血清AGP-1-Lex糖型可反映患者入住重症监护病房后败血症休克的存活情况

《Molecular & Cellular Proteomics》：Serum AGP-1-Lex glycoforms report on survivorship of patients with septic shock upon admission to intensive care unit

脓毒症休克患者通过血清Lewis X型糖基化α-1-酸性糖蛋白（AGP-1）动态监测，结合糖组学与糖蛋白组学技术，发现ICU第1天非存活组AGP-1-LeX糖形式显著升高（AUC 0.90），随机森林模型准确预测生存率（94.6%）。研究为早期风险分层提供新生物标志物。

　　本研究聚焦于一种严重的临床状况——脓毒症休克（septic shock），这是一种由于病原体感染引发的过度免疫反应所导致的危及生命的疾病。全球范围内，脓毒症休克约占所有死亡病例的20%，并且每年给全球医疗系统带来约300亿美元的经济损失。目前，诊断和预后评估工具仍然存在显著不足，如诊断过程过于缓慢、缺乏特异性以及对病情的敏感性较低，这限制了及时和有效的治疗决策。因此，迫切需要开发新的生物标志物策略，以捕捉宿主对感染的动态反应，并准确反映患者的健康状态。鉴于糖基化（glycosylation）在疾病过程中表现出的结构变化和与宿主反应的关联性，本研究采用糖组学（glycomics）和糖蛋白组学（glycoproteomics）技术，对来自脓毒症休克幸存者和非幸存者的血清样本进行纵向分析，以识别能够区分患者预后的糖基化特征。

研究团队从澳大利亚皇家阿德莱德医院（Royal Adelaide Hospital, RAH）收集了来自37名脓毒症休克患者的血清样本，这些患者在入院时（ICU day 1）和随后的每日采样（直至康复或死亡）均被纳入分析。研究结果显示，血清中的N-糖组（N-glycome）在两个患者群体中均表现出显著的动态变化。通过对入院时（ICU day 1）的血清N-糖组进行无监督聚类分析，发现幸存者和非幸存者之间存在特定的糖基化特征。基于此，研究团队采用机器学习方法，建立了一个随机森林模型，该模型利用血清N-糖组数据，成功预测了35/37名患者的生存结局（准确率94.6%），其中29名幸存者全部被正确识别（特异性100%），6名非幸存者也被正确识别（敏感性75%）。这表明，通过分析糖基化特征，可以有效区分脓毒症休克患者的不同预后。

进一步分析显示，Lewis x（Le^x）型N-糖基化在非幸存者中显著升高，这一发现被糖蛋白组学数据所验证。研究团队还发现，除了Le^x型糖基化外，还有58种其他含Le^x的血清糖蛋白，这些糖蛋白与急性期反应和应激通路密切相关。其中，α-1酸性糖蛋白（alpha-1-acid glycoprotein, AGP-1）被确认为Le^x糖基化特征的主要载体，其AUC值达到0.90，显示出较高的预测价值。这项研究为脓毒症休克患者的预后分层提供了基础，揭示了易于检测的AGP-1-Le^x糖基化形式，这些形式能够识别在ICU入院时已处于不良预后状态的个体，并有望在床边实现早期个性化临床干预。

脓毒症是一种由病原体感染引发的过度免疫反应，常常演变为危及生命的脓毒症休克。尽管脓毒症和脓毒症休克对全球健康构成了重大挑战，但在过去二十年中，早期诊断、风险分层和个性化治疗策略的进展仍然有限。临床管理中的关键挑战之一是缺乏可靠的生物标志物，这些标志物能够迅速而准确地反映个体患者的疾病进程。目前的诊断方法，包括基于培养的病原体识别和非特异性的炎症标志物，往往过于缓慢或不敏感，难以支持及时的临床决策。此外，现有的预后工具缺乏足够的特异性，无法有效指导个性化治疗，尤其是在ICU入院后的前24小时内，这是干预最可能产生积极影响的时期。

糖基化，即糖链与蛋白质共价结合的过程，已成为一种有前景但尚未充分利用的生物标志物来源。糖基化是蛋白质的一种常见修饰形式，其结构在生理状态变化和多种疾病条件下会发生显著变化，包括脓毒症和脓毒症休克。血清中的糖蛋白，如AGP-1和免疫球蛋白，是急性期反应的关键介质，其糖基化结构在系统性刺激下会受到严格调控。由于血清是一种易于获取的临床生物样本，且在ICU中通过中心静脉导管常规采集，因此基于糖基化的诊断方法可以与现有的临床流程相兼容。近年来，高分辨率质谱（MS）和数据分析技术的进步，使得对血清糖基化的全面分析成为可能，具有高灵敏度、高精确度和高通量的特点。此外，糖组学和糖蛋白组学技术的改进，使得在复杂的生物样本如血清中绘制糖基化图谱成为可能，从而提供了系统性的糖基结构信息及其蛋白质载体和特定多肽连接位点的细节。

研究团队发现，在脓毒症休克患者中，血清N-糖基化存在显著变化，这些变化不仅反映了疾病的进程，还可能预示患者的预后。在糖蛋白组学分析中，AGP-1作为主要的Le^x糖基化载体，其糖基化形式在非幸存者中显著升高，这一发现进一步支持了AGP-1-Le^x糖基化形式在脓毒症休克预后评估中的重要性。研究还发现，AGP-1的水平在脓毒症休克患者中普遍升高，但其糖基化模式的差异更为关键，这可能反映了不同组织来源的AGP-1在糖基化上的差异，从而影响其功能表现。AGP-1-Le^x糖基化形式的升高可能干扰白细胞的迁移，影响其在炎症部位的聚集和免疫功能的发挥，进而可能导致不良预后。

尽管本研究的主要目标是建立血清N-糖基化与脓毒症休克预后之间的稳健关联，而非揭示具体的分子机制，但其结果仍为未来的机制研究提供了重要线索。例如，AGP-1-Le^x糖基化形式可能通过竞争性结合内皮细胞上的E-选择素和P-选择素，干扰白细胞的外渗过程，从而影响免疫反应。然而，由于本研究的样本量较小，且患者群体存在显著的异质性（包括年龄、性别、BMI、感染源、治疗方案和合并症的差异），这些因素可能独立于临床轨迹影响糖基化，进而干扰预后相关的关联分析。因此，未来的研究需要更大规模的前瞻性分层队列，以验证这些糖基化特征的普遍适用性和临床价值。

此外，研究还指出，血清中的糖基化特征可能受到输血等治疗措施的影响。尽管本研究中大部分输血量为白蛋白（一种缺乏N-糖基化的血浆成分），不会显著干扰血清N-糖基化分析，但其他血浆成分如新鲜冰冻血浆（FFP）可能含有N-糖基化蛋白，影响测量结果。因此，未来的研究需要考虑不同治疗方案对糖基化特征的影响，以确保结果的准确性和可重复性。

总的来说，本研究通过整合糖组学和糖蛋白组学技术，揭示了血清N-糖基化在脓毒症休克患者预后评估中的潜力。研究发现，AGP-1-Le^x糖基化形式能够有效区分非幸存者和幸存者，这为脓毒症休克的早期个性化管理提供了新的视角。未来的研究需要进一步探索其他糖基化形式（如O-糖基化、糖鞘脂和糖胺聚糖）在脓毒症休克中的作用，以全面理解宿主对感染的反应机制。同时，扩大样本量和多中心研究将有助于验证这些糖基化特征的普遍适用性，并推动其在临床实践中的应用。