17个进行层次聚类证明了组I＝存活与组II＝未存活之间的差异基因表达。图5C显示来自改善组和1年生存率结果的重叠基因。左：维恩图显示通过改进评分在比较中确定的28个DEG(红色；左侧圆圈)，而右边显示通过比较1年生存率鉴定的105个DEG(蓝色；右侧圆圈)。两次比较间共享12个DEG。右：12个重叠基因。

图6显示示例性预测生物标记物开发的基本原理。

图7举例说明FRP的概念，FRP是一种临床综合参数，可包括实际年龄以及个人生物年龄(可通过已建立并经过验证的HF-、OD-、合并症-、虚弱和残疾-仪器测量的)，其代表患有AdHF的人应对诸如AdHF手术/介入疗法等应激源并在经历其后生存的瞬时潜力(instantaneous potential)，并且可以通过分子生物标记物进行诊断。

图8显示举例说明了FRP评分的临床实用性的概念验证研究中的29名AdHF患者中的两个病例研究。指示的颜色范围对应于差异表达，范围从蓝色(-2)到灰色、到黄色(0)、到橙色、到红色(1.1)。

具体实施方式

本文描述了用于基于基因表达谱测定法和分类***为个体提供治疗的方法和***，所述基因表达谱测定和分类***用于预测个体(特别是对于患有心力衰竭和/或多器官功能障碍综合征的个体)在AdHF手术/介入疗法后是否具有恢复器官功能的潜力。

定义

除非另有说明，否则本申请中使用的所有科学和技术术语具有本领域中通常使用的含义。如在本申请中所用，以下词语或短语具有指定的含义。

如本文中所用，“AdHF干预”是指用于晚期心力衰竭的治疗。AdHF手术/干预疗法的代表性实例包括但不限于机械循环支持(MCS)手术、心脏移植(HTx)手术、冠状动脉搭桥(CABG)手术、经皮冠状动脉介入术(PCI)、主动脉瓣置换(AVR)手术、二尖瓣置换(MVR)手术、经导管主动脉瓣置换术(TAVR)、经导管二尖瓣夹、室性心动过速消融术或星状神经节切除术。

如本文中所用，在基因表达水平的上下文中，“参考”是指在健康志愿者中或在从心力衰竭和/或主要器官功能障碍中恢复的受试者中观察到的基因表达水平。在一些实施方案中，如本文中所述，参考组是一组标准化或对照基因。

如本文中所用，“标准化基因”是指这样的基因，其所测量的表达水平由于样品之间的标准偏差小而不能区分已得到改善的受试者与未得到改善的受试者。

如本文中所用，除非另外明确指出，否则“一个/种(a)”或“一个/种(an)”表示至少一个/种。

如本文中所用，“预防”或“防止”病患或疾病意指阻碍、减轻或延迟病患或疾病的发作或发展。

如本文中所用，“约”是指包括该数字的范围，并且范围为从低于该数值10％至高于该数值10％。“约”范围是指低于范围下限10％跨越至高于范围上限10％。

如本文中所用，在一些情况下，术语“治疗(treatment)”、“治疗(treating)”、“减轻症状”等是指为了获得效果而施用剂或执行程序。就完全或部分预防疾病或其症状而言，该效果可以是预防性的，和/或就实现疾病和/或疾病症状的部分或完全治愈而言，该效果可以是治疗性的。如本文中所用，“治疗”可包括对哺乳动物，特别是人的心脏病患(诸如心力衰竭)的治疗，并且包括：(a)预防疾病或疾病症状在受试者中发生，所述受试者可能易患所述疾病但尚未被诊断为患有该疾病(例如，包括可能与原发疾病相关或由原发疾病引起的疾病)；(b)抑制疾病，即阻止其发展；以及(c)减轻疾病，即引起疾病消退。治疗可指治疗或改善或预防心脏病患的任何成功标志，包括任何客观或主观参数，诸如缓解；缓和；减轻症状或使患者更容易耐受疾病；减缓变性或衰退的速度；或使变性的终点变得不太衰弱。症状的治疗或缓解基于一个或多个客观或主观参数；包括医师检查的结果。因此，术语“治疗”包括施用本发明的化合物或剂以预防或延迟、减轻或阻止或抑制与心脏病或其他疾病相关的症状或病患的发展。术语“治疗作用”是指减轻、消除或预防受试者的疾病、疾病症状或疾病的副作用。在一些实施方案中，治疗包括针对个体采取行动过程。在一些实施方案中，针对个体采取的行动过程不包括对该个体执行医疗程序。在一些实施方案中，针对个体采取的行动过程包括保守护理或不提供另外的护理。

治疗方法

在一些实施方案中，提供了治疗有此需要的个体的方法，诸如治疗患有心脏病诸如心力衰竭的个体的方法。在一些实施方案中，提供了预测需要心力衰竭介入/手术疗法的个体的治疗结果的方法。一些此类方法包括从个体的生物样品中获得基因表达值。在一些实施方案中，本文的治疗方法包括：(i)接收来自个体的样品；以及(ii)确定样品中至少一种基因的基因表达水平。在一些实施方案中，本文的治疗方法包括基于基因表达水平向个体提供治疗。在一些实施方案中，本文的方法包括基于基因表达水平向个体提供治疗。在一些实施方案中，所述基因包括RSG1、TPRA1、SAP25、MFSD3、FITM1、SPTBN5、CEMP1、ASPSCR1、NAPSB、NAPSA、NLRP2、RHBDD3、FRMD6、TIMP3、ACVR1C、DNM1P46、KIR2DL4、USP9Y、ANKRD22、BCORP1、HMCN1、GPR63、BATF2、SLC22A1、AGRN、CKAP2L、IGSF10、HEXA-AS1、LOC728431、PDZK1IP1、NEGR1、KCNH8、CCR8、MME、ETV5、CXCL9、HBEGF、RANBP17、DDX43、C6orf164、C7orf50、NEFL、CDCA2、ALDH1A1、OLFM1、FADS3、SAC3D1、FZD4、RBPMS2、C15orf38、ST6GALNAC1、CHMP6、SKA1、CD209、SNAPC2、AXL、KIR2DL1、NTSR1、SEPT5、KAL1、PRRG1、XIST、RPS4Y1、ZFY、PRKY、TTTY15、DDX3Y、UTY、TXLNG2P、KDM5D、EIF1AY或FITM1中的至少一种。在一些实施方案中，测定样品中的以下基因中的至少两个基因的基因表达水平：RSG1、TPRA1、SAP25、MFSD3、FITM1、SPTBN5、CEMP1、ASPSCR1、NAPSB、NAPSA、NLRP2、RHBDD3、FRMD6、TIMP3、ACVR1C、DNM1P46、KIR2DL4、USP9Y、ANKRD22、BCORP1、HMCN1、GPR63、BATF2、SLC22A1、AGRN、CKAP2L、IGSF10、HEXA-AS1、LOC728431、PDZK1IP1、NEGR1、KCNH8、CCR8、MME、ETV5、CXCL9、HBEGF、RANBP17、DDX43、C6orf164、C7orf50、NEFL、CDCA2、ALDH1A1、OLFM1、FADS3、SAC3D1、FZD4、RBPMS2、C15orf38、ST6GALNAC1、CHMP6、SKA1、CD209、SNAPC2、AXL、KIR2DL1、NTSR1、SEPT5、KAL1、PRRG1、XIST、RPS4Y1、ZFY、PRKY、TTTY15、DDX3Y、UTY、TXLNG2P、KDM5D、EIF1AY或FITM1。

在一些实施方案中，本文提供的治疗方法还包括基于基因表达水平确定功能恢复潜力(FRP)评分。样品的功能恢复潜力(FRP＝复原力)评分介于1(最低)与10(最高)之间，反映了测得的基因表达水平。在一个实施方案中，如概念验证研究(实施例1)中所举例说明的，使用序贯器官衰竭评估评分和除INR外的终末期肝病模型评分(在手术前一天和手术后八天测量的)来定义FRP：组I＝改善(从第-1天至第8天两种评分均得到改善)，而组II＝未改善(从-1天至第8天一种或两种评分都未得到改善)。FRP与1年生存率相关。在一些实施方案中，该方法还包括(c)当FRP评分为5或更低时，为个体选择最佳药物治疗(OMM)和/或姑息疗法(PC)，以及当FRP评分为6至10时为个体选择AdHF干预的治疗。包括AdHF干预的治疗的实例包括但不限于机械循环支持(MCS)手术、心脏移植(HTx)手术、冠状动脉搭桥(CABG)手术、经皮冠状动脉介入术(PCI)、主动脉瓣置换(AVR)手术、二尖瓣置换(MVR)手术、经导管主动脉瓣置换术(TAVR)、经导管二尖瓣夹、室性心动过速消融术或星状神经节切除术。

图1A举例说明示例性预测模型和理论框架。射血分数降低(HFrEF；左图)导致心力衰竭恶化，通过患病的心肌细胞、外周血单核细胞(PBMC)、内皮细胞(EC)和血小板(PLT)之间的复杂相互作用介导的神经内分泌免疫激活与进行性虚弱/器官功能障碍(OD)相关(中图)。通过将分子免疫学生物标记物或多维分子生物标记物(MMB)添加到临床预测指标中，可改善结果和相对生存益处的预测(右下ROC曲线中的向上箭头；右图)。图1B显示根据所选的如本文所述的基因的基因表达值确定FRP评分的示例性算法。

基因表达谱分析

在一个实施方案中，本发明提供了测量获自患有心力衰竭的受试者的生物样品中的基因表达的方法。在相关的实施方案中，本发明提供了降低患有器官衰竭的受试者的风险和优化治疗结果的方法。在一个实施方案中，该方法包括分析外周血单核细胞(PBMC)的样品中的基因表达谱。该方法的典型步骤包括：(a)测量样品中一组基因的表达水平，其中该组基因选自表1A-1I、表2、表3或表4A和表4B所列的那些基因；以及，基于该基因表达测试结果，(b)给该样品分配介于1(最低)与10(最高)之间的临床功能恢复潜力(FRP＝复原力)评分，所述评分反映测得的基因临床表达水平。使用序贯器官衰竭评估评分和除INR外的终末期肝病模型评分(在手术前一天和手术后八天测量的)来定义FRP：组I＝改善(从第-1天至第8天两种评分均得到改善)，以及组II＝未改善(从-1天至第8天一种或两种评分都未得到改善)。FRP与1年生存率相关。因此，在一些实施方案中，该方法还包括(c)当FRP评分为5或更低时，转介个体接受利用最佳药物治疗(OMM)和/或姑息疗法(PC)的治疗，以及当FRP评分为6至10时为转介个体接受利用AdHF干预的治疗。AdHF干预的实例包括但不限于机械循环支持(MCS)手术、心脏移植(HTx)手术、冠状动脉搭桥(CABG)手术、经皮冠状动脉介入术(PCI)、主动脉瓣置换(AVR)手术、二尖瓣置换(MVR)手术、经导管主动脉瓣置换术(TAVR)、经导管二尖瓣夹、室性心动过速消融术或星状神经节切除术。

在一些实施方案中，基因表达水平不同于预期表达水平值。在一些实施方案中，相对于另一个基因诸如管家基因或本文例示的其他合适的基因，确定基因表达水平。在一些实施方案中，基因表达水平相对于预期表达水平值升高。在一些实施方案中，基因表达水平相对于预期表达水平值降低。在一些情况下，基因表达水平被分配评分，诸如FRP评分。在一些实施方案中，基于所述评分确定本文的治疗方法。在一些实施方案中，基于对包括多个个体的已知基因表达水平和已知FRP评分的数据的线性判别分析来确定评分。

在测试开发的迭代过程中，其表达水平被测量的基因的组中包括的基因数量的范围可为5至100。在典型的实施方案中，测量至少8个基因的表达水平。在一些实施方案中，测量10-75个基因的表达水平。在其他实施方案中，测量10-20个或10-30个基因的表达水平。在一个实施方案中，测量10-15个基因的表达水平。在一些说明性特定实施方案中，所述基因的组是表2中列出的基因中的至少10个，表3中列出的基因中的至少10个或表4A和表4B中列出的基因中的至少10个，或包含选自表1A-1I的每一个的一个基因。在一些实施方案中，测量表1、2、3和/或4中所列的所有基因。在一个实施方案中，测量表1A-1I的每个表中的至少一个基因的表达水平。

在典型的实施方案中，测量包括例如，诸如通过下一代测序(NGS)、聚合酶链反应(PCR)、基因阵列技术或杂交平台(诸如，例如，NanoString nCounter***)进行的RNA定量的任一种或组合。在一个实施方案中，测量采用NanoString NCounter杂交。本领域技术人员将理解可以采用的测量基因表达的替代方法。同样，在扩增方法需要使用引物的情况下，本领域技术人员可通过参考本文描述的示例性引物或通过公众可访问的数据库获得合适的引物。可使用例如用于检测基因表达的技术来执行所述方法，所述技术是诸如PCR，包括RT-PCR、RNA-Seq、DNA微阵列等。如本领域技术人员将理解的，可采用其他测定。

为了用于本文所述的方法，样品的代表性实例包括但不限于血液、血浆、血清、尿液或痰以及其他体液，尤其是含有PBMC的那些体液。PBMC可以例如从通过静脉切开术获得的静脉血中分离。可从PBMC分离RNA以用于本文所述的测定中。在一些实施方案中，样品包含血液、尿液、痰、毛发或皮肤。

在一个实施方案中，该方法还包括测量将使用来自训练样品的PCR数据凭经验选择的标准化基因。由于所有样品之间的标准偏差小而不能区分已得到改善的受试者与未得到改善的受试者的基因被认为是标准化基因。具体而言，标准化基因选自一组超过200个的基因测定，其包括至少10个文献中描述为管家基因的基因。使用以下标准选择最终的对照基因：首先，扩增子测定需要显示非常低的变化。其次，它们一定不能区分组I与组II样品。第三，我们鉴定覆盖典型CP管样品中一系列CT值的扩增子，以控制依赖于CT的效率变化。使用一组对照基因来标准化存在的RNA的量是基于这样一个前提，即几次测量的平均值比任何单次测量都更可靠，并且还要考虑到任何RNA丰度依赖性的影响。

在典型的实施方案中，在MCS或HTx手术或其他AdHF干预之前的一天进行测量。在一些实施方案中，在手术或其他干预之前的72小时内进行测量。这种方法有助于根据受试者的病患以及在相关时间点得到改善和康复的前景来定制受试者的治疗。其FRP评分导致推荐在一个时间点利用OMM或PC进行治疗的受试者可以在稍后的时间点再次接受评估，随后被推荐利用MCS或HTx或其他AdHF干预进行治疗。

在一些实施方案中，受试者患有射血分数降低的心力衰竭。在一些实施方案中，受试者患有射血分数保留的心力衰竭。

本发明提供了在患有心力衰竭的患者中预测MCS或HTx或其他AdHF干预的结果的方法，该方法包括执行上述方法，其中如果FRP评分为5或更低，则预示不良的结果。在一些实施方案中，本发明的方法还包括根据FRP评分，用OMM、PC、MCS或HTx或其他AdHF干预治疗受试者。在一些实施方案中，如果FRP评分为1-4，则预测不良的结果，评分为7-10预示着晚期心力衰竭干预后恢复，而评分为5-6被认为是中间状态。对于中间状态的情况，可将其他因素纳入治疗决策。在一些实施方案中，此类其他因素将包括受试者接受更大风险的意愿，或者对不太积极的治疗的偏向性。

本文还提供了治疗个体的方法。在一些实施方案中，治疗方法包括心脏病(诸如心力衰竭或充血性心力衰竭)的治疗。本文提供的治疗方法包括：(i)接收来自个体的样品；(ii)确定样品中至少一个基因的基因表达水平；以及基于基因表达水平为个体提供治疗。在一些实施方案中，所述基因包括RSG1、TPRA1、SAP25、MFSD3、FITM1、SPTBN5、CEMP1、ASPSCR1、NAPSB、NAPSA、NLRP2、RHBDD3、FRMD6、TIMP3、ACVR1C、DNM1P46、KIR2DL4、USP9Y、ANKRD22、BCORP1、HMCN1、GPR63、BATF2、SLC22A1、AGRN、CKAP2L、IGSF10、HEXA-AS1、LOC728431、PDZK1IP1、NEGR1、KCNH8、CCR8、MME、ETV5、CXCL9、HBEGF、RANBP17、DDX43、C6orf164、C7orf50、NEFL、CDCA2、ALDH1A1、OLFM1、FADS3、SAC3D1、FZD4、RBPMS2、C15orf38、ST6GALNAC1、CHMP6、SKA1、CD209、SNAPC2、AXL、KIR2DL1、NTSR1、SEPT5、KAL1、PRRG1、XIST、RPS4Y1、ZFY、PRKY、TTTY15、DDX3Y、UTY、TXLNG2P、KDM5D、EIF1AY或FITM1中的至少一种。在一些实施方案中，测定样品中的以下基因中的至少两个基因的基因表达水平：RSG1、TPRA1、SAP25、MFSD3、FITM1、SPTBN5、CEMP1、ASPSCR1、NAPSB、NAPSA、NLRP2、RHBDD3、FRMD6、TIMP3、ACVR1C、DNM1P46、KIR2DL4、USP9Y、ANKRD22、BCORP1、HMCN1、GPR63、BATF2、SLC22A1、AGRN、CKAP2L、IGSF10、HEXA-AS1、LOC728431、PDZK1IP1、NEGR1、KCNH8、CCR8、MME、ETV5、CXCL9、HBEGF、RANBP17、DDX43、C6orf164、C7orf50、NEFL、CDCA2、ALDH1A1、OLFM1、FADS3、SAC3D1、FZD4、RBPMS2、C15orf38、ST6GALNAC1、CHMP6、SKA1、CD209、SNAPC2、AXL、KIR2DL1、NTSR1、SEPT5、KAL1、PRRG1、XIST、RPS4Y1、ZFY、PRKY、TTTY15、DDX3Y、UTY、TXLNG2P、KDM5D、EIF1AY或FITM1。

还提供了监测受试者心力衰竭进展的方法。在一个实施方案中，该方法包括执行上述方法，其中如果相对于先前的测量将FRP评分减少了2分，则检测到进展，并且如果相对于先前的测量FRP评分增加了2分，则检测到改善。

在一些实施方案中，FRP对应于相对于参考组的表达水平的一组基因的测得的表达水平。参考组可对应于在健康志愿者中或在从心力衰竭和/或主要器官功能障碍中恢复的受试者中观察到的一组基因的表达水平。在一些实施方案中，如上所述，参考组是一组标准化或对照基因。

以下提供了可针对该测定测量其表达水平的基因的列表。已通过WGCNA衍生的模块将28个预测基因进行了分组，所述模块代表集成***的生物学作用。表1A-1I(或统称为“表格1”)列出了使用预测第8天器官功能恢复的基于Mann-Whitney测试的数据评估鉴定的28个基因。28个基因的完整列表在表3中显示为一组(表5中的已知基因功能概述)。表2列出了71个基因，其表达基于数据的t检验评估预示着第8天的器官功能恢复。表4A列出了12个基因，所述基因在表3中列出的预测第8天器官功能恢复的基因与其表达预测一年生存的基因之间重叠。表4B列出其表达预测一年生存的基因。

基因测试组合选项：在一个实施方案中，该基因是选自表1-4的至少一种基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少2个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少3个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少4个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少5个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少6个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少7个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少8个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少9个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少10个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少11个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少12个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少13个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少14个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少15个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少16个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少17个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少18个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少19个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少20个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少21个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少22个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少23个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少24个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少25个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少26个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少27个或更多个基因。在一个实施方案中，组合使用表1、2和/或3的至少28个或更多个基因。基因组合的实例包括：BATF2和选自表1、2或3的另外的基因；AGRN和选自表1、2或3的另外的基因；ANKRD22和选自表1、2或3的另外的基因；DNM1P46和选自表1、2或3的另外的基因；FRMD6和选自表1、2或3的另外的基因；IL-17A和选自表1、2或3的另外的基因；KIR2DL4和选自表1、2或3的另外的基因；BCORP1和选自表1、2或3的另外的基因；SAP25和选自表1、2或3的另外的基因；NAPSA和选自表1、2或3的另外的基因；HEXA-AS1和选自表1、2或3的另外的基因；TIMP3和选自表1、2或3的另外的基因；RHBDD3和选自表1、2或3的另外的基因；选自表1个、2个和3的3个或更多个基因的任意组合；表1、2和3的4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个或12个基因的任意组合在一个实施方案中，基因的组合是选自表1的2个、3个、4个或5个基因。在另一个实施方案中，基因的组合是表1的至少一个基因和表2的至少一个基因。在另一个实施方案中，基因的组合是表1的至少一个基因和表3的至少一个基因。在另一个实施方案中，基因的组合是表2的至少一个基因和表3的至少一个基因。在另一个实施方案中，基因的组合是来自表1、2和3中的每一个的至少一个基因。在一个实施方案中，基因的组合是表1-4中的一个或多个中列出的全部基因或基因的亚组。

在一些实施方案中，基因的组合包含选自表1A的至少一个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表1B的至少一个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表1C的至少一个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表1D的至少一个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表1E的至少一个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表1F的至少一个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表1G的至少一个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表1H的至少一个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表1I的至少一个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表1A的至少2个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表1B的至少2个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表1C的至少2个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表1D的至少2个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表1E的至少2个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表1F的至少2个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表1G的至少2个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表1H的至少2个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表1A的至少一个基因、选自表1B的至少一个基因、选自表1C的至少一个基因、选自表1D的至少一个基因、选自表1E的至少一个基因、选自表1F的至少一个基因、选自表1G的至少一个基因、选自表1H的至少一个基因以及选自表1I的至少一个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表1A的至少一个基因、选自表1B的至少一个基因、选自表1C的至少一个基因、选自表1D的至少一个基因、选自表1E的至少一个基因、选自表1F的至少一个基因、选自表1G的至少一个基因、选自表1H的至少一个基因和/或选自表1I的至少一个基因。

在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少一个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少2个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少3个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少4个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少5个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少6个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少7个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少8个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少9个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少10个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少11个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少12个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少13个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少14个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少15个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少16个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少17个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少18个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少19个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少20个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少21个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少22个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少23个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少24个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少25个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少26个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少27个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表2的至少28个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含AGRN和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含RSG1和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含LOC728431和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含PDZK1IP1和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含NEGR1和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含HMCN1和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含CKAP2L和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含ACVR1C和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含KCNH8和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含CCR8和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含TPRA1和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含IGSF10和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含MME和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含ETV5和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含CXCL9和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含HBEGF和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含RANBP17和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含DDX43和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含C6orf164和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含GPR63和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含SLC22A1和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含C7orf50和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含SAP25和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含NEFL和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含CDCA2和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含MFSD3和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含ALDH1A1和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含OLFM1和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含ANKRD22和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含FADS3和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含BATF2和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含SAC3D1和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含FZD4和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含FITM1和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含FRMD6和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含SPTBN5和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含RBPMS2和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含HEXA-AS1和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含C15orf38和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含DNM1P46和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含CEMP1和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含ST6GALNAC1和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含CHMP6和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含ASPSCR1和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含SKA1和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含CD209和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含SNAPC2和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含AXL和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含NAPSB和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含NAPSA和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含KIR2DL1和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含KIR2DL4和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含NLRP2和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含NTSR1和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含SEPT5和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含RHBDD3和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含TIMP3和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含KAL1和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含PRRG1和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含XIST和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含RPS4Y1和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含ZFY和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含PRKY和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含TTTY15和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含USP9Y和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含DDX3Y和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含UTY和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含BCORP1和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含TXLNG2P和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含KDM5D和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含EIF1AY和表2的至少一个另外的基因。

在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少一个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少2个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少3个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少4个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少5个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少6个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少7个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少8个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少9个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少10个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少11个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少12个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少13个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少14个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少15个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少16个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少17个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少18个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少19个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少20个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少21个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少22个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少23个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少24个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少25个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少26个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表3的至少27个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含USP9Y和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含BATF2和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含AGRN和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含ANKRD22和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含HMCN1和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含ACVR1C和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含GPR63和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含DNM1P46和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含CKAP2L和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含FRMD6和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含KIR2DL4和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含IGSF10和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含BCORP1和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含SAP25和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含NAPSA和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含FITM1和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含SPTBN5和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含HEXA-AS1和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含SLC22A1和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含RSG1和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含TIMP3和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含TPRA1和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含CEMP1和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含ASPSCR1和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含MFSD3和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含NAPSB和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含NLRP2和表3的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含RHBDD3和表3的至少一个另外的基因。

在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4A的至少一个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4A的至少2个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4A的至少3个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4A的至少4个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4A的至少5个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4A的至少6个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4A的至少7个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4A的至少8个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4A的至少9个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4A的至少10基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4A的至少11基因。在一些实施方案中，基因的组合包含BATF2和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含AGRN和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含ANKRD22和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含DNM1P46和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含FRMD6和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含KIR2DL4和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含BCORP1和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含SAP25和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含NAPSA和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含HEXA-AS1和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含TIMP3和表2的至少一个另外的基因。在一些实施方案中，基因的组合包含RHBDD3和表2的至少一个另外的基因。

在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少一个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少2个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少3个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少4个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少5个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少6个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少7个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少8个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少9个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少10个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少11个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少12个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少13个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少14个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少15个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少16个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少17个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少18个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少19个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少20个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少21个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少22个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少23个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少24个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少25个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少26个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少27个基因。在一些实施方案中，基因的组合包含选自表4B的至少28个基因。

表1A(蓝色模块的12个成员(代谢)；右两栏指示调节的方向)：

表1B(蓝色模块的2个成员(分解代谢)；右两栏指示调节的方向):

基因ID	基因符号	恢复组	OMM/PC组
				122786	FRMD6	下降	上升
7078	TIMP3	上升	下降

表1C(绿色模块的2个成员(T细胞调节)；右两栏指示调节的方向)：

基因ID	基因符号	恢复组	OMM/PC组
				130399	ACVR1C	下降	上升
196968	DNM1P46	下降	上升

表1D(粉色模块的2个成员(免疫***发育)；右两栏指示调节的方向)：

基因ID	基因符号	恢复组	OMM/PC组
				3805	KIR2DL4	下降	上升
8287	USP9Y	下降	上升

表1E(青绿色模块的2个成员(RNA代谢)；右两栏指示调节的方向)：

基因ID	基因符号	恢复组	OMM/PC组
				118932	ANKRD22	下降	上升
286554	BCORP1	下降	上升

表1F(浅绿色模块的2个成员(*GO生物学过程未分类)；右两栏指示调节的方向)：

基因ID	基因符号	恢复组	OMM/PC组
				83872	HMCN1	下降	上升
81491	GPR63	下降	上升

表1G(青色模块的1个成员(先天免疫)；右两栏指示调节的方向)：

基因ID	基因符号	恢复组	OMM/PC组
				116071	BATF2	下降	上升

表1H(暗红色模块的1个成员(免疫过程)；右两栏指示调节的方向)：

基因ID	基因符号	恢复组	OMM/PC组
				6580	SLC22A1	上升	下降

表1I(灰色模块的4个成员(未聚类)；右两栏指示调节的方向)：

基因ID	基因符号	恢复组	OMM/PC组
				375790	AGRN	下降	上升
150468	CKAP2L	下降	上升
				285313	IGSF10	下降	上升
80072	HEXA-AS1	上升	下降

表2(预测第8天器官功能恢复的71个基因的基于UCLA t检验的列表)

表3(预测第8天器官功能恢复的28个基因的基于UCLAMann-Whitney-检验的列表)

表4A(预测第8天器官功能恢复以及预测1年生存率的28个基因的基于UCLA Mann-Whitney-检验的列表的12个基因重叠列表)

表4B(预测1年生存率的105个基因)*指示与表3中列出的基因的重叠

FRP评分

在本文提供的方法的某些实施方案中，功能恢复潜力(FRP)评分基于对AdHF干预前第-1天(或长达72小时)的基因表达谱的线性判别分析，诸如可从本文表1-4中描述的信息获得，所述线性判别分析预测AdHF干预后器官功能恢复或“功能恢复”的改善。可使用表3中列出的所有28个基因、选择的亚组(例如，经显示预测FRP的10-20个基因的亚组)进行该线性判别分析。线性判别分析改编自Allomap测试(Deng等AJT 2006:6:150)的发展，所述Allomap测试是有史以来第一个FDA批准的心血管体外诊断多变量指数测定(IVDMIA)测试，其协助临床医生排除心脏移植排斥，选择组合在一起最佳地预测功能恢复的基因和/或元基因。当收集到更多数据时，例如，在完成计划的≥1000例FDA-Pivotal试验后，可根据Deng,MC,A peripheral blood transcriptome biomarker test to diagnosefunctional recovery potential in advanced heart failure.Biomark Med.2018年5月8日.doi:10.2217/bmm-2018-0097中所述的基本原理进一步精确化功能恢复潜力(FRP)。这种进一步精确化包括，例如，在分析揭示哪些基因具有更大的预测价值时，对单个基因对FRP评分的贡献进行加权。

因此，本发明提供了用于开发功能恢复潜力(FRP)评分算法的方法，所述算法可预测受试者从器官衰竭的医学干预中恢复的能力。在一个实施方案中，该方法包括(a)使用在PBMC样品中观察到的至少10个基因的干预前和干预后表达水平获得表3所列的28个基因中的至少10个的表达水平，所述样品获自接受器官衰竭的医学干预治疗的患者人群；(b)对(a)中获得的表达水平进行线性判别分析，以将PBMC样品分类为组I(干预后改善)或组II(未改善)；(c)估计每种基因表达水平对将样品分为组I或组II的效应量；以及(d)通过根据效应量对每个基因的贡献进行加权来调整FRP评分算法。估计效应大小可以包括例如确定每个基因的特征值，或者其可基于规范相关性。

如以下实施例中所述，并且现如Bondar,G.等，PLoS One 2017Dec 13；12(12)中所公布的，可使用术前第-1天患者数据构建PBMC-GEP预测模型，以对术后组I(功能恢复；低风险；高FRP评分)对比组II(无器官功能的恢复；高风险；低FRP评分)进行预测和分类。在概念验证研究(上文引用的Bondar,G.等2017)中，为了实现将患者分为组I和组II的准确性最高的预测模型，将Strand NGS v2.9用于RNA-Seq数据的比对和分析。比对后，对高于噪声水平表达的基因进行DESeq标准化、滤过和倍数变化分析，得到28个基因。

通过非参数统计(Mann-Whitney检验和Benjamini-Hochberg校正)鉴定了在组I与组II之间差异表达的28个PBMC基因。由于原始假发现率(FDR)方法对于基因组学应用而言过于保守，并且会导致大量功效损失，因此我们使用了更为宽松的标准(FDR≤0.1)。分析中仅包括倍数变化为至少2.0的那些基因。使用基因本体论、途径分析和通过GeneCards数据库评估生物学意义。然后使用28个基因的列表来构建模型，以对术后组I对比组II进行分类。我们使用支持向量机(SVM)算法对术前第-1天基因表达数据构建了此预测模型。在29个样品中，随机选择20个以建立模型，其余9个样品(按组I或组II成员资格进行聚类)用于测试模型。在随机抽样的25次重复中测试了预测模型。因此，将该模型建立在20X28矩阵上。对模型的测试表明，组I和组II成员资格的预测准确性为93％。组I中的一年生存率为15/17，组II中的为3/11，表明组I的风险较低(Fisher精确检验p<0.005)。重要的是，实时事件Kaplan-Meier生存分析表明，在MCS手术后的1年中组II对比组I的死亡风险继续显著升高(对数秩p＝0.00182)。

在一个说明性实例中，测定受试者的血液样品的表4所列的12个基因的表达水平。相对于参考值确定基因表达的量。参考值是标准化基因(已知与FRP不相关的基因)的水平和/或其可以是已知代表健康个体和/或已知从心力衰竭恢复的个体的水平。10点FRP量表的中性评分为5.5。基因表达的平均倍数变化会导致相对于5.5的增加或减少，这取决于其是否处于与恢复相关的变化方向上，从而得出该受试者的FRP评分。如表4所示，前七个基因的下调与从心力衰竭的恢复相关，而后五个基因的上调与恢复相关。任选地，基于线性判别分析来对每个基因表达水平的贡献进行加权，以调整基因之间在其预测值方面的差异。

本领域技术人员将认识到，FRP量表可以基于其他数值范围来表达，并且仍以与本文所述的10-点量表相同的方式操作。例如，FRP量表可以是0-5点的范围、0-50点的范围或0-100点的范围。仍然可以以基于表1-4中列出的基因的相对表达水平的方式，计算相对于中性中点的偏差，并将其进行调整以考虑到适当的加权和被认为是预测功能恢复的其他参数。

试剂盒和测定标准

在一些实施方案中，本发明提供了用于测量表1-4中提供的一个或多个基因的基因表达的试剂盒。一些此类试剂盒包含一组特异性结合本发明的一个或多个基因的本文所述的试剂，以及任选的一个或多个包含本发明的试剂的合适的容器。在一些实施方案中，本文的试剂特异性结合至少一个基因，所述基因包括RSG1、TPRA1、SAP25、MFSD3、FITM1、SPTBN5、CEMP1、ASPSCR1、NAPSB、NAPSA、NLRP2、RHBDD3、FRMD6、TIMP3、ACVR1C、DNM1P46、KIR2DL4、USP9Y、ANKRD22、BCORP1、HMCN1、GPR63、BATF2、SLC22A1、AGRN、CKAP2L、IGSF10、HEXA-AS1、LOC728431、PDZK1IP1、NEGR1、KCNH8、CCR8、MME、ETV5、CXCL9、HBEGF、RANBP17、DDX43、C6orf164、C7orf50、NEFL、CDCA2、ALDH1A1、OLFM1、FADS3、SAC3D1、FZD4、RBPMS2、C15orf38、ST6GALNAC1、CHMP6、SKA1、CD209、SNAPC2、AXL、KIR2DL1、NTSR1、SEPT5、KAL1、PRRG1、XIST、RPS4Y1、ZFY、PRKY、TTTY15、DDX3Y、UTY、TXLNG2P、KDM5D、EIF1AY或FITM1。试剂包括特异性结合本发明的一个或多个基因或基因产物的分子，包括引物和探针。试剂可以任选地包括可检测的标记物。标记物可以是荧光的、发光的、酶促的、生色的或放射性的。

本发明的试剂盒任选地包含测定标准物或一组测定标准物(单独地存在的或与其他试剂一起存在的)。通过为代表健康个体的给定标记物提供正常表达的参考水平，测定标准物可用作正常对照。

试剂盒可包括用于检测替代基因表达产物的探针。试剂盒可任选地包括缓冲液。虽然一些实施方案使用NGS平台，但其他实施方案使用qPCR/Nanostring/Nanopore技术。

在一些实施方案中，本发明提供了一个或多个中心实验室的建立，可将患者血液样品运送至所述实验室，以使用聚合酶链式反应(PCR)、下一代测序(NGS)或其他基因表达谱分析测定法测定表1-4中提供的一个或多个基因。

计算机实现

在某些方面，本文提供了在本文的方法中使用的计算机实现的***，诸如治疗方法、基因表达谱分析方法和推荐治疗的方法(图2)。在一些实施方案中，本文的计算机实现的***包括：(a)样品接收器，用于接收由个人提供的样品；(b)数字处理设备，其包括被配置为执行可执行指令的操作***和存储器；(c)一种计算机程序，包括可由数字处理设备执行以基于样本向医疗提供者提供治疗的指令。在一些实施方案中，计算机程序包括：(i)基因分析模块，其被配置为测定样品中至少一个基因的基因表达水平，所述基因包括RSG1、TPRA1、SAP25、MFSD3、FITM1、SPTBN5、CEMP1、ASPSCR1、NAPSB、NAPSA、NLRP2、RHBDD3、FRMD6、TIMP3、ACVR1C、DNM1P46、KIR2DL4、USP9Y、ANKRD22、BCORP1、HMCN1、GPR63、BATF2、SLC22A1、AGRN、CKAP2L、IGSF10、HEXA-AS1、LOC728431、PDZK1IP1、NEGR1、KCNH8、CCR8、MME、ETV5、CXCL9、HBEGF、RANBP17、DDX43、C6orf164、C7orf50、NEFL、CDCA2、ALDH1A1、OLFM1、FADS3、SAC3D1、FZD4、RBPMS2、C15orf38、ST6GALNAC1、CHMP6、SKA1、CD209、SNAPC2、AXL、KIR2DL1、NTSR1、SEPT5、KAL1、PRRG1、XIST、RPS4Y1、ZFY、PRKY、TTTY15、DDX3Y、UTY、TXLNG2P、KDM5D、EIF1AY或FITM1；(ii)治疗确定模块，其被配置为基于基因表达水平来确定治疗；以及(iii)显示模块，其被配置为向医疗保健提供者提供治疗。

本发明提供了用于执行本文所述的方法的用计算机可执行指令编码的非暂时性计算机可读介质。在另一个实施方案中，本发明提供了体现至少一个程序的非暂时性计算机可读介质，所述程序在由包括至少一个处理器的计算设备执行时使计算设备执行本文所述的一种或多种方法。在一些实施方案中，所述至少一个程序包含用于使所述至少一个处理器执行一种或多种所述方法的算法、指令或代码。同样，本发明提供了存储计算机可读算法、指令或代码的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机可读算法、指令或代码在由包括至少一个处理器的计算设备执行时引起或指示所述至少一个处理器执行本文所述的方法。

本领域普通技术人员将理解，可以例如在电子硬件、计算机软件或两者的组合(例如，固件)中实现本文描述的方法的各种实施方案，包括基因表达谱分析、FRP评分的生成以及结果的预测。本方法是否以硬件和/或软件实现可取决于例如施加于整个***的特定应用和设计约束。普通技术人员可以根据例如特定应用和设计约束以各种方式来实现本方法，但此类实现决策不脱离本公开的范围。

可利用例如通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或被设计来执行本文所述的功能和步骤的其他可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或其任意组合来实现用于执行本方法的计算机程序/算法。通用处理器可以是微处理器，但可替代地，该处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可被实现为计算装置的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心结合的一个或多个微处理器或者任何其他此类配置。

本方法的步骤或用于执行该方法的计算机程序/算法可以直接体现在硬件中，由处理器执行的软件模块中，或体现在硬件和软件(例如，固件)的组合中。软件模块可以驻留在例如RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘驱动器、固态驱动器、可移动磁盘或光盘、CD-ROM或本领域已知的任何其他形式的存储介质。将示例性存储介质耦合到处理器，使得处理器可以从该存储介质读取信息，并且可以向该存储介质写入信息。或者，可将存储介质与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以驻留在例如ASIC中，而ASIC又可以驻留在例如用户终端中。在替代方案中，处理器和存储介质可作为离散组件而驻留在例如用户终端中。

在一个或多个示例性设计中，用于执行本文所述的方法的功能可以以硬件、软件、固件或其任何组合来实现。如果以软件实现，则可将功能作为指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质传输。计算机可读介质包括但不限于计算机存储介质和通信介质，包括有助于将计算机程序/算法从一个地方转移到另一地方的任何介质。存储介质可以是可由通用或专用计算机或处理器访问的任何可用介质。作为非限制性实例，计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储设备、磁盘存储设备或其他磁性存储设备，或可用于以指令/代码和/或数据结构形式承载或存储计算机程序/算法并且可由通用或专用计算机或处理器访问的任何其他介质。另外，任何连接都被认为是计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光缆、绞合对、数字用户线(DSL)或无线技术(诸如红外线、无线电波或微波)从网站、服务器或其他远程源传输软件，则同轴电缆、光缆、绞合对、DSL或诸如红外线、无线电波或微波之类的无线技术都是计算机可读介质。碟片和磁盘包括但不限于紧致光盘(CD)、激光盘、光盘、数字通用光盘(DVD)、蓝光光盘、硬盘和软盘，其中碟片通常使用激光光学地复制数据，而磁盘通常以磁性方式复制数据。上述的组合也包括在计算机可读介质的范围内。

本文所述的方法可以是自动化的。因此，在一些实施方案中，该方法用包括至少一个处理器的计算机***(例如，服务器、台式计算机、膝上型计算机、平板电脑或智能手机)实现。该计算机***可被配置为或提供有用于执行该方法的算法、指令或代码，所述算法、指令或代码可由所述至少一个处理器执行。该计算机***可以生成报告，所述报告包含关于与该方法相关的任何或所有方面的信息，包括来自受试者的生物样品的分析结果。本公开还提供了用于执行本发明方法的用计算机可执行指令编码的非暂时性计算机可读介质。

图2是可用于实现本文所述的方法的计算机***200的实施方案的方框图。***200包括将主要子***(诸如一个或多个处理器210、存储子***212、数据存储子***214、输入设备接口216、输出设备接口218和网络接口220)互连的总线208。一个或多个处理器210执行***200的许多处理功能，并通过总线208与许多***设备通信。

存储子***212可包括例如RAM 232和ROM 234，其用于存储实现本方法的各个方面的代码/指令/算法和数据。数据存储子***214为实现本方法的各个方面的程序代码/指令/算法和数据提供非易失性存储器，并且可以包括例如硬盘驱动器242、固态驱动器244和其他存储设备246(例如，CD-ROM驱动器、光盘驱动器、可移动介质驱动器等)。存储子***212和/或数据存储子***214可用于存储例如受试者的基因表达谱和FRP评分，以及用特定的AdHF干预或其他干预治疗那些受试者的治疗结果。可将用于实现本方法的某些方面的代码/指令/算法可操作地设置在存储子***212中或存储在数据存储子***214中。

输入设备接口216提供了与各种输入设备(诸如键盘252、点选设备(pointingdevice)254(例如，鼠标、轨迹球、扫描仪、笔、平板电脑、触摸板或触摸屏)以及其他输入设备256)的接口。输出设备接口218提供了与各种输出设备(例如，显示器262(例如，CRT或LCD)和一种或多种其他输出设备264)的接口。网络接口220为计算机***200提供了与耦合至与***200耦合的网络的其他计算机***进行通信的接口。

还可将其他设备和/或子***耦合至计算机***200。另外，不一定存在图2所示的所有设备和子***来实践本文所述的方法。此外，所述设备和子***可以以不同于图2所示的配置互连。

实施例

给出以下实施例以举例说明本发明以及帮助本领域普通技术人员制造和使用本发明。所述实施例无意以任何方式另外限制本发明的范围。

实施例1：接受机械循环支持的晚期心衰患者的术前PBMC基因表达谱、术后早期器 官功能恢复潜力和长期生存率之间的关联

本实施例证明术前PBMC-GEP预测了MCS植入后AdHF患者的器官功能评分的早期变化，并与长期结果相关。因此，基因表达本身可用于结果预测，并有必要在较大的纵向队列中进行进一步研究。

心力衰竭(HF)是复杂的临床综合征，其由任何结构性或功能性心血管病症引起，导致含氧血液的供求不匹配以及人体器官连续衰竭。在美国，HF影响约600万人[1]。射血分数降低的HF(HFrEF)影响300万人[2]。40岁以上的男性和女性终生患HF的风险为五分之一。在从初台诊断之日起的5年内，死亡率仍然不可接受地高，约为50％。D期或晚期心力衰竭(AdHF)指的是真正难治性HF患者(在美国，每年估计有300,000人)[2]。

AdHF患者可从以下治疗选项中受益：最最佳药物治疗(OMM)或姑息/临终关怀(PC，n＝300,000)、机械循环支持(MCS，n＝30,000)或心脏移植(HTx，n＝3,000)[3]。MCS设备(最初作为移植前的过渡支撑(bridge-to-transplant)或恢复前的过渡支撑(bridge-to-recovery)用于AdHF的患者)，现在越来越多地用作终点(终身)疗法，并且有可能将HTx数量增加10倍，目前显示1年生存率提高约80％[4]。

由于这一成功，越来越多地将终点MCS提供给具有挑战性临床特征谱的患者。MCS手术后，包括死亡在内的不良事件的风险明显因患者而异。术前对个体AdHF患者的该风险的术前预测的能力以及该风险对相关长期生存预后的影响将是临床决策和管理的非常重要的组成部分。目前，我们将我们的临床专业知识和经过验证的临床工具[4-18]用于风险预测。

然而，尽管我们拥有临床知识和经过验证的工具，但要评估这种风险，从而作出关于就长期生存而言哪种疗法对个体患者的益处最大的推荐并不容易。通常，如果老年人和体弱的AdHF患者在OMM上做得不好，在MCS手术后器官功能障碍(OD)和死亡的风险也会增加。当前风险预测的挑战的原因之一是难以评估经常患有营养不良、免疫功能障碍和感染应对潜力低下的个体AdHF患者的脆弱和OD的程度。

术前HF相关免疫学损伤是MCS和HTx后不良预后的一部分，这归因于年龄的增长、T细胞和先天免疫细胞功能障碍、虚弱、终末分化T细胞数量的增加、免疫衰老(复制能力不足)与免疫衰竭(受损的抗原反应)之间的已知关联性[19-23]。多器官功能障碍综合症(MOD)是发病和死亡的主要原因之一。其与严重异常的免疫激活相关[4-18、24-26]。

当前建立的临床评分和预测工具均未整合免疫功能参数。它们在重症患者间的风险估计方面倾向于不准确[11,12]，因此很难为个体患者提供最佳生存估计的治疗建议。我们的主要假设是，MCS或HTx手术后的OD和患者死亡是由先天和适应性免疫细胞功能障碍导致的。因此，我们的目标是利用白细胞免疫生物学信息开展术前测试，这可准确地预测个别AdHF患者的术后结果。我们利用广为接受的贯序器官衰竭评估(SOFA)[27]和无INR的晚期肝病模型(MELD-XI)[24,28,29]评分作为定量评估工具，来解释PBMC数据并开发预测性白细胞生物标记物。

为了实现此目标，我们假设在接受MCS手术的AdHF患者中，与HF相关的术前外周血单核细胞(PBMC)基因表达谱(GEP)与术后早期器官功能状态的变化相关，并将所述变化预测为1年生存率的替代指标。

在我们先前的研究中，我们报道了MCS手术后PBMC GEP时程分析[30-32]。此处，我们的数据支持我们的假设，即在接受MCS植入的AdHF患者中，术前差异性PBMC-GEP与术后早期SOFA和MELD-XI评分变化相关，并预测术后早期SOFA和MELD-XI评分变化，其被定义为作为长期死亡风险的替代标记物的刚好术前与术后8天之间的评分差异。

所述发现支持开发功能恢复潜力(FRP)的概念，所述功能恢复潜力被视为个人在暴露于应激源(诸如MCS手术)后获得改善的可定量的潜力。

方法及设计

研究设计

为了解决与MCS相关的围手术期MOD的最紧迫的临床问题[4,33,34]，我们选择将该分析基于仅接受MCS手术的AdHF患者的对照人群。我们根据UCLA医疗机构审查委员会1批准的协议编号12–000351，对2012年8月至2014年8月之间在UCLA医疗中心接受MCS手术的29名AdHF患者进行了研究。从每位参与者获得了书面知情同意书。

临床管理。

所有研究参与者都被转介到UCLA综合AdHF计划，并评估了包括OMM、MCS和HTx在内的各种治疗选项。基于多学科心脏移植选择委员会的推荐，根据既定指南[35,36]对所有患者的HF疗法进行优化，所述患者均同意并接受MCS疗法。

麻醉诱导后，对患者进行插管并进行体外循环。选择的MCS设备的类型取决于心力衰竭综合征的敏锐度和严重度以及患者的特征[37]。对于左心室支持，患者要进行Heartmate II(

泵是无阀的、旋转的连续流动泵)或HVAD(

泵是无阀的、离心的连续流动泵)。对于双心室支持，患者接受Centrimag-BVAD(

泵是在身体外部的无阀的、离心的连续流动泵)、PVAD双心室辅助装置(BVAD)(

体旁心室辅助装置(PVAD)泵各自包含两个机械倾斜盘形阀)或t-TAH(临时全人工心脏由两个人工心室组成，用于替换衰竭心脏)。

心血管肌力和血管活性药物的各种组合用于术后支持患者的血流动力学，并根据个人需求量身定制。另外，还根据需要(例如机械通气、血液透析、输血和抗生素疗法)施用其他临时器官***支持。

临床表型分型。

获得了所有患者的人口统计学变量。每天收集12个不同的参数用于患者队列的时间依赖性临床表型分析，所述参数包括血清胆红素、血清肌酐、白细胞计数、血小板计数、肺泡氧压、吸入氧分数(FiO2)、全身平均动脉压(MAP)、INR(国际标准化比率，对于凝血酶原时间)、血糖、心率、呼吸频率、体温和Glasgow昏迷量表(GCS)。

使用这些参数的组合，我们还计算了两个经过验证且常用的复合OD值：SOFA[27]和MELD-XI[24]。SOFA评分是经过验证且广为接受的量度，其可对六个主要器官***(心血管***、呼吸***、神经***、肾脏***、肝脏***和凝血***)间的器官衰竭程度进行评级。MELD-XI评分是仅使用胆红素和肌酐水平并消除INR的MELD评分的变化，鉴于需要抗凝治疗，在这些患者中通常无法解释所述INR。

我们还使用了机械辅助循环支持机构间登记处(INTERMACS)评分***，该***被开发来改善患者选择和MCS疗法[4]的时间安排以用于术前HF严重度评估。较高的INTERMACS风险类别被认为是更差的生存率的预测因子。尽管INTERMACS鉴定了MOD的临床结果和风险，但其不能提供对疾病潜在免疫机制的见解。

临床结果参数。

对于接受MCS治疗的AdHF患者，最重要的临床结果参数之一是手术前一天至术后8天器官功能改善的可能性。

从临床实用性的角度来看，我们旨在为AdHF患者提供有关OMM或MCS的短期和长期结果的最准确预测[38,39]。由于许多AdHF患者具有不同的恢复潜力，因此我们选择短期改善标准(即术后8天)作为长期生存率的替代结果参数。由于这些原因，我们选择不使用静态的术前器官功能严重度评分来开发我们的生物标记物。最合乎逻辑的临床参数是器官功能改善的潜力，我们将其称为短期功能恢复潜力(FRP)。此参数可鉴定受益于积极疗法(诸如MCS)的患者，即使他们病得很重。

因此，将患者分为两个器官衰竭风险等级：组I＝改善(从第-1天至第8天，SOFA和MELD-XI评分均得到改善)、组II＝未改善(SOFA和/或一个或多个MELD-XI评分从第-1天至第8天未得到改善)。换句话说，如果MCS手术改善了血流动力学状况而没有并发症，那么患者的器官功能有望在术后第5天恢复，并且在术后第8天明显恢复，这应该反映在SOFA和MELD-XI从第-1天至第8天的一致改善上。另一方面，如果SOFA或MELD-XI或两者在第-1天至第8天的评分未得到改善，我们假设此问题可能会影响长期生存率。

PBMC样品处理及GEP方案。

手术前一天(第-1天)收集PBMC样品。在第-1天和第8天收集临床数据。基于我们成功的Allomap^TM生物标记物测试开发经验[40–43]，我们选择将重点放在混合PBMC人群上。

将8ml血液抽入CPT管(Becton Dickinson,Franklin Lakes,NJ)中。采血后2h内纯化每个样品的外周血单核细胞(PBMC)。混合所收集的血液，并在室温(22℃)和3000RPM下离心20分钟。在不扰动细胞层的情况下，将2ml血浆分离到eppendorf管(Sigma-Aldrich,St.Louis,MO)中，并保存在-80℃下以备将来的实验。收集细胞层，将其转移至15ml锥形管中，并重悬于冷磷酸盐缓冲盐水(PBS)(Sigma-Aldrich,St.Louis,MO)中，在4℃以1135RPM离心20分钟。吸出上清液并弃除。将细胞沉淀重悬于冷PBS中，转移至eppendorf管中，并在4℃以5.6RPM离心20分钟。弃除上清液。将沉淀物重悬于0.5ml RNA Protect Cell剂(Qiagen,Valencia,CA)中，并于-80℃冷冻。

PBMC转录组RNA测序。

所有样品均在UCLA基因组和生物信息技术中心使用下一代RNA测序转录组分析进行处理。简言之，使用RNeasy Mini试剂盒(Qiagen,Valencia,CA)从PBMC中分离RNA。总RNA的质量使用

ND-1000分光光度计(NanoDrop Technologies,Wilmington,DE)和Agilent 2100生物分析仪(Agilent Technologies,Palo Alto,CA)进行评估，浓度高于50ng/μl。纯度为260/280～2.0.，完整性-RIN>9.0，并且平均值>9.5。然后，根据制造商的说明(Illumina,San Diego,CA)，用Illumina TruSeq RNA试剂盒制备mRNA文库。文库构建由以下步骤组成：polyA mRNA的随机片段化，然后使用随机聚合物生成cDNA。使用Qubit定量cDNA文库，并在Bioanalyzer 2100(Agilent Technologies,Palo Alto,CA)上检查大小分布。在HiSeq 2500上对该文库进行测序。产生簇以产生约725K-825K簇/mm2。在评估第一个碱基添加参数后，在运行过程中确定了簇密度和质量。我们进行了单端测序，以将cDNA序列与参考基因组进行比对。将生成的FASTQ文件转移到AdHF研究数据中心，在该中心使用Avadis NGS 1.5(Agilent,Palo Alto,CA and Strand Scientific,CA)将原始RNA-SeqFASTQ读数与参考基因组进行比对。在RNA提取、定量和质量评估后，在全基因组IlluminaHiSeq 2500上扩增总mRNA并对其进行测序。然后使用NGS Strand/Avadis(2014年10月10日，v2.1)对数据进行DeSeq标准化。使用R中的ComBat算法删除了批效应[44]。

统计分析

转录组分析。

我们感兴趣的是在29位患者的GEP中发现术前差异表达基因(DEG)，因为它们与作为长期生存结果的标记物的术后早期器官功能的改善相关。通过非参数统计(Mann-Whitney检验和Benjamini-Hochberg校正)鉴定了在组I与组II之间差异表达的PBMC基因。由于原始假发现率(FDR)方法[45]对于基因组学应用而言过于保守，并且会导致大量功效损失[46]，因此我们使用了更为宽松的标准(FDR≤0.1)值作为用于对所述实体进行进一步调查的探索性指南。分析中仅包括倍数变化为至少2.0的那些基因。使用基因本体论、途径分析和通过GeneCards数据库评估生物学意义。

预测模型的建立和测试。

为了对术后组I对比组II进行分类，我们使用支持向量机(SVM)算法对术前第-1天的基因表达数据构建了PBMC-GEP预测模型。在29个样品中，随机选择20个以建立模型，其余9个样品(按组I或组II成员资格进行聚类)用于测试模型。在随机抽样的25次重复中测试了预测模型。

实时定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)验证。

通过从采自组I(n＝3)和组II(n＝3)的6个样品的PBMC获得的定量PCR验证了NGS数据。使用RNeasy Mini试剂盒(Qiagen,Valencia,CA)纯化来自PBMC的总RNA。用iScriptsupermix合成CDNA以用于RT-qPCR(BioRad,Hercules,CA)。在7500快速实时PCR***(Applied Biosystems,Foster City,CA)上使用iTaq SYBR green supermix(BioRad,Hercules,CA)进行RT-qPCR分析。GAPDH水平用作RT-qPCR的内部对照。所使用的引物对的序列如下：GAPDH-f:CCACTCCTCCACCTTTGAC(SEQ ID NO:1)；GAPDH-r:ACCCTGTTGCTGTAGCCA(SEQ ID NO:2)；KIR2DL4-f:ACCCACTGCCTGTTTCTGTC(SEQ ID NO:3)；KIR2DL4-r:ATCACAGCATGCAGGTGTCT(SEQ ID NO:4)；NAPSA-f:CAGGACACCTGGGTTCACAC(SEQ ID NO:5)；NAPSA-r:GGTTGGACTCGATGAAGAGG(SEQ ID NO:6)；BATF2-f:AAAGGCAGCTGAAGAAGCAG(SEQ IDNO:7)；BATF2-r:TCTTTTTCCAGAGACTCGTGC(SEQ ID NO:8)；ANKRD22-f:CTCAGCCAGGAAGGATTTTG(SEQ ID NO:9)；ANKRD22-r:TGATAGGCTGCTTGGCAGAT(SEQ ID NO:10)。

结果

临床特征和结果

术前、术中和术后的临床特征和长期生存率。

在29名患者中，有17名术前处于INTERMACS 1-2级(严重心源性休克或肌力支持逐渐下降的状态)，而其余12名患者处于INTERMACS 3-4级(肌力依赖或静息症状)[4]。患者的特征示于Bondar,G.等，2017,PLoS ONE 12(12):e0189420的表1中。图3A中概述了每组的SOFA和MELD-XI OD轨迹。关于改善量的相同数据示于图3B中。组I中的一年生存率为15/17，组II中的为3/11，表明组I的风险较低(Fisher精确检验p<0.005)。重要的是，实时事件Kaplan-Meier生存分析表明，在MCS手术后的1年中组II对比组I的死亡风险继续显著升高(对数秩p＝0.00182；图4)。

术前临床变量(即INTERMACS类、SOFA中位评分、MELD-XI中位评分和Seattle心力衰竭模型，不包括呼吸频率)之间的相关性和术中/术后临床变量之间相关性均不能预测组I对比组II成员资格或1年生存状态。我们将通过超声心动图标准定义的术前右心功能分为两组：正常至轻度降低的右心功能(n＝12)和中度至严重降低的右心功能(n＝17)。术后组I对比组II成员资格的卡方p值不显著(p＝0.42)。我们将术前肌力支持水平分为以下几类：无肌力(n＝7)、1肌力(n＝3)、2肌力(n＝11)、≥3肌力或MCS(例如VA ECMO)(n＝8)。术后组I对比组II成员资格的卡方p值不显著(p＝0.61)。表1中还概述了其他术前临床信息数据(即胆红素、肌酐、国际标准化比率、白细胞、心率和葡萄糖水平，全部均为非显著的卡方p值)(呼吸频率，p＝0.03)。在MCS手术的前一天，所述29名患者均未出现临床感染发作。

术中中位体外循环(CPB)时间为107分钟(25％/75％：75分钟/145分钟)。我们将患者的CPB时间分为两组：无CPB(例如微创LVAD放置)或CPB时间短于中位时间的患者(n＝15)和CPB时间等于或长于中位时间的患者(n＝14)。组I对比组II成员资格的卡方p值不显著(p＝0.51)。另外，将无术中大出血的组(n＝20)与具有大出血的那些患者(n＝9)进行了比较。按照INTERMACS标准，将出血严重度定义为术后头8天中每24h的时期大于或等于4个RBC。术后组I对比组II成员资格的卡方p值不显著(p＝0.06)。

术后死亡的11名患者中，有9名患者死于MOD，1名患者死于胃肠道出血，以及1名患者于败血症。

术前PBMC转录组与临床结果之间的相关性

PBMC转录组和临床过程。

在接受MCS手术的29名患者中，17名在组I中，12名在组II中。术后8天有28名MCS手术患者还活着。由于我们的研究探索了术前PBMC转录组可如何预测术后临床结果，因此我们将我们的分析限于术前第-1天的PBMC数据与术前第-1天至术后第8天临床数据变化之间的关系。该项目基于我们先前发表的研究，所述研究表征了PBMC GEP与临床参数之间的术后相关性[30,31]，以及我们对PBMC GEP模块特征基因组与临床参数之间相关性的时间过程分析[32]。

术前PBMC转录组和术后早期器官功能变化。

为了鉴定与器官功能变化相关的第-1天的转录本，将整套mRNA转录本(36,938)滤过(第20-100个百分位值)[44]。在所得的26,571个实体中，只保留倍数变化至少为2.0的实体(123个转录本)，以利用未配对Mann-Whitney检验和Benjamini-Hochberg校正分析(FDR＝0.1)进行统计分析。经过这些滤过步骤后，28个基因被鉴定为在第-1天于两组之间差异表达(图5A，表5)。

术前PBMC转录组和1年结果。

29名患者中有18名在1年后还活着，而11/29在第一年中死亡。死亡原因概述于Bondar,G.等2017的表1中。第一年的存活者和未存活者的术前GEP不同。使用2.0倍变化标准分析了经滤过的25,319个实体。通过未配对Mann-Whitney检验和Benjamini-Hochberg校正对177个差异表达的基因进行了分析，得到105个转录本(FDR＝0.1)。对1年生存患者的105个差异表达的基因(表4B和Bondar等2017的出版物中的相应的105个基因)使用层次聚类(图5B)。在这些基因中，有12个与与第8天器官功能改善相关的28个基因重叠(图5C，表5)。

在术后第8天于两个组(组I对比组II成员资格)之间差异表达的28个基因中，有12个基因与1年生存状态重叠(蓝色行)。表5：28基因分类器的已知功能

PBMC-GEP预测模型的开发

临床特征与结果的相关性

术前临床变量(包括INTERMACS[4]类、SOFA中位评分、MELD-XI中位评分和Seattle心力衰竭模型(SHFM))和术中/术后临床变量(呼吸频率除外)均不能预测组I对比组II成员资格，也不能预测1年生存状态。在第8天，17名患者具有器官功能改善(组I)，12名患者无器官功能改善(组II)，其中1名患者在术后第3天死亡。在第8天，INTERMACS 1-2级的9名患者术前得到改善，而8名患者未得到改善(Fisher精确检验p<0.005)。INTERMACS 3-4级的8名患者得到改善，而4名患者未得到改善(图6)。重症AdHF患者[10]中与OD相关的临床评分效率低下，支持了我们开发术前生物标记物预测测试的基本原理。

术后早期器官功能变化的预测。

我们使用SVM算法，通过从总共29个样品中随机选择20个样品，并按组I对比组II的成员资格对其进行分层来建立模型。为了测试模型，按I组或II组中的成员资格对其余9个样品进行分层。在运行模块建立过程25次后获得93％(范围：78％-100％)的平均预测准确性(表6)。

表6：组I对比组II的器官功能改善的预测。

	运行精度％		运行精度％
				PM1	100	PM14	100
PM2	100	PM15	89
				PM3	100	PM16	100
PM4	89	PM17	89
				PM5	89	PM18	100
PM6	78	PM19	100
				PM7	100	PM20	89
PM8	89	PM21	89
				PM9	89	PM22	100
PM10	89	PM23	100
				PM11	100	PM24	89
PM12	100	PM25	89
				PM13	100	平均值	94

在29个样品中，随机选择了20个，并按组I或组II的成员资格进行分层，用于建立模型，其余9个样品用于测试该模型。

RT-qPCR验证。

为了验证这项研究中的NGS结果，我们进行了有限的RT-qPCR实验来测定排名最高的4个基因(通过统计显著性和组I与组II表达水平之间的相关性)。结果显示4个基因中的2个(KIR2DL4、BATF2)在NGS与RT-qPCR表达水平之间一致相关，显示了组I中的下调和组II中的上调。因此，这两个基因可能成为用于预后测试开发的候选基因。ANKRD22和NAPSA表达水平的RT-qPCR结果显示了与NGS结果的模棱两可的关系。我们将此差异归因于方法上的差异。该结果与Allomap^TM测试开发过程中的内部验证相吻合，在所述测试开发中，通过高通量技术发现的252个候选基因中有68个通过一致表达变化(使用RT-qPCR)得到确认。因此，这68个基因被保留用于进一步的Allomap^TM测试开发。

图3A-3B举例说明器官功能和结果。图3A显示29名患者在五个时间点上的器官功能和结果。在接受MCS手术的29位AdHF患者中，17位患者从术前第-1天(TP1)至第8天(TP5)具有器官功能改善(组I)，而12位患者没有器官功能改善(牟II)。每条黑线代表一名1年存活者，而每条红线代表一名1年未存活者。在每个组中，未存活者均以红色显示。图3B显示，从第-1天(TP1)至第8天(TP5)，在接受MCS手术的29名AdHF患者中，17名患者得到改善(组I，右上象限)，12名患者未得到改善(组II，其余3个象限)。每个大的黑色圆点代表一名在一年内死亡的患者。两项评分均无改善与降低的1年生存率相关。

图4显示组I对比组II中的Kaplan-Meier 1年生存率。在得到改善的17名患者(组I＝功能恢复＝器官功能改善＝低风险)对比11名未得到改善的患者(组II＝无功能恢复＝器官功能未改善＝高风险)中，实时事件Kaplan-Meier生存分析表明，在MCS手术后的1年中，组II中的死亡风险继续显著升高(对数秩检验p＝0.00182)。

图5A-5C显示与器官功能改善和生存益处相关的重要基因的重叠。图5A显示了重要基因第-1天(TP1)的层次聚类。左：28个基因的火山图，所述基因在组I与组II之间差异表达。右：用于预测测试的28个候选基因的层次聚类证明了组I与组II之间的差异基因表达。图5B显示与生存益处相关的基因的层次聚类。左：105个基因的火山图，所述基因在组I与组II之间差异表达。右：对用于预测测试的105个候选基因中的17个进行层次聚类证明了组I＝存活与组II＝未存活之间的差异基因表达。图5C显示来自改善组和1年生存率结果的重叠基因。左：维恩图显示通过改善评分在比较中确定的28个DEG(红色)，右图显示通过比较1年生存率鉴定的105个DEG(蓝色)。两次比较间共享12个DEG。右：12个重叠基因。

图6显示示例性预测生物标记物开发的基本原理。术前临床心力衰竭/器官功能严重度评分(INTERMACS类、SOFA中位评分、MELD-XI中位评分)和人口统计学(年龄、性别)无法可靠地区分术后器官功能改善(ROC，置信区间为95％)与长期生存率(Cox比例危害模型，置信区间为95％)。相反地，PBMC-GEP与术后器官功能改善和长期生存率密切相关。

讨论

我们提供的数据支持我们的假设，即在接受MCS植入的AdHF患者中，术前差异性PBMC-GEP与术后早期SOFA和MELD-XI评分变化相关，并预测术后早期SOFA和MELD-XI评分变化。我们将这些临床参数定义为作为长期死亡风险的替代标记物的手术前一天与手术后8天之间的评分的差异。我们的研究表明，源自术前PBMCGEP的28个基因的组预测SOFA和MELD-XI评分的术后早期改善或未改善。在28个术前基因中，以下12个基因由于它们在区分术后早期器官功能改善和1年存活者状态方面存在重叠而具有特殊的生物学意义。

重叠基因的潜在生物学意义

上调的基因在未改善SOFA评分和MELD-XI评分以及1年未存活者中的假设机制。

BATF2属于一类转录因子，其可调节各种免疫功能并控制免疫细胞的发育和分化。功能研究表明，BATF2在控制Th2细胞功能和T淋巴细胞谱系发育方面起主要作用。感染后，BATF2在免疫***中参与CD8(+)胸腺常规树突状细胞的发育和分化[47]。BATF2通过改变细胞因子和趋化因子的表达，在参与IFN信号传导和免疫反应的正向调节方面发挥着关键作用。因此，其可能在炎症过程中维持平衡。BATF2是经典巨噬细胞激活中用于基因调控和效应子功能的必需转录因子[48]。AGRIN是具有普遍作用的基因，并且在细胞外基质(ECM)中是进化上保守的[49]。其细胞内过程包括增殖、凋亡、迁移、运动、自噬、血管生成、肿瘤发生和免疫反应[50,51]。AGRIN在与淋巴细胞形成免疫突触中与α/β-肌营养不良蛋白聚糖受体相互作用，并以α-肌营养不良蛋白聚糖依赖性方式帮助激活[52]并维持下游单核细胞存活[53]。AGRIN LG3结构域已被用作检测胎膜早破的生物标记物[54]。参与蛋白质的脂质修饰[55]的ANKR22已被申请专利作为几种类型的癌症的可能生物标记物[56,57]，以鉴定患者对癌症免疫疗法的反应。FRMD6与各种复杂疾病(诸如哮喘、阿尔茨海默病和肺癌)相关联。其在调节细胞增殖和凋亡中均起着关键作用，其中据认为其具有肿瘤抑制特性。FRMD6可有助于介导维生素D籍以抑制免疫细胞增殖的过程[58,59]。FRMD6的上调被认为是结直肠癌的预后标记物[59]。KIR2DL4编码由天然杀伤(NK)细胞和T细胞亚群表达的跨膜糖蛋白。KIR2DL4抑制NK细胞的活性，并可在塞扎里综合征(Sézary syndrome)中减少这些T细胞的活化诱导的细胞死亡[60],[61,62]。KIR2DL4是KIR家族的不寻常成员，其识别人白细胞抗原G并介导NK细胞活化[63]，并且已被建议作为赘生性NK细胞增殖[64]的有用的诊断生物标记物。

下调的基因在未改善SOFA评分和MELD-XI评分以及1年未存活者方面的假设机制。

SAP25是位于急性早幼粒细胞白血病(PML)核体内的核质穿梭蛋白的成员。PML核体涉及多种细胞功能，诸如基因调控、凋亡、衰老、DNA修复和抗病毒反应[65],[66,67]。NAPSA是前菜素基因，其可具有作为原发性肺癌的标记物的相当大的诊断价值。在低分化甲状腺***状癌和间变性癌的亚群中检测到NAPSA[68]。TIMP3是细胞外基质结合的蛋白，其调节基质组成并影响肿瘤生长。TIMP3通过侵袭和血管生成的机制抑制癌症中的肿瘤失活[69]。与侵袭性较弱和/或正常的肺和肝细胞相比，TIMP-3的下调与侵袭性非小细胞肺癌和肝癌细胞相关[70]。其通过阻断VEGF与VEGF受体2的结合，抑制下游信号传导来介导血管内皮生长因子(VEGF)，并阻止血管生成。这些抑制性特性似乎与其基质金属蛋白酶(MMP)抑制性活性无关，这表明该分子具有新功能。RHBDD3是菱形蛋白酶家族的成员，其抑制Toll样受体触发的树突状细胞(DC)活化和白细胞介素6(IL-6)的产生。菱形蛋白通过用于表皮生长因子、线粒体稳态和寄生虫入侵的受体参与信号传导[71,72]。RHBDD3通过抑制DC产生IL-6，从而有助于自身免疫性疾病的预防来负控制DC的活化并维持调节性T细胞和TH17细胞的平衡[72]。

总之，我们的中心假设是，MCS或HTx手术后的OD和死亡是由先天和适应性免疫细胞功能障碍导致的。因此，可将白细胞免疫生物学信息用于开发术前测试，这可准确地预测个别AdHF患者的术后结果。为了达到该临床目标，我们已经开发出新颖的FRP概念，所述FRP概念基于我们的评估，即关键的预后信息是术后恢复平衡的术前潜力，而不是术前OD的绝对大小。在这种临床背景下，我们对12个重叠基因的潜在生物学作用进行了如下解释：我们假设与组I患者相比，BATF2在组II AdHF患者中被更加长期地激活。BATF2激活归因于其试图修复由OD引起的细胞坏死介导的损伤。这种过度激活导致适应性免疫细胞的耗竭，这可解释组II患者中的延长的死亡时间过程。(图4)。为了获得该假设的支持，我们已启动了研究，该研究将多重流式细胞术标记物、无细胞甲基化DNA和线粒体DNA纳入了研究方案。对于RHBDD3，其在类风湿性关节炎、溃疡性结肠炎和克罗恩病患者[72]中的下调可能有益于预防自身免疫攻击。然而，其在接受MCS手术的AdHF患者中的下调可能通过对IL6途径的抑制作用减弱而加剧了不适当的先天性炎症反应和不适当的适应性免疫功能低下[73]。此外，有趣地还注意到基因(诸如ANKRD22、FRMD6和KIR3DL2)的上调和基因(诸如TIMP3、SAP25、NAPSA和TIMP)的下调与癌症的较差的预后相关，还与AdHF的较差的预后相关。这就提出了关于两种临床综合征中常见途径的问题。

卫生***的蕴涵视角。

我们的数据表明，术前动态恢复潜力而非OD的静态严重度，是术后恢复平衡的关键预后特性。这也提供了使用术前血液样品来鉴定AdHF患者的可能性，所述AdHF患者术后早期恢复的可能性很高，并且可能具有良好的长期预后。如果术前血液测试结果预测FRP高(组I)，则该数据可能会导致建议进行手术。如果术前血液测试表明FRP低(组II)，则健康护理团队可能会避免在那时建议进行可能有害的手术。在美国，我们估计在每年30,000至60,000名患有AdHF并且可能为MCS的候选人的个体中，基于测试结果，至少有7,500-15,000名患者可能无法从手术中受益(如果他们病得太重以至不能从MCS手术中受益的话)。由于HF因其巨大的社会和经济负担(2009年在美国的估计费用为372亿美元，并且预计到2030年将增加到970亿美元)而成为主要的公共卫生问题，我们建议的预测测试将同时允许对个体患者量身定制个人益处，还可以提高美国健康护理的成本效益。

在进行AdHF评估时，临床决策的挑战通常在现代医学与富有同情心的临终关怀之间的选择中达到顶点。在医学、伦理和经济上都需要这种最终方案。其值得个性化的精准医学研究必须提供的基于最佳证据的决策支持，所述决策支持不辜负社会分配我们的最高的人道主义期望。

局限性。

首先，我们在这项原理验证研究中的结果参数使用了二分法终点(术后第8天器官功能的改善对比无改善)。在研究的计划扩大(以包括更大的队列)中，我们将结果参数视为定量连续变量。第二，我们没有将多***水平的蛋白质标记物纳入我们的分析。在项目的计划扩大中，我们将包括多重流式细胞术和细胞因子参数。第三，该研究的样本量较小。这给组I对比组II的比较带来了固有的局限性。逻辑回归/Cox-PH模型由于样本量限制而仅使用一个预测变量构建。我们还以95％的置信区间报告了这些模型的系数/精度测量，所述系数/精度测量正确地反映了我们关于参数估计值的不确定性随样本量的变化。第四，RT-qPCR验证受限于缺少完成测试所必需的生物材料。我们将扩大此验证范围以将所有候选基因包括在后续研究中。第五，与通常的翻译生物标记物开发一样，许多结果是操作者/研究者依赖性决定的结果。第六，虽然我们选择对仅接受MCS手术的AdHF患者进行分析以解决与MCS相关的围手术期MOD问题[4,33,34]，但我们承认我们尚未解决与MCS手术干预对比普通心脏手术相关的PBMC生物学的方面。为了解决这个问题，我们启动了后续项目，该项目使用相同的研究方案，对正在进行OMM、HTx、冠状动脉搭桥手术、经皮冠状动脉介入术、瓣膜置换、瓣膜修复、心律不齐干预的AdHF队列和健康志愿者进行检查。这些结果将单独报告。

结论

在接受MCS植入的AdHF患者中，手术后一周内OD的术后临床改善与长期死亡率降低相关，并且与未得到改善的患者的PBMC GEP不同的PBMC GEP术前已经存在并且其本身可有助于结果预测。改善患者结果的潜在机制和预后意义需要在较大的纵向队列中进行进一步研究。

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实施例2：诊断晚期心力衰竭的功能恢复潜力的外周血转录组生物标记物测试

本实施例举例说明了使用功能恢复潜力(FRP)获得的结果预测，所述功能恢复潜力是指基于实际年龄和多个其他因素(包括原发和继发性器官衰竭、合并症、虚弱、残疾)从应激源恢复的潜力。

心力衰竭(HF)是复杂的临床综合征，其由引起全身性低灌注和无法满足身体的代谢需求的任何结构或功能心血管病症引起。HF是由各种心肌损伤机制引发的。尽管为了维持补偿状态而慢性神经激素上调，但进一步的心肌损伤导致HF进展，导致总体分解代谢/合成代谢失衡、继发器官功能障碍、心脏恶病质、缺铁性贫血和虚弱[3]。这会触发免疫***激活，所述免疫***激活与肾脏、肝脏、骨髓、大脑和新陈代谢的进行性功能障碍同时发生，从而产生类似于全身性疾病的环境[4-6]，临床表现为预后严重受限的晚期HF(AdHF)。结果取决于HF严重度，还取决于实际年龄(CA)和共同称为“个人生物年龄(PBA)”的多个其他因素。在任何给定的CA中，在健康结果方面存在巨大的生物学差异和巨大的异质性[7,8]。这种差异与个人从应激源中恢复的潜力(称为功能恢复潜能(FRP)，或者等效地称为功能恢复的概率(FR))的差异有关。我们的中心假设是FRP整合了包括CA以及PBA(原发和继发性器官衰竭、合并症、虚弱、残疾)在内的临床综合体(clinical composite)(图7)。

具有低FRP的AdHF患者在诸如机械循环支持(MCS)或心脏移植(HTx)之类的AdHF疗法后可能会增加死亡风险。如实施例1所述，外周血单核细胞(PBMC)的术前差异基因表达谱(GEP)可预测接受MCS的AdHF患者的术后早期结果。我们将FRP结果定义为从术前至术后8天的序贯器官衰竭评估(SOFA)和除INR外的终末期肝病模型(MELD-XI)评分的变化，其与长期死亡率相关。

FRP是可推广的且在临床上有用的概念，并且可：1)被定义为在应激源暴露后个人恢复功能性生活的潜力；2)由长期生物-心理-社会干预进行调节；3)在综合了CA和PBA数据的一般临床框架内表征；4)被定量描述；5)用作长期结果预测的替代指标；以及6)根据应激源分子前数据(pre-stressor molecular data)诊断。将这些分子数据整合到临床就诊中，可以改善共享决策过程中决策的质量，并有助于实现优化患者体验、将发病率和死亡率结果降至最低以及将卫生***的成本效益最大化的基于价值的健康护理目标。在本实施例中，我们讨论了FRP的生物医学基础和HF医学中的潜在临床实用性。

高危AdHF患者的AdHF结果

在过去的五十年中，随着药物治疗的发展，心力衰竭的结果已有所改善[1,2,10]。然而，患有D期或AdHF的患者通常无法通过指导性药物疗法(GDMT)耐受最佳药物治疗(OMM)，并且无法获得与疾病较轻的患者相同的益处[11]。更老年的患者可能无法获得与年轻患者相同的益处[12]。

已经有人提出，生物标记物指导的疗法相对于单独的GDMT可改善结果[13]。我们描述了帮助临床医生预测AdHF手术/介入疗法后的长期结果的生物标记物。

接受血管重建的AdHF患者的结果

对于接受高风险经皮冠状动脉介入术(PCI)的AdHF患者，由于缺乏随机试验，因此在HF人群中PCI的利弊是未知的[14]。

对于接受高风险冠状动脉搭桥手术(CABG)的AdHF患者，关于不同年龄组疗效的信息有限。在缺血性心力衰竭的手术治疗(STICH)研究试验中，将总共1,212名左心室射血分数(LVEF)<35％的患者随机分配为接受CABG加药物疗法或仅接受药物疗法[15,16]。在缺血性心力衰竭的外科治疗扩展研究(Surgical Treatment for Ischemic Heart FailureExtended Study)(STICHES)试验中，中位随访持续时间为9.8年。与GDMT相比，更老年的患者与更年轻的患者相比，CABG的全因死亡率降低的趋势较小，这意味着需要更好地了解CABG在不同年龄组中的功效[14,17]。该结果与最近的HF试验一致[12]。由于更老年龄组患者很少，因此真正的长期益处可能更低。也就是说，>67岁的心力衰竭且射血分数降低(HFrEF)[14]的患者中GDMT与CABG之间存在平衡表7)。

接受瓣膜介入的AdHF患者的结果

接受经导管主动脉瓣置换术(TAVR)的AdHF患者。遵循最初的TAVR经验[18,19](表7)，在1年的随访中，美国临床实践中的死亡率为23.7％。“必须将重点放大更好地预测该方法的总体风险和益处上，尤其是考虑到正在考虑进行TAVR的患者组的合并症。”[20](表7)。在对TAVR结果的***评价中，分别有46.4％和51.6％的死亡与头30天之内和之后的非心血管原因相关[21]。在中等风险TAVR试验中[22](表7)，患者纳入指南是胸外科医师协会(STS)风险评分[102]和EuroSCORE[103]，基于并存疾病的存在预测30天时的死亡率介于4-8％之间[23]。主要结果表明，就2年时的结果(因任何原因导致的死亡或致残性卒中)而言，TAVR并不逊色于手术。

根据2017年的建议，需要权衡与严重主动脉瓣狭窄的自然史相关的死亡和发病风险与与主动脉瓣置换相关的风险，以此作为治疗建议的基础[24,25]。不建议将TAVR用于其中存在的合并症排除来自主动脉瓣狭窄(AS)矫正的预期益处的患者[26]。

接受MitraClip的AdHF患者。手术修复功能性二尖瓣反流(FMR)后的总死亡率为20％至50％[27-29]。二尖瓣夹疗法是用于所选的高危FMR患者的新兴选项[30,31]。高风险研究(EVEREST II试验的一个臂)纳入了具有3+至4+MR的有症状患者，使用STS计算器将所述患者的围手术期死亡率的手术风险估计为≥12％[32,33]。潜在的合格标准包括高危患者，所述高危患者具有瓷主动脉、活动性升主动粥样斑、纵隔后辐照、功能性MR且左室射血分数(LVEF)<40％、年龄大于75岁且LVEF<40％、先前的正中胸骨切开术和一个或多个专利旁路移植术(median sternotomy with patent bypass graft(s))、>2次先前的胸外科手术、肝硬化或≥3个以下STS高危标准：肌酐水平>2.5mg/dl、先前的胸外科手术、年龄大于75岁或LVEF<35％[34](表7)。大量有症状的MR患者具有广泛的合并症或不确定的手术适应症，并被定义为高手术风险、无法手术或不适合手术，有症状的重度MR患者中约有一半可能未接受手术。在最近的Mitra-Clip-meta分析中，FMR对比变性二尖瓣返流(DMR)患者的一年死亡率为16％(408/2498)，各组之间相似。作者得出的结论是，更好的患者选择和在早期进行经皮边缘到边缘修复可以避免对那些患有晚期LV重塑、重度MR多且合并症多的患者进行治疗，所述患者从该方法中受益较少[35](表7)。

根据2017年美国心脏病学会(ACC)/美国心脏协会(AHA)的建议，对于患有慢性重型原发性MR(D期)的有严重症状的患者(纽约心脏协会(NYHA)III至IV级)，可以考虑经导管二尖瓣修复，所述患者对修复方法具有有利的解剖结构以及具有合理的预期寿命，但由于严重合并症而具有禁止性手术风险，并且尽管进行了HF的最佳GDMT但仍具有严重的症状[24]。

接受室性快速性心律失常(VT)介入的AdHF患者的结果

接受内部心脏复律除颤器(ICD)设备疗法的AdHF患者。D期心力衰竭患者因室性快速性心律失常而导致心源性猝死(SCD)的风险增加，因此抗心律不齐设备疗法是其治疗的不可或缺的部分。事实证明，将ICD引入心源性猝死的一级预防具有很大的益处，对于有心肌梗塞史(MI)且EF<30％的患者，在20个月内死亡率降低31％[36]。此外，在EF<35％的患者中，无论病因和轻至中度症状如何，ICD植入均可在5年内将死亡率降低23％[40][Bardy2005]。

ACC/AHA心力衰竭指南建议在所有射血分数<30％且具有NYHA I类症状的患者以及EF<35％且具有NYHA II和III类症状的患者中进行ICD植入[2]。然而，这种疗法仅适用于预计生存期超过一年的患者，这使一些患有非常晚期疾病的患者无法接受ICD。在要接受ICD的80岁以上的老人中，在考虑将其用于手术之前，应仔细考虑当前的临床状况、合并症和一般虚弱[38]。Goldenberg等强调了心力衰竭的严重度与来自ICD疗法的死亡率益处之间的U型关系[39]。

接受BVPM设备疗法的AdHF患者。具有广泛QRS波群和左束支传导阻滞(LBBB)模式的患者的心脏再同步疗法(CRT)已导致心室收缩力和EF改善、继发性二尖瓣返流减少、重塑逆转和死亡率降低。然而，约30％的接受这种疗法的个体得不到益处或经历其症状的加重[40]。与ICD相似，D期HF患者通常被认为病得太重而无法从CRT中受益，因此，他们的治疗限于晚期疗法(MCS和Htx)或姑息疗法[2]。

接受VT消融术疗法的AdHF患者。在美国，尤其是在包括年龄和合并症负担在内的临床风险状况恶化的患者中，室性心动过速(VT)消融术疗法有所增加[41]。在当代文献(contemporary registry)中，结构性心脏病患者的VT导管消融术可避免70％的VT复发，其中总移植和/或1年死亡率为15％。死亡或接受移植的患者年龄较大，具有较高比率的高脂血症、糖尿病、心房纤颤、慢性肾脏病、晚期心力衰竭、ICD、CRT、EF降低、电风暴(ES)、休克、胺碘酮和≥2的抗心律不齐药。在Cox多元回归虚弱性分析中，移植或死亡与更老的年龄、NYHA III和IV级、慢性肾病、电风暴以及血流动力学支持设备的使用相关[42](表7)。2,061名接受VT消融的患者的国际心室性心动过速中心协作研究小组注册分析了≥70岁的有或没有VT复发的患者的生存率。在681名患者中，92％为男性，就诊时，71％患有缺血性VT，42％患有VT风暴。LVEF为30±11％。与<70岁的患者相比，≥70岁的患者的1年死亡率更高(15％对比11％；P＝0.002)[43](表7)。电风暴患者属于较高危VT人群，因为他们身体更弱、年龄更大、LVEF更低、心力衰竭状态更严重以及合并症更多。综合性方法不仅需要包括心律失常消融术，还需要精心治疗合并症，诸如晚期心力衰竭、高血压、高脂血症、心房纤颤、糖尿病和慢性肾病[44]。VT消融术的主要挑战是诱发的心律失常的血流动力学不受性，其中少至10％的诱发的心律失常是稳定的[45]。在这种情形下将越来越多地使用体外膜肺氧合(ECMO)[46]。面临的挑战是预测干预后无法使患者脱离VA-ECMO的禁止性高风险。

接受MCS/HTx的AdHF患者的结果

接受MCS的AdHF患者。MCS设备最初作为移植前的过渡支撑或恢复前的过渡支撑用于AdHF的患者，现在越来越多地用作终点(终生)疗法，有可能将HTx数量增加10倍[47]。由于这一成功，越来越多地将终点MCS提供给具有挑战性临床特征谱的患者。不良事件的风险明显因患者而异。1年时总生存率继续保持>80％，2年时保持70％[48](表7)。

接受心脏移植的AdHF患者。自其于1967年首次引入以来，心脏移植(HTx)在所选择的D期HF患者中提供了无与伦比的生存优势，并且仍然是治疗的金标准。D期HF被定义为难治性HF，通常伴随以下参数：在过去的一年中，因HF而反复(>2次)住院或急诊科就诊、肾功能恶化、>10％的无意的体重减轻(心脏恶病质)、对由于低血压和/或肾功能恶化而进行的医学疗法的不耐受性、持续呼吸困难/疲劳、低钠血症和利尿剂的不断增加的使用(>160mg/d和/或美托拉宗补充疗法的使用)和频繁的ICD休克。

在美国，每年进行约3,000次HTx，数十年来供体的数量一直保持稳定。目前，随着免疫抑制疗法的发展，在成人中，在1年、3年、5年时移植物生存率分别为85-90％、75-80％和70-75％，中位生存期为11-13年。在国际上，成人心脏移植后的同期中位生存期为10.7年[49](表7)。

尽管有GDMT、设备和手术管理，但ACC/AHA指南仍仅在精心选择的D期HF患者中指定心脏移植的I类适应症。死亡的主要累积原因是移植失败、感染、癌症和多器官衰竭。

表7：利用纳入标准、样本量和主要结果的AdHF干预研究的概述：在不同的干预之间，1年死亡率在10-30％的范围内。缩写：CABG-冠状动脉搭桥手术；GDMT-指导性药物治疗指南；LVEF-左心室射血分数；HTx-心脏移植；MCS-机械循环支持；STS-胸外科医师学会；TAVR-经导管主动脉瓣置换；VT-室性心动过速；Y–年

结果预测生物标记物原型

在实施例1中描述的我们的原理证明结果预测生物标记物原型研究中，我们的中心假设是MCS或HTx手术后的OD和患者死亡是由先天性和适应性免疫细胞功能障碍引起的。因此，我们的目标是利用白细胞免疫生物学信息开发术前测试，这可准确地预测个别AdHF患者的术后结果。我们利用了广泛接受的SOFA[72]和MELD-XI[67,73,74]评分作为定量评估工具来解释PBMC数据并开发预测性白细胞生物标记物。我们专门假设，对于接受MCS的AdHF患者最重要的临床结果参数之一是手术前一天至术后8天的器官功能改善的可能性。因此，将患者分为两个器官衰竭风险等级：组I＝改善(从第-1天至第8天，SOFA和MELD-XI评分均得到改善)、组II＝未改善(SOFA和/或一个或多个MELD-XI评分从第-1天至第8天未得到改善)。换句话说，如果MCS手术改善了血流动力学状况而没有并发症，那么患者的器官功能有望在术后第5天恢复，并且在术后第8天明显恢复，这应该反映在SOFA和MELD-XI从第-1天至第8天的一致改善上。另一方面，如果SOFA或MELD-XI或两者在第-1天至第8天的评分未得到改善，我们假设此问题可能会影响长期生存率。我们假设在接受MCS手术的AdHF患者中，与HF相关的术前PBMC GEP与术后早期器官功能状态的变化相关，并将所述变化预测为1年生存率的替代指标。我们的研究表明，源自术前PBMC GEP的28个鉴定的基因的组预测[201]SOFA和MELD-XI评分的术后早期改善或未改善。在28个术前基因中，12个基因由于它们在不仅区分术后早期器官功能改善而且还区分第1年存活者状态方面存在重叠而具有特殊的生物学意义[9]。

我们的数据表明，干预前动态恢复潜力而非“OD严重度”的静态参数是术后恢复平衡的关键预后特性。这也提供了使用术前血液样品来鉴定AdHF患者的可能性，所述AdHF患者术后早期恢复的可能性很高，并且可能具有良好的长期预后。如果术前血液测试结果预测FRP高(组I)，则该数据可能会导致建议进行手术。如果术前血液测试表明FRP低(组II)，则健康护理团队可能会避免在那时建议进行可能有害的手术。在美国，我们估计在每年30,000至60,000名患有AdHF并且可能为MCS和其他AdHF-手术/干预疗法的候选人的个体中，基于测试结果，至少有7,500-15,000名患者可能无法从接受干预中受益(如果他们在测试时病得太重的话)。由于HF因其巨大的社会和经济负担(2009年在美国的估计费用为372亿美元，并且预计到2030年将增加到970亿美元)而成为主要的公共卫生问题，我们建议的预测测试将同时允许针对个体患者的需要量身定制高技术现代药物，即优化个人的发病率和死亡率益处和个人体验，同时还提高美国健康护理的成本效益。这一概念将有助于高价值健康护理的进步和低价值健康护理的减少。

对于患者而言，选择具有最佳短期、中期和长期结果的治疗选项非常重要。为此，医生需要能够根据患者的干预前数据预测不同选择的后果是怎样的。首先，这意味着需要分析所有可用的干预前数据的长期结果预测能力。当前建立的临床评分和预测工具均未整合免疫功能参数[53-59,61-69,72-74,162,163]。它们在重症患者间的风险估计方面倾向于不准确[60,61]，因此很难为个体患者提供最佳生存估计的治疗建议。因此，我们打算开发根据干预前数据预测器官功能的恢复和虚弱的逆转，从而预测1年生存率的分子血液测试,。此信息将帮助应对个体患者和医生面临的以下挑战：我们描述了分子血液测试，其基于在接受AdHF的手术/介入疗法之前1-3(7)天采集的PBMC GEP样本，所述分子血液测试可帮助临床医生更精确地将FRP诊断(即预测FR)为1年生存的替代指标，并在共享决策过程中帮助患者和临床医生选择最有意义的治疗选项。

临床有效性研究

我们计划针对≥1,000名AdHF患者完成FDA批准的关键试验，针对4种主要的HF机制(缺血、超负荷、心律失常、收缩不良)进行分层。在完成了在诊断未来器官功能恢复和虚弱逆转的潜力、FDA批准以及临床实施的框架中开发该测试的临床有效性研究后，我们计划进行临床实用性试验，测试添加将测试信息添加到净健康结果的最佳临床预测工具的影响，就像我们对AlloMAP^TM测试开发[164-166]所做的那样。我们计划将该测试投入市场，有可能使用已经用于FDA批准的体外诊断多变量指数分析测试的Nanostring平台[167]。

共享决策实践中的生物标记物

拥有一支多学科的心脏团队来提供专业知识，以就每个患者的预期益处提出最佳建议至关重要[168]。对于这些团队来说，重要的是要适应不追求可用于对于其预期收益不超过风险的患者的最积极选项的决定。不提供特定的AdHF-手术/介入疗法的决定不应等同于放弃治疗[169]。共享决策需要患者和提供者双方共享信息，达成共识并就与患者的偏好相一致的行动过程[170]达成一致[171-173]。当我们致力于技术创新以改进设备时，我们还必须在护理的框架内负责任地使用其，这使得能够进行共享决策并促进患者的目标和幸福感[169]。

未来展望

我们将针对高质量关系医疗[174]会诊量身定制分子测试精准医学结果，以最大程度地发挥其功效。在进行AdHF评估时，临床决策的挑战通常在现代医学必须提供的每样东西与富有同情心的临终关怀之间的选择中达到顶点。在医学、伦理和经济上都需要这种最终方案。其值得个性化的精准医学研究必须提供以不辜负社会分配我们的最高人道主义期望的基于最佳证据的决策支持。

在下一个十年中，这种对现代医学有意义的实践的愿景将越来越多地将分子精准医学的要素与关系医学相结合，从而促进高价值医疗保健而非低价值医疗保健。这笔钱已全部用于美国医疗保健***，并且已经生效。为了实现这些目标，将培训下一代的医疗保健专业人员，以追求使他们能够实现这些目标的实践。

在本实施例中引用的参考文献可见于Deng,M.C.,2018Biomarkers in Medicine第12卷(6)。

实施例3：案例研究表明FRP评分的预测价值

本实施例证明了使用FRP评分的预测值所获得的有利方面。概念验证研究中的29名AdHF患者中的两个病例研究举例说明了FRP评分的临床实用性。病例研究1(图8)：MH，69岁的女性，生于1942年，已婚，其在1970年代被诊断出患有扩张型心肌病，在1990年代发生了“心脏病发作”，1999年接受了植入式心脏复律除颤器(ICD)植入术和双室起搏器植入术(BVPM)，有未知意义的单克隆丙种球蛋白病(MGUS)、糖尿病(DM)和甲状腺功能减退的病史。2012年，她遭受了心脏骤停，发展为肾功能不全，并在12个月内因心力衰竭代偿而住院了3次。2012年7月，她因心源性休克和多器官功能障碍(肝、肾、肺、免疫***)而在UCLA入院。AdHF小组不确定，但认为她可能快要寿终正寝了，只有极小的机会逆转好的器官功能障碍，以便接受诸如MCS或Htx等的晚期心力衰竭疗法的评估。与该评估相反，该患者康复，最终接受了评价，6周后接受了终点Heartmate II左心室辅助装置(LVAD)植入，并与其丈夫过着非常积极的生活超过5年。她的术前PBMC-GEP(图中左箭头)以93％的准确性表明FRP高，从而表明高的长期(1年)生存率，并且支持向患者建议早期LVAD-手术时间点的积极策略。然而，在共同决策时无法获得该患者的测试结果。

病例研究#2(图8)：DB，80岁的老年男性，生于1933年，已婚，有3个孩子，是生物医学公司的前首席执行官，在1993年遭受了严重的心肌梗塞(MI)，并接受了LAD-PTCA 1993/1997、CABG 2001、ICD 2002和BVPM 2003。2013年，他的心肺运动能力降低至10ml/kg/分钟，并且他接受了AdHF治疗选项的评估。由于他不是HTx候选者(虚弱/80岁)，因此他在UCLA获得了终点MCS。由于担心10％的中风风险，该患者拒绝了LVAD手术。2014年7月，他因要使用主动脉内球囊泵(IABP)而从一家外部医院转入UCLA，变得更加恶病质并伴有暂时性消瘦、即将发作的肾衰竭和肝衰竭以及肺炎。虽然患者现在要求终点LVAD植入，但AdHF团队尚不确定，但认为患者可能病得太重而无法手术。最终，该团队继续向前，植入终点HeartmateII LVAD，患者在心胸重症监护病房(CTICU)中使用呼吸机并因多器官衰竭而透析，6周后死亡。他的术前PBMC-GEP(图中左箭头)以93％的准确性表明FRP低，从而表明低的长期(1年)生存率，并且支持姑息疗法策略，建议出院回家，以便在患者家庭环境中度过有尊严的死亡过程。然而，在共享决策时无法获得该患者的FRP测试结果。

实施例4：心力衰竭的治疗

个体表现出心力衰竭的临床症状，包括呼吸急促、过度疲劳和腿部肿胀。通过诊断测试(包括超声心动图、血液测试、心电图和胸X线胸片)确定该个体患有心力衰竭。从个体获得血液样品，并从血液样品中分离PBMC。从分离的PBMC分离RNA并将其进行Nanostring分析以测量以下基因的基因表达：RSG1、TPRA1、SAP25、MFSD3、FITM1、SPTBN5、CEMP1、ASPSCR1、NAPSB、NAPSA、NLRP2、RHBDD3、FRMD6、TIMP3、ACVR1C、DNM1P46、KIR2DL4、USP9Y、ANKRD22、BCORP1、HMCN1、GPR63、BATF2、SLC22A1、AGRN、CKAP2L、IGSF10、HEXA-AS1、LOC728431、PDZK1IP1、NEGR1、KCNH8、CCR8、MME、ETV5、CXCL9、HBEGF、RANBP17、DDX43、C6orf164、C7orf50、NEFL、CDCA2、ALDH1A1、OLFM1、FADS3、SAC3D1、FZD4、RBPMS2、C15orf38、ST6GALNAC1、CHMP6、SKA1、CD209、SNAPC2、AXL、KIR2DL1、NTSR1、SEPT5、KAL1、PRRG1、XIST、RPS4Y1、ZFY、PRKY、TTTY15、DDX3Y、UTY、TXLNG2P、KDM5D、EIF1AY或FITM1。确定这些基因中的每一个基因的基因表达水平升高或降低，并基于这些基因表达水平计算出FRP评分。确定该个体的FRP评分小于5，从而转介其采用最佳药物治疗(OMM)和/或姑息疗法(PC)。

第二个体出现心力衰竭的临床症状，并且诊断测试证实该个体患有心力衰竭。从个体获得血液样品，并从血液样品中分离PBMC。从PBMC分离RNA并将其进行Nanostring分析以测量以下基因的基因表达：RSG1、TPRA1、SAP25、MFSD3、FITM1、SPTBN5、CEMP1、ASPSCR1、NAPSB、NAPSA、NLRP2、RHBDD3、FRMD6、TIMP3、ACVR1C、DNM1P46、KIR2DL4、USP9Y、ANKRD22、BCORP1、HMCN1、GPR63、BATF2、SLC22A1、AGRN、CKAP2L、IGSF10、HEXA-AS1、LOC728431、PDZK1IP1、NEGR1、KCNH8、CCR8、MME、ETV5、CXCL9、HBEGF、RANBP17、DDX43、C6orf164、C7orf50、NEFL、CDCA2、ALDH1A1、OLFM1、FADS3、SAC3D1、FZD4、RBPMS2、C15orf38、ST6GALNAC1、CHMP6、SKA1、CD209、SNAPC2、AXL、KIR2DL1、NTSR1、SEPT5、KAL1、PRRG1、XIST、RPS4Y1、ZFY、PRKY、TTTY15、DDX3Y、UTY、TXLNG2P、KDM5D、EIF1AY或FITM1。确定这些基因中的每一个基因的基因表达水平升高或降低，并基于这些基因表达水平计算出FRP评分。确定该个体的FRP评分为7，从而转介其接受采用机械循环支持(MCS)手术的治疗。所述个体在手术中存活下来，并且心力衰竭的症状减轻。

实施例5：晚期心力衰竭的功能恢复潜力的年龄相关预测因子的***生物学鉴定

本实施例证明了可通过附加的临床和与年龄有关的转录组数据来改善FRP。本实施例表明，在AdHF患者中，从术前数据中获得的模型具有预测MCS手术后组I/II结果的能力，所述模型结合了临床和基因组参数，包括与年龄相关的基因。这与长期结果相关，使其本身从手术恢复后进行结果预测。

根据利用29名接受机械循环支持(MCS)手术的患者的研究，通过将患者分为以下两个临床上相关的器官衰竭风险等级来定义FRP：组I＝改善(从第-1天至第8天，SOFA和MELD-XI评分均得到改善)和组II＝未改善(SOFA和/或一个或多个MELD-XI评分从第-1天至第8天未得到改善)。手术前一天(第-1天)收集外周血单核细胞(PBMC)样品。在第-1天和第8天收集临床数据。对纯化的mRNA进行全基因组下一代测序(NGS)分析。使用NGS Strand进行相关性分析。根据年龄(60岁)创建了两个组：年龄A(<60岁，n＝13)、年龄B(≥60岁，n＝16)。使用以下策略构建了模型：步骤1：使用多元逻辑回归构建临床模型，步骤2：使用支持向量机(组I/组II之间差异表达的28个基因的转录组(步骤2A)和基于生物学年龄的12个基因(步骤2B))构建转录组学模型，以及步骤3：组合模型。提出该模型预测以优化临床和转录组模型。

在接受MCS手术的29名AdHF患者中，17名患者得到改善(组I)，而12名患者未得到改善(组II)。年龄较大的患者更可能在组II中，即年龄B＝10/16(62％)和年龄A＝2/13(15％)。年龄组I中的一年生存率为10/13(77％)，年龄组II的为8/15(53％)。

临床模型，使用所有临床参数作为输入，将呼吸频率、实际年龄和白细胞计数确定为最佳临床组合(交叉验证的准确性为82％)，以预测组I对比组II。转录组学模型，由28个先前鉴定的基因(步骤2A)(准确性为93％)加上12个年龄相关基因(步骤2B)(源自更老年的男性患者的子队列分析)组成，将预测模型的准确性提高到94％。为了优化预测的准确性，将临床和转录组模型结合以创建组合模型(准确性为96％)。

Bondar等，2017,PLoS One Dec 13；12(12)(参见本文表1)概述了人口统计数据和关键临床数据，这可通过年龄分组来分选。NICM＝非缺血性扩张型心肌病，PPCM＝围产期心肌病，ICM＝缺血性心肌病，ChemoCM＝化学疗法诱发的心肌病，HM II＝Heartmate II，CMAG＝Centrimag，LVAD＝左心室辅助设备，RVAD＝右心室辅助设备，BVAD＝双心室辅助设备，HVAD＝心件(Heartware)LVAD，TAH＝全人工心脏，ECMO＝体外膜式氧合器，组：术前第-1天(TP1)至术后第8天(TP5)的SOFA评分和MELD-XI评分的器官功能变化(组I＝白色行＝改善对比组II＝灰色行＝无改善)。

图3A概述了个体患者的器官功能改善和1年生存轨迹(在上面的实施例1中进一步讨论的)。SOFA和MELD-XI跨越按年龄(年龄A，<60岁，年龄B，≥60岁)分组的五个时间点(TP)按年龄分组。每条黑线代表一名1年存活者，而每条红线代表一名1年未存活者。图4显示年龄B对比年龄A中的Kaplan-Meier 1年生存率。实时事件Kaplan-Meier生存分析表明，在MCS手术后的3-6个月内，年龄较大的患者(年龄B)的死亡风险呈上升趋势(对数秩p＝0.12)。

表8概述了临床参数在FRP预测中的作用。RR-呼吸频率；HR-心率；WBC-白细胞；CB-血清肌酐(mg/dl)；以及AIC-赤池信息准则。样品总数为29。多元回归分析模型建立在24个样品上，并在其余5个样本上进行了测试。

表8：使用多元逻辑回归建立用于组I和组II成员资格预测的临床模型

使用组合模型增强了预测模型。为了优化临床和转录组学模型，我们将呼吸频率、实际年龄和白细胞、与组I/II相关的28个基因(Bondar 2017)和与生物学年龄相关的12个基因组合在一起。此模型将组I/II预测的准确性提高到96％。

实施例6：集中测试和分配治疗方案

从治疗已被诊断为患有心力衰竭的个体的临床医生那里获得保存的血液样品。从血液中分离RNA并将其进行Nanostring分析以测量以下基因的基因表达：RSG1、TPRA1、SAP25、MFSD3、FITM1、SPTBN5、CEMP1、ASPSCR1、NAPSB、NAPSA、NLRP2、RHBDD3、FRMD6、TIMP3、ACVR1C、DNM1P46、KIR2DL4、USP9Y、ANKRD22、BCORP1、HMCN1、GPR63、BATF2、SLC22A1、AGRN、CKAP2L、IGSF10、HEXA-AS1、LOC728431、PDZK1IP1、NEGR1、KCNH8、CCR8、MME、ETV5、CXCL9、HBEGF、RANBP17、DDX43、C6orf164、C7orf50、NEFL、CDCA2、ALDH1A1、OLFM1、FADS3、SAC3D1、FZD4、RBPMS2、C15orf38、ST6GALNAC1、CHMP6、SKA1、CD209、SNAPC2、AXL、KIR2DL1、NTSR1、SEPT5、KAL1、PRRG1、XIST、RPS4Y1、ZFY、PRKY、TTTY15、DDX3Y、UTY、TXLNG2P、KDM5D、EIF1AY或FITM1。确定这些基因中的每一个基因的基因表达水平升高或降低，并基于这些基因表达水平计算出FRP评分。向临床医生报告了小于5的FRP评分，并建议最佳药物治疗(OMM)和/或姑息疗法(PC)。

从治疗已被诊断为患有心力衰竭的个体的临床医生那里获得另一份保存的血液样品。从血液中分离RNA并将其进行NanoString分析以测量以下基因的基因表达：RSG1、TPRA1、SAP25、MFSD3、FITM1、SPTBN5、CEMP1、ASPSCR1、NAPSB、NAPSA、NLRP2、RHBDD3、FRMD6、TIMP3、ACVR1C、DNM1P46、KIR2DL4、USP9Y、ANKRD22、BCORP1、HMCN1、GPR63、BATF2、SLC22A1、AGRN、CKAP2L、IGSF10、HEXA-AS1、LOC728431、PDZK1IP1、NEGR1、KCNH8、CCR8、MME、ETV5、CXCL9、HBEGF、RANBP17、DDX43、C6orf164、C7orf50、NEFL、CDCA2、ALDH1A1、OLFM1、FADS3、SAC3D1、FZD4、RBPMS2、C15orf38、ST6GALNAC1、CHMP6、SKA1、CD209、SNAPC2、AXL、KIR2DL1、NTSR1、SEPT5、KAL1、PRRG1、XIST、RPS4Y1、ZFY、PRKY、TTTY15、DDX3Y、UTY、TXLNG2P、KDM5D、EIF1AY或FITM1。确定这些基因中的每一个基因的基因表达水平升高或降低，并基于这些基因表达水平计算出FRP评分。向临床医生报告了为7的FRP评分，并建议利用机械循环支持(MCS)手术进行治疗。

实施例7：用于确定心力衰竭的治疗方案的试剂盒

个体表现出心力衰竭的临床症状，包括呼吸急促、过度疲劳和腿部肿胀。通过诊断测试(包括超声心动图、血液测试、心电图和胸X线胸片)确定该个体患有心力衰竭。从个体获得血液样品，并从血液样品中分离PBMC。获得试剂盒以用于从分离的PBMC中分离RNA。试剂盒还包含用于Nanostring分析以测量以下基因的基因表达的试剂：RSG1、TPRA1、SAP25、MFSD3、FITM1、SPTBN5、CEMP1、ASPSCR1、NAPSB、NAPSA、NLRP2、RHBDD3、FRMD6、TIMP3、ACVR1C、DNM1P46、KIR2DL4、USP9Y、ANKRD22、BCORP1、HMCN1、GPR63、BATF2、SLC22A1、AGRN、CKAP2L、IGSF10、HEXA-AS1、LOC728431、PDZK1IP1、NEGR1、KCNH8、CCR8、MME、ETV5、CXCL9、HBEGF、RANBP17、DDX43、C6orf164、C7orf50、NEFL、CDCA2、ALDH1A1、OLFM1、FADS3、SAC3D1、FZD4、RBPMS2、C15orf38、ST6GALNAC1、CHMP6、SKA1、CD209、SNAPC2、AXL、KIR2DL1、NTSR1、SEPT5、KAL1、PRRG1、XIST、RPS4Y1、ZFY、PRKY、TTTY15、DDX3Y、UTY、TXLNG2P、KDM5D、EIF1AY或FITM1。所述试剂盒包括确定这些基因中的每个基因的基因表达水平升高或降低的软件，并由软件基于这些基因表达水平计算出FRP评分。所述软件为个体分配小于5的FRP评分，并建议最佳药物治疗(OMM)和/或姑息疗法(PC)。

第二个体出现心力衰竭的临床症状，并且诊断测试证实该个体患有心力衰竭。从个体获得血液样品，并从血液样品中分离PBMC。获得试剂盒以用于从分离的PBMC中分离RNA。试剂盒还包含用于Nanostring分析以测量以下基因的基因表达的试剂：RSG1、TPRA1、SAP25、MFSD3、FITM1、SPTBN5、CEMP1、ASPSCR1、NAPSB、NAPSA、NLRP2、RHBDD3、FRMD6、TIMP3、ACVR1C、DNM1P46、KIR2DL4、USP9Y、ANKRD22、BCORP1、HMCN1、GPR63、BATF2、SLC22A1、AGRN、CKAP2L、IGSF10、HEXA-AS1、LOC728431、PDZK1IP1、NEGR1、KCNH8、CCR8、MME、ETV5、CXCL9、HBEGF、RANBP17、DDX43、C6orf164、C7orf50、NEFL、CDCA2、ALDH1A1、OLFM1、FADS3、SAC3D1、FZD4、RBPMS2、C15orf38、ST6GALNAC1、CHMP6、SKA1、CD209、SNAPC2、AXL、KIR2DL1、NTSR1、SEPT5、KAL1、PRRG1、XIST、RPS4Y1、ZFY、PRKY、TTTY15、DDX3Y、UTY、TXLNG2P、KDM5D、EIF1AY或FITM1。所述试剂盒包括确定这些基因中的每个基因的基因表达水平升高或降低的软件，并由软件基于这些基因表达水平计算出FRP评分。所述软件为所述个体分配为7的FRP评分，并建议利用机械循环支持(MCS)手术进行治疗。所述个体在手术中存活下来，并且心力衰竭的症状减轻。

在整个本申请中，引用了各种出版物。这些出版物的公开内容由此通过引用整体并入本申请中，以便更全面地描述本发明所属领域的技术水平。

本领域技术人员将理解，在前面的描述中公开的概念和特定实施方案可以容易地用作修改或设计用于实现本发明相同目的的其他实施方案的基础。本领域技术人员还将意识到，这些等效实施方案不脱离所附权利要求书中阐述的本发明的精神和范围。

序列表

<110> 加利福利亚大学董事会(The Regents of the University of California)

<120> 用于术前预测器官功能恢复的测定

<130> UCLA.253WOU2

<150> US 62/528,748

<151> 2017-07-05

<150> US 62/595,383

<151> 2017-12-06

<160> 10

<170> PatentIn 3.5版

<210> 1

<211> 19

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<220>

<223> 引物

<400> 1

ccactcctcc acctttgac 19

<210> 2

<211> 18

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<220>

<223> 引物

<400> 2

accctgttgc tgtagcca 18

<210> 3

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<220>

<223> 引物

<400> 3

acccactgcc tgtttctgtc 20

<210> 4

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<220>

<223> 引物

<400> 4

atcacagcat gcaggtgtct 20

<210> 5

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<220>

<223> 引物

<400> 5

caggacacct gggttcacac 20

<210> 6

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<220>

<223> 引物

<400> 6

ggttggactc gatgaagagg 20

<210> 7

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<220>

<223> 引物

<400> 7

aaaggcagct gaagaagcag 20

<210> 8

<211> 21

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<220>

<223> 引物

<400> 8

tctttttcca gagactcgtg c 21

<210> 9

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<220>

<223> 引物

<400> 9

ctcagccagg aaggattttg 20

<210> 10

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<220>

<223> 引物

<400> 10

tgataggctg cttggcagat 20

Claims (59)

1.一种测量获自受试者的外周血单核细胞(PBMC)的样品中的基因表达的方法，所述方法包括：

(a)测量样品中一组至少8个基因的表达水平，其中所述至少8个基因选自表2和表3中列出的那些；

(b)给所述样品分配功能恢复潜力(FRP)评分，所述评分在与从器官衰竭恢复相关的方向上反映测得的所述基因表达水平，其中所述FRP评分对应于相对于参考值的所述基因的组的测得的表达水平。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述受试者患有心力衰竭，并且其中所述方法还包括：

(c)当所述FRP评分低于参考值时，用最佳药物治疗(OMM)和/或姑息疗法(PC)治疗所述受试者，以及当所述FRP评分大于参考值时，转介所述受试者接受治疗，所述治疗采用机械循环支持(MCS)手术、心脏移植(HTx)手术、冠状动脉搭桥(CABG)手术、经皮冠状动脉介入术(PCI)、主动脉瓣置换(AVR)手术、二尖瓣置换(MVR)手术、经导管主动脉瓣置换术(TAVR)、经导管二尖瓣夹、室性心动过速消融术或星状神经节切除术。

3.如权利要求1或2的方法，其中测量10-75个基因的表达水平。

4.如权利要求1或2的方法，其中测量10-30个基因的表达水平。

5.如权利要求1或2的方法，其中测量10-15个基因的表达水平。

6.如权利要求1或2所述的方法，其中所述基因的组是表2中列出的所述基因中的至少10个，表3中列出的所述基因中的至少10个或表4中列出的所述基因中的至少10个，或包含选自表1A-1I中的每一个的一个基因。

7.如权利要求2-6中任一项所述的方法，其中所述FRP评分介于1(最低)与10(最高)之间，所述参考值为5.5，并且其中步骤(c)的所述治疗包括当所述FRP评分为5或更低时，用最佳药物治疗(OMM)和/或姑息疗法(PC)治疗所述受试者，以及当所述FRP评分为6至10时，用以下疗法治疗所述受试者：机械循环支持(MCS)手术、心脏移植(HTx)手术、冠状动脉搭桥(CABG)手术、经皮冠状动脉介入术(PCI)、主动脉瓣置换(AVR)手术、二尖瓣置换(MVR)手术、经导管主动脉瓣置换术(TAVR)、经导管二尖瓣夹、室性心动过速消融术或星状神经节切除术。

8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述测量包括聚合酶链式反应(PCR)、下一代测序(NGS)或其他基因表达谱分析测定。

9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，所述方法还包括测量一个或多个对照基因。

10.如权利要求2-9中任一项所述的方法，其中在用AdHF干预治疗之前1-3天进行所述测量。

11.如权利要求2-10中任一项所述的方法，其中所述受试者患有射血分数降低或射血分数保留的心力衰竭。

12.一种预测患有心力衰竭的患者的AdHF干预的结果的方法，所述方法包括执行权利要求1-11中任一项所述的方法，其中当所述FRP评分大于所述参考值时，预测到不良结果。

13.如权利要求12所述的方法，所述方法还包括当所述FRP评分小于所述参考值时，用OMM、PC、MCS、HTx或其他AdHF干预治疗所述受试者。

14.一种监测受试者的心力衰竭进展的方法，所述方法包括执行权利要求7-11中任一项所述的方法，其中当所述FRP评分相对于先前的测量减少了2时检测到进展。

15.如权利要求1-11中任一项所述的方法，其中所述参考值对应于在从心力衰竭和/或主要器官功能障碍中恢复的受试者中观察到的基因的组的表达水平。

16.如权利要求1-11中任一项所述的方法，其中使用在用AdHF干预治疗的患者人群中观察到的所述至少10个基因的术前和术后表达水平，基于表3所列的所述28个基因中的至少10个基因的线性判别分析测定所述FRP评分，其中通过根据所述线性判别分析对每个所述基因的贡献进行加权来调整所述FRP评分。

17.如权利要求16所述的方法，其中在治疗前1至3天获得所述术前表达水平。

18.如权利要求16或17所述的方法，其中在治疗后8天获得所述术后表达水平。

19.如权利要求16或17所述的方法，其中所述治疗是机械循环支持(MCS)手术、心脏移植(HTx)手术、冠状动脉搭桥(CABG)手术、经皮冠状动脉介入术(PCI)、主动脉瓣置换(AVR)手术、二尖瓣置换(MVR)手术、经导管主动脉瓣置换术(TAVR)、经导管二尖瓣夹、室性心动过速消融术或星状神经节切除术。

20.如权利要求8所述的方法，其中使用选自以下的一种或多种引物进行所述PCR：GAPDH-f:CCACTCCTCCACCTTTGAC(SEQ ID NO:1)；GAPDH-r:ACCCTGTTGCTGTAGCCA(SEQ IDNO:2)；KIR2DL4-f:ACCCACTGCCTGTTTCTGTC(SEQ ID NO:3)；KIR2DL4-r:ATCACAGCATGCAGGTGTCT(SEQ ID NO:4)；NAPSA-f:CAGGACACCTGGGTTCACAC(SEQ ID NO:5)；NAPSA-r:GGTTGGACTCGATGAAGAGG(SEQ ID NO:6)；BATF2-f:AAAGGCAGCTGAAGAAGCAG(SEQ IDNO:7)；BATF2-r:TCTTTTTCCAGAGACTCGTGC(SEQ ID NO:8)；ANKRD22-f:CTCAGCCAGGAAGGATTTTG(SEQ ID NO:9)；ANKRD22-r:TGATAGGCTGCTTGGCAGAT(SEQ ID NO:10)。

21.一种用计算机可执行指令编码的非暂时性计算机可读介质，所述指令用于执行权利要求1-20中任一项所述的方法。

22.一种体现至少一个程序的非暂时性计算机可读介质，所述程序在由包括至少一个处理器的计算设备执行时使所述计算设备执行权利要求1-20中任一项所述的方法。

23.如权利要求22所述的介质，其中所述至少一个程序包含用于使所述至少一个处理器执行所述方法的算法、指令或代码。

24.一种存储计算机可读算法、指令或代码的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机可读算法、指令或代码在由包括至少一个处理器的计算设备执行时引起或指示所述至少一个处理器执行权利要求1-20中任一项所述的方法。

25.一种治疗患有心力衰竭的受试者的方法，所述方法包括：

(a)测量样品中一组至少8个基因的表达水平，其中所述至少8个基因选自表2和表3中列出的那些；

(b)给所述样品分配介于1(最低)与10(最高)之间的功能恢复潜力(FRP)评分，所述评分在与从器官衰竭恢复相关的方向上反映测得的所述基因表达水平；以及

(c)当所述FRP评分为5或更低时，用最佳药物治疗(OMM)和/或姑息疗法(PC)治疗所述受试者，以及当所述FRP评分为6至10时，转介所述受试者接受治疗，所述治疗采用机械循环支持(MCS)手术、心脏移植(HTx)手术、冠状动脉搭桥(CABG)手术、经皮冠状动脉介入术(PCI)、主动脉瓣置换(AVR)手术、二尖瓣置换(MVR)手术、经导管主动脉瓣置换术(TAVR)、经导管二尖瓣夹、室性心动过速消融术或星状神经节切除术。

26.如权利要求25所述的方法，其中所述基因的组是BATF2、AGRN、ANKRD22、DNM1P46、FRMD6、KIR2DL4、BCORP1、SAP25、NAPSA、HEXA-AS1、TIMP3和RHBDD3。

27.一种用于开发功能恢复潜力(FRP)评分算法的方法，所述算法可预测受试者从器官衰竭的医学干预中恢复的能力，所述方法包括：

(a)使用在从用器官衰竭的医学干预治疗的患者人群中获得的PBMC样品中观察到的所述至少10个基因的干预前和干预后表达水平，获得表3中所列所述的28个基因中的至少10个基因的表达水平；

(b)对(a)中获得的所述表达水平进行线性判别分析，以将所述PBMC样品分类为组I(干预后改善)或组II(未改善)；

(c)估计每种基因表达水平对将所述样品分为组I或组II的效应量；

(d)通过根据所述效应量对每个所述基因的贡献进行加权来调整所述FRP评分算法。

28.如权利要求27所述的方法，其中所述医学干预是手术。

29.如权利要求27所述的方法，其中所述医学干预是采用机械循环支持(MCS)手术、心脏移植(HTx)手术、冠状动脉搭桥(CABG)手术、经皮冠状动脉介入术(PCI)、主动脉瓣置换(AVR)手术、二尖瓣置换(MVR)手术、经导管主动脉瓣置换术(TAVR)、经导管二尖瓣夹、室性心动过速消融术或星状神经节切除术的治疗。

30.一种治疗个体的方法，所述方法包括：

(i)接收来自所述个体的样品；

(ii)测定所述样品中至少一个基因中的基因表达水平，所述基因包括：RSG1、TPRA1、SAP25、MFSD3、FITM1、SPTBN5、CEMP1、ASPSCR1、NAPSB、NAPSA、NLRP2、RHBDD3、FRMD6、TIMP3、ACVR1C、DNM1P46、KIR2DL4、USP9Y、ANKRD22、BCORP1、HMCN1、GPR63、BATF2、SLC22A1、AGRN、CKAP2L、IGSF10、HEXA-AS1、LOC728431、PDZK1IP1、NEGR1、KCNH8、CCR8、MME、ETV5、CXCL9、HBEGF、RANBP17、DDX43、C6orf164、C7orf50、NEFL、CDCA2、ALDH1A1、OLFM1、FADS3、SAC3D1、FZD4、RBPMS2、C15orf38、ST6GALNAC1、CHMP6、SKA1、CD209、SNAPC2、AXL、KIR2DL1、NTSR1、SEPT5、KAL1、PRRG1、XIST、RPS4Y1、ZFY、PRKY、TTTY15、DDX3Y、UTY、TXLNG2P、KDM5D、EIF1AY或FITM1；以及

(iii)基于所述基因表达水平向所述个体提供治疗。

31.如权利要求30所述的方法，其中所述样品包括血液、尿液、痰、毛发或皮肤。

32.如权利要求30所述的方法，其中所述基因表达水平是所述至少一个基因的表达相对于预期表达水平值的增加或减少。

33.如权利要求30所述的方法，其中所测定的所述样品中的所述基因表达水平是2个基因的表达水平，所述基因包括RSG1、TPRA1、SAP25、MFSD3、FITM1、SPTBN5、CEMP1、ASPSCR1、NAPSB、NAPSA、NLRP2、RHBDD3、FRMD6、TIMP3、ACVR1C、DNM1P46、KIR2DL4、USP9Y、ANKRD22、BCORP1、HMCN1、GPR63、BATF2、SLC22A1、AGRN、CKAP2L、IGSF10、HEXA-AS1、LOC728431、PDZK1IP1、NEGR1、KCNH8、CCR8、MME、ETV5、CXCL9、HBEGF、RANBP17、DDX43、C6orf164、C7orf50、NEFL、CDCA2、ALDH1A1、OLFM1、FADS3、SAC3D1、FZD4、RBPMS2、C15orf38、ST6GALNAC1、CHMP6、SKA1、CD209、SNAPC2、AXL、KIR2DL1、NTSR1、SEPT5、KAL1、PRRG1、XIST、RPS4Y1、ZFY、PRKY、TTTY15、DDX3Y、UTY、TXLNG2P、KDM5D、EIF1AY或FITM1。

34.如权利要求30所述的方法，其中为所述基因表达水平分配评分，并且其中基于所述评分测定所述治疗。

35.如权利要求34所述的方法，其中所述评分包括功能恢复潜力(FRP)评分。

36.如权利要求35所述的方法，其中基于对包含多个个体的已知基因表达水平和已知FRP评分的数据的线性判别分析来测定所述评分。

37.如权利要求36所述的方法，其中所述治疗选自机械循环支持(MCS)手术、心脏移植(HTx)手术、冠状动脉搭桥(CABG)手术、经皮冠状动脉介入术(PCI)、主动脉瓣置换(AVR)手术、二尖瓣置换(MVR)手术、经导管主动脉瓣置换术(TAVR)、经导管二尖瓣夹、室性心动过速消融术或星状神经节切除术。

38.如权利要求37所述的方法，其中所述基因表达水平是通过聚合酶链式反应(PCR)、下一代测序(NGS)或其他基因表达测定平台测定的水平。

39.如权利要求38所述的方法，其中使用选自以下的至少一种引物进行所述PCR：GAPDH-f:CCACTCCTCCACCTTTGAC(SEQ ID NO:1)；GAPDH-r:ACCCTGTTGCTGTAGCCA(SEQ IDNO:2)；KIR2DL4-f:ACCCACTGCCTGTTTCTGTC(SEQ ID NO:3)；KIR2DL4-r:ATCACAGCATGCAGGTGTCT(SEQ ID NO:4)；NAPSA-f:CAGGACACCTGGGTTCACAC(SEQ ID NO:5)；NAPSA-r:GGTTGGACTCGATGAAGAGG(SEQ ID NO:6)；BATF2-f:AAAGGCAGCTGAAGAAGCAG(SEQ IDNO:7)；BATF2-r:TCTTTTTCCAGAGACTCGTGC(SEQ ID NO:8)；ANKRD22-f:CTCAGCCAGGAAGGATTTTG(SEQ ID NO:9)；ANKRD22-r:TGATAGGCTGCTTGGCAGAT(SEQ ID NO:10)。

40.一种计算机实现的***，所述***包括：

(a)样品接收器，用于接收由个体提供的样品；

(b)数字处理设备，其包括被配置为执行可执行指令的操作***和存储器；

(c)计算机程序，其包括可由所述数字处理设备执行以基于所述样品向医疗保健提供者提供治疗的指令，所述计算机程序包括：

(i)基因分析模块，其被配置为测定所述样品中至少一个基因中的基因表达水平，所述基因包括：RSG1、TPRA1、SAP25、MFSD3、FITM1、SPTBN5、CEMP1、ASPSCR1、NAPSB、NAPSA、NLRP2、RHBDD3、FRMD6、TIMP3、ACVR1C、DNM1P46、KIR2DL4、USP9Y、ANKRD22、BCORP1、HMCN1、GPR63、BATF2、SLC22A1、AGRN、CKAP2L、IGSF10、HEXA-AS1、LOC728431、PDZK1IP1、NEGR1、KCNH8、CCR8、MME、ETV5、CXCL9、HBEGF、RANBP17、DDX43、C6orf164、C7orf50、NEFL、CDCA2、ALDH1A1、OLFM1、FADS3、SAC3D1、FZD4、RBPMS2、C15orf38、ST6GALNAC1、CHMP6、SKA1、CD209、SNAPC2、AXL、KIR2DL1、NTSR1、SEPT5、KAL1、PRRG1、XIST、RPS4Y1、ZFY、PRKY、TTTY15、DDX3Y、UTY、TXLNG2P、KDM5D、EIF1AY或FITM1；以及

(ii)治疗确定模块，其被配置为基于所述基因表达水平来确定所述治疗；以及

(iii)显示模块，其被配置为向所述医疗保健提供者提供所述治疗。

41.如权利要求40所述的***，其中所述样品包括血液、尿液、痰、毛发或皮肤。

42.如权利要求40所述的***，其中所述基因表达水平是所述至少一个基因的表达相对于预期表达水平值的增加或减少。

43.如权利要求40所述的***，其中所测定的所述样品中的所述基因表达水平是2个基因的表达水平，所述基因包括RSG1、TPRA1、SAP25、MFSD3、FITM1、SPTBN5、CEMP1、ASPSCR1、NAPSB、NAPSA、NLRP2、RHBDD3、FRMD6、TIMP3、ACVR1C、DNM1P46、KIR2DL4、USP9Y、ANKRD22、BCORP1、HMCN1、GPR63、BATF2、SLC22A1、AGRN、CKAP2L、IGSF10、HEXA-AS1、LOC728431、PDZK1IP1、NEGR1、KCNH8、CCR8、MME、ETV5、CXCL9、HBEGF、RANBP17、DDX43、C6orf164、C7orf50、NEFL、CDCA2、ALDH1A1、OLFM1、FADS3、SAC3D1、FZD4、RBPMS2、C15orf38、ST6GALNAC1、CHMP6、SKA1、CD209、SNAPC2、AXL、KIR2DL1、NTSR1、SEPT5、KAL1、PRRG1、XIST、RPS4Y1、ZFY、PRKY、TTTY15、DDX3Y、UTY、TXLNG2P、KDM5D、EIF1AY或FITM1。

44.如权利要求40所述的***，其中为所述基因表达水平分配评分，并且其中基于所述评分确定所述治疗。

45.如权利要求44所述的***，其中所述评分包括功能恢复潜力(FRP)评分。

46.如权利要求45所述的***，其中基于对包含多个个体的已知基因表达水平和已知FRP评分的数据的线性判别分析来测定所述评分。

47.如权利要求46所述的***，其中所述治疗选自机械循环支持(MCS)手术、心脏移植(HTx)手术、冠状动脉搭桥(CABG)手术、经皮冠状动脉介入术(PCI)、主动脉瓣置换(AVR)手术、二尖瓣置换(MVR)手术、经导管主动脉瓣置换术(TAVR)、经导管二尖瓣夹、室性心动过速消融术或星状神经节切除术。

48.如权利要求47所述的***，其中所述基因表达水平是通过聚合酶链式反应(PCR)、下一代测序(NGS)或其他基因表达谱分析平台测定的水平。

49.如权利要求48所述的***，其中使用选自以下的至少一种引物进行所述PCR：GAPDH-f:CCACTCCTCCACCTTTGAC(SEQ ID NO:1)；GAPDH-r:ACCCTGTTGCTGTAGCCA(SEQ IDNO:2)；KIR2DL4-f:ACCCACTGCCTGTTTCTGTC(SEQ ID NO:3)；KIR2DL4-r:ATCACAGCATGCAGGTGTCT(SEQ ID NO:4)；NAPSA-f:CAGGACACCTGGGTTCACAC(SEQ ID NO:5)；NAPSA-r:GGTTGGACTCGATGAAGAGG(SEQ ID NO:6)；BATF2-f:AAAGGCAGCTGAAGAAGCAG(SEQ IDNO:7)；BATF2-r:TCTTTTTCCAGAGACTCGTGC(SEQ ID NO:8)；ANKRD22-f:CTCAGCCAGGAAGGATTTTG(SEQ ID NO:9)；ANKRD22-r:TGATAGGCTGCTTGGCAGAT(SEQ ID NO:10)。

50.一种用计算机程序编码的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机程序包括可由处理器执行以使处理器执行以下操作的指令：

(i)测定所述样品中至少一个基因中的基因表达水平，所述基因包括RSG1、TPRA1、SAP25、MFSD3、FITM1、SPTBN5、CEMP1、ASPSCR1、NAPSB、NAPSA、NLRP2、RHBDD3、FRMD6、TIMP3、ACVR1C、DNM1P46、KIR2DL4、USP9Y、ANKRD22、BCORP1、HMCN1、GPR63、BATF2、SLC22A1、AGRN、CKAP2L、IGSF10、HEXA-AS1、LOC728431、PDZK1IP1、NEGR1、KCNH8、CCR8、MME、ETV5、CXCL9、HBEGF、RANBP17、DDX43、C6orf164、C7orf50、NEFL、CDCA2、ALDH1A1、OLFM1、FADS3、SAC3D1、FZD4、RBPMS2、C15orf38、ST6GALNAC1、CHMP6、SKA1、CD209、SNAPC2、AXL、KIR2DL1、NTSR1、SEPT5、KAL1、PRRG1、XIST、RPS4Y1、ZFY、PRKY、TTTY15、DDX3Y、UTY、TXLNG2P、KDM5D、EIF1AY或FITM1；以及

(ii)基于所述基因表达水平向所述个体提供治疗建议。

51.如权利要求50所述的存储介质，其中所述样品包括血液、尿液、痰、毛发或皮肤。

52.如权利要求50所述的存储介质，其中所述基因表达水平是所述至少一个基因的表达相对于预期表达水平值的增加或减少。

53.如权利要求50所述的存储介质，其中所测定的所述样品中的所述基因表达水平是2个基因的表达水平，所述基因包括RSG1、TPRA1、SAP25、MFSD3、FITM1、SPTBN5、CEMP1、ASPSCR1、NAPSB、NAPSA、NLRP2、RHBDD3、FRMD6、TIMP3、ACVR1C、DNM1P46、KIR2DL4、USP9Y、ANKRD22、BCORP1、HMCN1、GPR63、BATF2、SLC22A1、AGRN、CKAP2L、IGSF10、HEXA-AS1、LOC728431、PDZK1IP1、NEGR1、KCNH8、CCR8、MME、ETV5、CXCL9、HBEGF、RANBP17、DDX43、C6orf164、C7orf50、NEFL、CDCA2、ALDH1A1、OLFM1、FADS3、SAC3D1、FZD4、RBPMS2、C15orf38、ST6GALNAC1、CHMP6、SKA1、CD209、SNAPC2、AXL、KIR2DL1、NTSR1、SEPT5、KAL1、PRRG1、XIST、RPS4Y1、ZFY、PRKY、TTTY15、DDX3Y、UTY、TXLNG2P、KDM5D、EIF1AY或FITM1。

54.如权利要求50所述的存储介质，其中为所述基因表达水平分配评分，并且其中基于所述评分确定所述治疗。

55.如权利要求50所述的存储介质，其中所述评分包括功能恢复潜力(FRP)评分。

56.如权利要求55所述的存储介质，其中基于对包含多个个体的已知基因表达水平和已知FRP评分的数据的线性判别分析来测定所述评分。

57.如权利要求56所述的存储介质，其中所述治疗选自机械循环支持(MCS)手术、心脏移植(HTx)手术、冠状动脉搭桥(CABG)手术、经皮冠状动脉介入术(PCI)、主动脉瓣置换(AVR)手术、二尖瓣置换(MVR)手术、经导管主动脉瓣置换术(TAVR)、经导管二尖瓣夹、室性心动过速消融术或星状神经节切除术。

58.如权利要求57所述的存储介质，其中所述基因表达水平是通过聚合酶链式反应(PCR)、下一代测序(NGS)或其他基因表达谱分析测定法所测定的水平。

59.如权利要求58所述的存储介质，其中使用选自以下的至少一种引物进行所述PCR：GAPDH-f:CCACTCCTCCACCTTTGAC(SEQ ID NO:1)；GAPDH-r:ACCCTGTTGCTGTAGCCA(SEQ IDNO:2)；KIR2DL4-f:ACCCACTGCCTGTTTCTGTC(SEQ ID NO:3)；KIR2DL4-r:ATCACAGCATGCAGGTGTCT(SEQ ID NO:4)；NAPSA-f:CAGGACACCTGGGTTCACAC(SEQ ID NO:5)；NAPSA-r:GGTTGGACTCGATGAAGAGG(SEQ ID NO:6)；BATF2-f:AAAGGCAGCTGAAGAAGCAG(SEQ IDNO:7)；BATF2-r:TCTTTTTCCAGAGACTCGTGC(SEQ ID NO:8)；ANKRD22-f:CTCAGCCAGGAAGGATTTTG(SEQ ID NO:9)；ANKRD22-r:TGATAGGCTGCTTGGCAGAT(SEQ ID NO:10)。

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