揭示肺结核病灶转录组特征及其临床意义：从分子异质性到治疗响应预测

为解决肺结核（TB）病灶微环境异质性及其与临床预后的关联问题，西班牙Germans Trias i Pujol研究所等团队通过RNA测序分析了44例手术切除的肺结核病灶样本（含药物敏感型DS-TB和耐多药型MDR-TB），首次系统描绘了病灶不同区域（中央、内壁、外壁）的转录组梯度差异，鉴定出17个与炎症、组织修复相关的共表达模块，并发现慢速痰培养转阴（SCC>8周）和重症患者病灶中干扰素/细胞因子信号通路（如STAT1、CXCL9）显著富集。该研究发表于《Nature Communications》，为TB精准治疗提供了病灶水平的分子依据。

　　

肺结核（Tuberculosis, TB）仍是全球最致命的传染病之一，尽管85%的药物敏感型（DS-TB）患者可通过化疗治愈，但耐多药结核（MDR-TB）的治疗失败率居高不下。结核病灶的核心——肉芽肿（granuloma）是宿主与结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis, Mtb）博弈的主战场，其复杂的空间结构和动态免疫反应长期以来难以解析。既往研究多依赖动物模型或尸检样本，而西班牙Germans Trias i Pujol研究所领衔的国际团队另辟蹊径，利用罕见的手术切除新鲜病灶样本，首次绘制了人类活动性TB病灶的转录组图谱。

研究团队从14例需手术治疗的TB患者（含6例DS-TB和8例MDR/XDR-TB）获取48份样本，通过RNA测序比较病灶中央（C）、内壁（I）、外壁（E）与非病变肺组织（NL）的差异。关键技术包括：1）手术中分区采集新鲜病灶样本；2）低RNA完整性（RINe≥4）样本的测序优化；3）加权基因共表达网络分析（WGCNA）鉴定功能模块；4）免疫组化验证关键蛋白（CXCL9/GBP5/STAT1）；5）结合圣乔治呼吸问卷（SGRQ）评分和痰培养转阴时间（SCC）等临床数据关联分析。

病灶转录组呈现空间梯度特征
通过对比4630个差异基因（DEGs），发现病灶区域显著富集炎症相关基因（如CCL19、IRF4），而NL组织高表达代谢相关基因。空间分析显示，中央和内壁区主导促炎信号（如CXCL10、AIM2），外壁区则呈现过渡态特征。

免疫模块揭示病灶异质性
WGCNA鉴定出17个功能模块，其中中性粒细胞脱颗粒、干扰素/细胞因子信号（含STAT1、ETV7）在病灶中上调，而上皮-间质转化（EMT）和胆固醇合成模块下调。值得注意的是，B细胞相关免疫球蛋白基因（如IGHV4-61）在中央区异常活跃，提示抗体反应可能参与肉芽肿稳态。

临床关联指向治疗新靶点
慢速SCC患者病灶中DNA结合和干扰素模块显著富集（p<0.05），而SGRQ症状评分>20的重症患者同时伴有中性粒细胞模块上调和EMT模块抑制。免疫组化证实，代表基因CXCL9/GBP5/STAT1在TB病灶的蛋白水平较非TB对照显著升高（p<0.05）。

这项研究首次将TB病灶的分子特征与临床预后直接关联，揭示持续炎症反应（尤其干扰素信号）可能是治疗延迟响应的关键驱动因素。发现为两类临床实践提供依据：1）SCC时间可作为病灶炎症状态的替代指标；2）靶向特定免疫模块（如STAT1通路）的宿主导向治疗（HDT）或能改善MDR-TB预后。研究数据已公开于GEO（GSE184537），为后续TB精准治疗研究奠定基础。