基于程序性细胞死亡基因模式的烟雾病分子分型与诊断模型构建研究

本研究针对烟雾病(MMD)发病机制中细胞死亡相关基因的作用尚不明确的问题，通过整合GSE157628和GSE189993数据集，结合差异表达分析、免疫浸润评估和WGCNA网络构建，首次发现ADRB2/FGR/IL1B等基因异常表达与免疫微环境重塑相关，并建立SVM诊断模型(AUC=1.000)。研究揭示了MMD新型分子亚型及RGS1/MUC1等5个关键标志物，为临床诊疗提供新靶点。

　　

烟雾病(MMD)是一种以颈内动脉进行性狭窄和异常血管网形成为特征的罕见脑血管疾病，在东亚人群中高发。尽管血管重建手术可缓解症状，但其分子机制仍如"烟雾"般模糊不清。更棘手的是，约10%术后患者会出现脑高灌注综合征，且儿童患者认知功能障碍发生率高达60%。当前临床面临三大困境：缺乏早期诊断标志物、无法预测疾病进展、靶向治疗手段空白。这些问题的核心在于对MMD分子机制的认知不足，特别是细胞死亡过程与免疫微环境的交互作用尚未阐明。

江苏省人民医院神经外科团队通过整合两个独立队列(GSE157628/GSE189993)的动脉组织转录组数据，首次系统解析了MMD中18种程序性细胞死亡基因(CDGs)的分子图谱。研究采用CIBERSORT算法量化免疫浸润，结合无监督聚类发现疾病异质性，并运用多组学交叉验证揭示关键通路，最终通过机器学习构建临床转化模型。

主要技术方法
研究从GEO数据库获取MMD患者和创伤性脑损伤对照者的动脉样本RNA-seq数据，经ComBat算法校正批次效应。通过差异表达分析筛选|log₂FC|>1且adj.p<0.05的CDGs，CIBERSORT评估22种免疫细胞比例。采用ConsensusClusterPlus进行分子分型，GSVA分析通路差异，WGCNA鉴定共表达模块。最终用SVM/RF/XGB/GLM四种算法构建诊断模型，并通过qRT-PCR验证候选基因在30例临床样本中的表达。

差异基因表达与免疫细胞浸润分析
研究发现MMD组中ADRB2、ICAM1等基因显著上调，染色体定位显示CDGs在3p21和12q24区域富集。免疫分析揭示辅助T细胞(T_FH)和活化树突状细胞(DC)浸润增加，而肥大细胞和嗜酸性粒细胞减少，提示Th2型免疫偏移可能驱动血管重塑。

分子分型与功能解析
基于CDGs的表达模式将患者分为C1/C2两个亚型，PCA分析显示明显分离。C2亚型特征性高表达IL1B/CXCL1等促炎因子，且γδT细胞和M0型巨噬细胞浸润增加。GSVA分析发现C2亚型苯丙氨酸代谢通路异常激活，这可能通过氧化应激加剧血管损伤。

WGCNA与诊断模型构建
软阈值9时构建的共表达网络识别出与分型强相关的绿色模块(r=0.82)。SVM模型以RGS1/MUC1/KCNA2/TAC1/SOST为特征基因表现最优，Nomogram校准曲线显示预测误差仅0.03。特别值得注意的是，MUC1作为粘膜保护蛋白，其异常表达可能破坏血管内皮屏障功能。

讨论与意义
该研究首次建立MMD的细胞死亡分子分型体系，揭示免疫-代谢协同作用机制：①苯丙氨酸代谢紊乱通过线粒体应激促进血管平滑肌细胞凋亡；②TAC1编码的P物质可能通过神经源性炎症加速血管痉挛；③SOST基因上调提示Wnt/β-catenin通路参与异常血管钙化。临床转化价值体现在：SVM模型较传统RNF213基因检测更适用于非亚洲人群，且MUC1抑制剂(如抗粘蛋白单抗)或可成为潜在治疗选择。

研究局限性在于样本量较小，且缺乏 Suzuki分期关联分析。未来需在前瞻性队列中验证模型效能，并探索关键基因的时空表达动态。该成果为理解MMD"血管炎-狭窄-侧支形成"的病理进程提供了新视角，尤其为儿童患者的早期干预开辟了分子诊断路径。