中性粒细胞功能失调区分了基于生物标志物的儿童脓毒性休克死亡风险分层：来自加权基因共表达网络和转录组分析的见解

《Frontiers in Immunology》：Neutrophil dysregulation differentiates pediatric septic shock biomarker-based mortality-risk strata: insights from weighted gene co-expression network and transcriptomic analyses

儿童脓毒症高死亡风险组通过转录组学分析显示中性粒细胞发育异常驱动过度炎症和免疫抑制，关键转录因子包括LTF、FOXM1、KLF1和CEBPB。

　　这项研究聚焦于儿童脓毒症休克患者的分子机制，特别是那些在PERSEVERE-II模型中被归类为高死亡风险的患者。脓毒症作为一种复杂的全身性炎症反应综合征，长期以来是全球儿童死亡的主要原因之一。尽管已有多种生物标志物模型被开发用于预测脓毒症患者的死亡风险，但其背后的分子机制仍未完全明确。因此，本研究通过分析全血转录组数据，旨在揭示高风险患者中与死亡相关的分子特征，并探索可能的治疗靶点。

研究团队收集了81名患有脓毒症休克的儿童在符合研究标准的第一天的全血样本，这些样本随后被用于转录组分析。患者根据PERSEVERE-II模型被分为高风险组（24人）和低风险组（57人）。研究采用加权基因共表达网络分析（WGCNA）和差异基因表达分析等方法，以识别与死亡风险相关的分子通路和转录因子（TFs）。此外，通过计算工具CIBERSORTx以及参考的单细胞数据集，研究还评估了不同细胞类型在高风险患者中的比例差异，进一步揭示了免疫系统在脓毒症中的动态变化。

研究发现，高风险患者表现出与中性粒细胞脱颗粒和先天免疫反应相关的基因显著上调，同时适应性免疫反应相关基因则被抑制。这种免疫系统的不平衡可能是导致高死亡风险的重要因素。特别是，研究指出高风险患者中未成熟中性粒细胞的比例较高，这表明紧急粒细胞生成（emergency granulopoiesis）在疾病进展中发挥了关键作用。中性粒细胞的过度生成与激活可能导致了过度的炎症反应，从而加剧了脓毒症休克的严重性。这些发现与以往研究中提出的观点一致，即未成熟中性粒细胞和紧急粒细胞生成与不良预后密切相关。

在转录因子分析方面，研究识别出多个关键的调控因子，如LTF、FOXM1、KLF1和CEBPB。这些转录因子被认为与高风险患者的基因表达模式存在显著关联。例如，LTF（乳铁蛋白）是一种铁结合糖蛋白，参与免疫防御，调节氧化细胞功能并维持组织完整性。FOXM1和KLF1则分别与DNA损伤反应和先天免疫激活有关，而CEBPB则被证实是紧急粒细胞生成的重要调控因子。这些转录因子的识别为理解脓毒症休克的分子机制提供了新的视角，并可能成为未来治疗干预的潜在靶点。

值得注意的是，尽管PERSEVERE-II模型已被广泛验证并用于临床风险分层，但其分子基础仍需进一步探索。本研究通过整合基因表达数据和单细胞参考数据，不仅揭示了高风险患者中免疫系统的异常状态，还为个体化治疗策略的制定提供了依据。例如，针对中性粒细胞异常的调控，可以通过干预相关转录因子或基因通路来减轻炎症反应，从而改善患者的预后。

然而，研究也指出了其局限性。首先，样本量相对较小，这可能影响结果的普遍适用性，因此需要在更大的数据集中进行验证。其次，仅基于单一血液样本进行分析，可能无法全面反映疾病过程中基因表达的动态变化。此外，基因表达的变化并不一定直接对应蛋白质水平的变化，因此整合蛋白质组学数据可能有助于更准确地揭示因果关系。最后，研究中使用的单细胞数据来自成人，而儿童在脓毒症反应上可能存在显著差异，因此需要进一步使用儿童特异性数据来验证相关发现。

本研究的结果强调了中性粒细胞在脓毒症休克中的核心作用。高风险患者中未成熟中性粒细胞的增加不仅与免疫系统的异常激活有关，还可能与宿主对感染的反应模式密切相关。同时，适应性免疫系统的抑制进一步加剧了炎症反应的失控，这可能是导致高死亡率的关键因素。这些发现表明，脓毒症休克的高风险患者可能存在一种以中性粒细胞为主导的病理状态，即炎症反应的过度激活与免疫系统调节能力的下降并存。

未来的研究方向可能包括深入探讨这些转录因子在脓毒症中的具体作用机制，以及开发针对这些靶点的新型治疗策略。例如，通过调控LTF、FOXM1、KLF1或CEBPB的表达水平，可能有助于恢复免疫系统的平衡，从而降低高风险患者的死亡率。此外，进一步的研究可以关注如何利用这些分子标志物进行早期干预，以改善脓毒症休克患者的临床结局。

总的来说，本研究通过多维度的分析方法，揭示了儿童脓毒症休克患者中高死亡风险的分子特征，为理解脓毒症的病理生理机制提供了重要的依据。这些发现不仅有助于进一步完善现有的风险分层模型，还可能为开发新的治疗策略提供新的思路。未来，随着更多数据的积累和更先进的分析技术的应用，我们有望更全面地揭示脓毒症休克的分子机制，并为高风险患者提供更加精准的干预手段。