揭秘川崎病:蛋白质组学挖掘早期诊断 “新钥匙”,开启精准医疗新征程

【字体: 时间:2025年02月22日 来源:Italian Journal of Pediatrics 3.2

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  为解决川崎病(KD)早期诊断难题,福建研究人员开展血清蛋白质组学研究。结果发现 C6、C3 和 A1AT 可能是早期诊断和监测 KD 的生物标志物。推荐阅读,助您了解 KD 研究新进展,探索疾病诊断和治疗新方向。

  
川崎病(Kawasaki disease,KD)是一种主要侵袭 5 岁以下儿童的常见全身性血管炎。它就像一个隐藏在暗处的 “小恶魔”,悄无声息地威胁着孩子们的健康。要是没能及时诊断和治疗,KD 可能引发冠状动脉病变(CAL)、动脉瘤等严重并发症,成为这个年龄段儿童后天性心脏病的主要诱因。

KD 的症状十分 “狡猾”,早期主要表现为发热,和其他常见的发热疾病症状相似,这就导致它很容易被误诊。特别是不完全性 KD,由于临床表现不明显,诊断起来更是困难重重。目前,虽然对 KD 开展了大量研究,但它的具体发病机制依旧是个 “未解之谜”,这无疑给诊断和治疗带来了巨大挑战。

为了攻克这些难题,来自福建的研究人员在《BMC Pediatrics》期刊上发表了题为 “Proteomic analysis of serum reveals potential biomarkers for early diagnosis of Kawasaki disease” 的论文。研究人员通过对血液样本进行蛋白质组学分析,试图找出能够早期诊断 KD 的潜在生物标志物,同时深入探索疾病背后的分子机制。最终,他们发现补体成分 6(C6)、补体成分 3(C3)和 α1 - 抗胰蛋白酶(A1AT)可能是早期诊断和监测 KD 的新型生物标志物,这一发现为 KD 的发病机制研究提供了新的方向,也为临床应用指明了潜在的靶点。

在这项研究中,研究人员主要运用了蛋白质组学分析技术,具体包括样本处理、质谱分析以及生物信息学分析等关键步骤。通过这些技术,他们对不同组别的血清样本进行了详细的分析,从而揭示出蛋白质表达的差异以及相关的生物学信息。

研究人员为了深入探究 KD 的奥秘,精心挑选了三组研究对象。急性 KD 患儿(20 名)组成了 CQG 组;年龄匹配的因细菌感染而发热的儿童(20 名)作为感染对照组(C 组);8 名 KD 康复儿童则被归为 CQBC 组。他们严格按照 2017 年美国心脏协会(AHA)的指南来诊断 KD,同时仔细审查了参与者的病历,涵盖年龄、性别、临床表现、血常规指标和血清生化指标等多方面信息。

在蛋白质组学分析过程中,研究人员采集了孩子们的空腹静脉血样本。对于 KD 患儿,在静脉注射免疫球蛋白(IVIG)治疗前后 48 小时内采集;感染对照组的样本则在入院 48 小时内收集。经过一系列复杂的处理,如去除血浆中常见蛋白质、分离高低丰度蛋白质、酶解、脱盐浓缩等,接着使用质谱仪对样本进行分析,最后运用专业软件和数据库来识别蛋白质并分析数据。

研究结果令人眼前一亮,首先,三组孩子在很多方面都存在明显差异。在症状方面,结膜充血、皮疹、唇干裂、淋巴结肿大、四肢变化等症状的出现概率在三组间各不相同;在血液指标上,血小板计数、红细胞沉降率、血清钠、血清氯和丙氨酸转氨酶的平均水平也有显著差异。不过,性别和年龄在三组间并没有表现出统计学上的差异。

接着,研究人员在 CQG/C 组的研究中发现了不少有趣的现象。通过亚细胞定位研究,他们发现大多数差异表达蛋白(105 个)主要存在于细胞外空间,就像一个个 “小卫士” 在细胞外发挥着作用。进一步筛选后,找到了 92 个上调蛋白和 101 个下调蛋白。其中,补体成分 3(C3)显著上调,它在免疫调节、内皮修复和 KD 病理生理过程中都扮演着重要角色,这表明它有可能成为区分 KD 急性期和恢复期的 “小帮手”。层次聚类分析还发现了 α1 - 抗胰蛋白酶等潜在的临床标志物,它对血管修复有着重要意义。对这些差异表达蛋白进行功能分析后,研究人员发现它们主要参与细胞对刺激的反应、生物调节等生物学过程,并且 KEGG 通路富集分析显示,AMPK 信号通路在 CQG 组中受到显著影响,这一通路与内皮功能、炎症消退和血管修复密切相关,暗示着它可能成为治疗 KD 的新靶点。

在 CQBC/CQG 组的研究中,研究人员同样有新发现。亚细胞定位显示,591 个差异表达蛋白主要分布在细胞外空间。在这一组中,有 537 个蛋白上调,231 个蛋白下调。通过功能分析,发现这些蛋白与 Sushi 重复、低密度脂蛋白受体 A 类结构域等相关,并且 KEGG 通路分析表明 PI3K - Akt 信号通路发生了改变,该通路在血管炎症和修复中起着关键作用,与 KD 中冠状动脉病变(CAL)的发展紧密相关,也为治疗 KD 提供了潜在的治疗靶点。

研究人员还把 CQG/C 组和 CQBC/CQG 组的研究结果结合起来分析,找到了 56 个在两组中表达变化相反的差异表达蛋白。GO 富集分析发现这些蛋白参与肽酶调节、内肽酶抑制等活动,KEGG 通路分析则确定补体和凝血级联是关键通路,补体成分 6(C6)、补体成分 3(C3)和 α1 - 抗胰蛋白酶在其中发挥了重要作用,它们很可能成为临床区分不同类型 KD(如完全性和不完全性 KD、CAL 阳性和 CAL 阴性病例、KDSS 与反应性 KD 病例)的潜在生物标志物。

总的来说,这项研究成果意义重大。它为我们理解 KD 的发病机制打开了一扇新的窗户,让我们对这种疾病有了更深入的认识。研究发现的潜在生物标志物,尤其是 C3、C6 和 A1AT,有可能帮助医生更早地发现 KD,特别是那些症状不典型的病例。而且,研究中涉及的 AMPK、PI3K - Akt 以及补体和凝血级联等信号通路,为开发新的治疗方法提供了潜在靶点。不过,目前这些研究成果还需要进一步验证。研究人员表示,未来需要在更大规模、多中心的研究中对这些生物标志物进行验证,探索它们在常规诊断和治疗策略中的实际应用价值。相信在不久的将来,随着研究的不断深入,我们能够更好地应对 KD,为孩子们的健康保驾护航。

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