基于DIA-MS技术的贝克尔型与杜氏型肌营养不良血清生物标志物对比研究及其临床意义

本研究针对贝克尔型肌营养不良(BMD)与杜氏型肌营养不良(DMD)的疾病监测需求，采用数据非依赖性采集液相色谱-质谱联用技术(DIA-MS)对53例患者的纵向血清样本进行分析。研究发现20种蛋白质(包括CKM、PKM、FGG等)在两种疾病中呈现显著差异的年龄轨迹，其中α-2-巨球蛋白(A2M)与BMD患者肌肉中肌营养不良蛋白表达水平相关。该研究首次系统揭示BMD特异性生物标志物特征，为基因治疗疗效评估提供了潜在监测指标，成果发表于《Skeletal Muscle》。

　　

肌营养不良症领域长期存在一个关键矛盾：虽然杜氏型肌营养不良(DMD)和贝克尔型肌营养不良(BMD)同属肌营养不良蛋白病谱系，但针对DMD开发的生物标志物能否直接应用于临床表型更温和的BMD仍缺乏系统验证。这个问题的紧迫性在于，当前多数DMD基因治疗策略都旨在通过诱导截短型肌营养不良蛋白表达，使患者获得类似BMD的临床表型。然而，BMD患者血清蛋白质组的动态变化规律却长期处于研究空白，这严重制约了精准医疗的发展。

来自瑞典皇家理工学院与荷兰莱顿大学医学中心的研究团队在《Skeletal Muscle》发表的重要研究，首次采用数据非依赖性采集质谱技术(DIA-MS)对34例BMD和19例DMD患者的纵向血清样本进行系统分析。研究发现两类患者在20种蛋白质的年龄轨迹上存在显著差异，其中α-2-巨球蛋白(A2M)的表达水平与BMD患者胫骨前肌的肌营养不良蛋白含量显著相关。这些发现不仅揭示了BMD独特的分子特征，更为基因治疗的疗效监测提供了潜在工具。

研究团队运用三大关键技术：1)数据非依赖性采集质谱(DIA-MS)对154份血清样本进行无偏性蛋白质组分析；2)线性混合效应模型识别与年龄和功能测试相关的蛋白质轨迹；3)选择性反应监测质谱(SRM-MS)对关键标志物(FGG、LDHB)进行绝对定量验证。样本来源于荷兰BMD前瞻性队列(2014-2019年)和当地DMD生物样本库。

主要研究结果
基线特征
队列包含34例BMD(平均年龄39.9岁)和19例DMD患者(平均7.4岁)，通过肌肉活检测得BMD患者的肌营养不良蛋白表达量为健康对照的18%-86%。

数据预处理策略
采用桥接归一化(BRDG-WB)结合概率商归一化(PQN)方法，将批次效应CV值从15%降至5%，显著提升数据质量。主成分分析显示DMD与BMD样本在第一主成分上完全分离。

差异年龄轨迹蛋白
鉴定出21种差异轨迹蛋白，包括肌酸激酶M型(CKM)、丙酮酸激酶(PKM)等能量代谢相关蛋白。其中PKM在DMD中呈现更陡峭的下降趋势(β_DMD:Age
=-0.10 vs β_BMD:Age
=-0.013)。通过SRM-MS验证了纤维蛋白原γ链(FGG)和乳酸脱氢酶B(LDHB)的轨迹差异。

功能相关蛋白
在BMD患者中，10种蛋白与North Star移动评估(NSAA)显著相关，其中7种(PGLYRP2、C4BPB等)参与先天免疫反应。值得注意的是，凝胶溶素(GSN)和四连接素(CLEC3B)等肌肉分泌蛋白与运动功能正相关。

A2M的临床价值
α-2-巨球蛋白(A2M)在低肌营养不良蛋白表达的BMD患者中下降更快(β_time:dys%
=0.081)，其趋势与DMD患者相似，提示其作为治疗监测生物标志物的潜力。

这项研究首次系统描绘了BMD特异的血清蛋白质组特征，突破性地发现：1)BMD的疾病进展标志物主要涉及免疫反应和止血功能而非肌肉泄漏蛋白；2)A2M与肌营养不良蛋白表达量的相关性使其成为基因治疗临床试验的理想监测指标。这些发现不仅解决了BMD缺乏特异性生物标志物的难题，更为评估DMD基因治疗转化效果提供了分子尺标。未来研究需在更大队列中验证这些标志物，并建立其与MRI等影像学生物标志物的关联模型。