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外周血单核细胞基因特征预测多发性硬化复发时间的创新模型及其临床转化价值
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月02日 来源:BMC Neurology 2.2
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本研究针对多发性硬化(MS)复发预测的临床难题,通过分析GSE15245数据集中的外周血单核细胞(PBMC)转录组,采用WGCNA网络分析和LASSO-Cox回归构建了包含BLK、P2RX5、GP1BA和PF4的4基因预测模型。该模型在训练集(AUC 0.733)和验证集(AUC 0.649)中均显示良好预测性能,实验验证证实BLK/P2RX5在MS患者中显著高表达,为MS个体化治疗提供了新型无创监测标志物。
多发性硬化(MS)作为一种累及中枢神经系统的自身免疫性疾病,全球影响着超过200万青年人。其典型的复发-缓解病程给临床管理带来巨大挑战——医生既需要避免对良性病程患者的过度治疗,又要及时干预高复发风险病例。目前预测手段主要依赖MRI等影像学检查,但存在成本高、需专业解读等局限。更棘手的是,约30%患者在看似稳定的缓解期会突发不可逆的神经功能损伤。这种"静默进展"现象凸显了开发客观、便捷的复发预测工具的紧迫性。
为突破这一瓶颈,杭州市临安区第一人民医院神经内科团队联合株洲市中心医院等机构,在《BMC Neurology》发表了开创性研究。研究人员另辟蹊径,将目光投向外周血单核细胞(PBMC)——这些免疫细胞不仅易获取,更携带着反映神经炎症状态的分子指纹。通过整合生物信息学与实验验证,团队首次建立了基于PBMC转录组的MS复发预测模型。
研究采用三大关键技术:1) 对94例MS/CIS患者的GSE15245数据集进行跨平台标准化处理,划分训练集(n=65)和验证集(n=29);2) 运用WGCNA识别与复发时间相关的基因共表达模块;3) 通过LASSO-Cox回归筛选特征基因并构建风险评分模型。外部验证采用GSE21942数据集(n=29),并通过RT-PCR对5例MS患者PBMC样本进行实验验证。
WGCNA网络构建
分析锁定3,137个高变异基因,功率值6成功构建无标度网络。模块-性状关联分析显示,绿色模块(r=0.26)与绿色-黄色模块(r=-0.26)与复发时间显著相关。前者富含血小板激活通路基因(如PF4、GP1BA),后者则富集B细胞受体信号通路基因(如BLK、P2RX5),提示神经炎症与凝血系统的交互作用可能驱动复发。
特征基因筛选
从33个枢纽基因中,LASSO回归精筛出4个关键基因:促炎基因BLK(B细胞淋巴瘤激酶)和P2RX5(嘌呤能受体P2X5)在复发早期高表达,而抗炎基因GP1BA(血小板糖蛋白Ibα)和PF4(血小板因子4)在稳定期上调。这种"阴阳平衡"模式为理解复发机制提供了新视角。
模型验证
风险评分=0.954×BLK+0.535×P2RX5-0.531×GP1BA-0.511×PF4,以1.1597为界值:
实验验证
RT-PCR证实MS患者PBMC中BLK(2.1倍)和P2RX5(1.8倍)表达显著升高(p<0.05),与测序数据一致。有趣的是,GP1BA/PF4在PBMC与全血中的表达差异,提示血小板脱颗粒可能通过"远程调控"影响淋巴细胞功能。
这项研究突破了传统MS监测模式的局限,首次将PBMC转录组特征转化为临床可用的复发预测工具。4基因特征不仅具有生物学合理性——BLK/P2RX5反映B细胞异常活化,GP1BA/PF4提示血小板-免疫细胞串扰,更在操作层面实现了"抽血即可预测"的便捷性。特别值得注意的是,模型对2年内复发的预测准确性显著优于现有临床评估方法,为治疗窗口期干预提供了决策依据。
研究的创新点在于:1) 发现PBMC中血小板相关基因的"保护性"表达模式,拓展了对神经-免疫-凝血轴的认识;2) 建立跨平台可重复的标准化分析流程;3) 通过实验验证确认了BLK/P2RX5的转化价值。未来研究可扩大亚洲人群验证,并探索这些基因产物是否可作为治疗靶点。该成果为MS精准医疗奠定了重要基础,被期刊选为"Editor's Pick"推荐论文。
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