炎症蛋白生物标志物:预测成人肺结核不同亚型的新希望

【字体: 时间:2025年04月02日 来源:Inflammation Research 4.8

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  为解决传统结核病(TB)诊断方法的局限性,北京胸科医院等研究人员开展了 “Identification of inflammatory protein biomarkers for predicting the different subtype of adult with tuberculosis: an Olink proteomic study” 主题研究。结果发现多种炎症相关蛋白可区分 TB 不同亚型,这为 TB 诊断和治疗提供新方向。

  在全球健康的版图上,结核病(Tuberculosis,TB)犹如一颗顽固的 “毒瘤”,持续威胁着人类的生命健康。它是由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)引发的传染病,每年约有 1000 万新发病例,在全球范围内造成了沉重的疾病负担。TB 主要有两种形式:具有临床症状的活动性肺结核,以及没有症状但免疫系统已对细菌产生反应的潜伏结核感染(Latent Tuberculosis Infection,LTBI)。
当前,传统的 TB 诊断方法问题重重。痰涂片显微镜检查的敏感性和特异性有限,在肺外结核或细菌载量低的情况下,常常 “力不从心”;而作为金标准的分枝杆菌培养,不仅耗时久,还需要专业的设施设备,在资源有限的地区难以广泛应用;分子诊断测试虽然速度较快,但价格昂贵,而且无法有效区分潜伏感染和活动性感染,也难以检测出抗菌耐药性。面对这些困境,开发快速、经济且易用的诊断方法迫在眉睫。

在此背景下,新疆医科大学第一附属医院、北京胸科医院等机构的研究人员展开了深入探索。他们进行了一项名为 “Identification of inflammatory protein biomarkers for predicting the different subtype of adult with tuberculosis: an Olink proteomic study” 的研究,旨在寻找能够早期预测成人不同亚型 TB 的潜在炎症分子生物标志物。研究成果发表在《Inflammation Research》杂志上。

为开展此项研究,研究人员采用了以下关键技术方法:

  1. 样本采集:2022 年 2 月至 2023 年 5 月,在北京胸科医院前瞻性招募疑似 TB 的成年个体,收集外周血标本。根据严格的纳入标准,将参与者分为健康对照组(Health Control,HC)、潜伏结核感染组(LTBI)和活动性肺结核组(TB),其中 TB 组又进一步细分为耐多药肺结核(Multidrug-Resistant Tuberculosis,R-TB)和药敏肺结核(Drug-Susceptible Tuberculosis,S-TB),以及按照疾病严重程度进行分组。
  2. Olink 检测:运用 Olink 炎症检测面板,基于邻近延伸分析(Proximity Extension Assay,PEA)技术,对血浆中 92 种炎症相关蛋白的表达水平进行定量检测。最终结果以标准化蛋白质表达(Normalized Protein Expression,NPX)值呈现。
  3. 数据分析:使用 R 统计软件和 SPSS 23.0 软件,对数据进行多种统计分析,包括 ANOVA、t 检验、卡方检验、Fisher 精确检验、Mann-Whitney U 检验和 Kruskal-Wallis 检验等,以探究炎症蛋白水平与 TB 风险的关系,并通过受试者工作特征曲线(Receiver Operating Characteristic Curve,ROC)评估模型的预测准确性。

研究结果如下:

  1. 人口特征:研究共纳入 88 名参与者,HC、LTBI 和 TB 三组在年龄和性别上无显著差异,但 IGRA(Interferon-Gamma Release Assay,干扰素 -γ 释放试验)检测结果显示,HC 组和 LTBI 组之间存在显著差异。
  2. 血浆蛋白分析:在三组中均检测到 92 种血浆蛋白,其中 7 种在 HC 和 LTBI 组之间差异显著,43 种在 LTBI 和 TB 组之间差异显著,46 种在 TB 和 HC 组之间差异显著。主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)和热图分析表明,不同组之间炎症相关蛋白的表达存在部分差异。
  3. 差异蛋白与诊断标志物:在不同组的比较中,发现了多种具有诊断潜力的炎症蛋白。例如,CXCL10 和 TGF-α 在三组之间的表达差异显著,可作为潜在的诊断生物标志物;SCF 在区分 TB 和 LTBI 方面表现出卓越的能力,AUC 达到 0.920;SLAMF1 则是区分痰培养阴性和阳性 TB 病例的重要预测指标,AUC 为 0.779。
  4. 相关性分析:通过计算 Pearson 相关系数,发现不同组中差异表达的炎症蛋白之间存在复杂的相关性。例如,在 LTBI 与 HC 组中,TGF-α 和 CXCL10 呈强正相关;在非严重与严重 TB 组中,CXCL10 和 CXCL9、TNF 和 CCL3 呈强正相关,而 IL-6 和 SCF 呈负相关。
  5. 功能富集分析:对差异表达蛋白进行基因本体(Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析,结果显示这些蛋白主要富集在免疫调节、细胞信号传导相关的生物学过程和信号通路中,如 p53 信号通路、TNF 信号通路和 NF-κB 信号通路等。

研究结论和讨论部分指出,炎症相关蛋白在 TB 的不同阶段呈现出不同的表达谱,它们相互关联,通过激活多种免疫细胞、促进促炎细胞因子的分泌,参与了 TB 的发病机制。这些蛋白的功能影响细胞表型,在宿主与结核分枝杆菌的相互作用中发挥着关键的调节作用,有望成为疾病预防和治疗的潜在靶点。

这项研究意义重大,它为 TB 的诊断和治疗开辟了新的方向。通过识别这些炎症蛋白生物标志物,未来有望开发出更精准、更高效的诊断工具,实现对 TB 的早期检测和分型,从而及时采取针对性的治疗措施。此外,对这些生物标志物作用机制的深入理解,也有助于研发新的治疗策略,提高 TB 的治疗效果,为全球抗击结核病的斗争提供有力的支持。
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