百日咳定量蛋白质组学分析：揭示诊断与疾病监测的生物标志物及发病机制新见解

本研究针对百日咳临床诊断困难、疾病监测缺乏有效标志物等问题，通过定量蛋白质组学技术分析百日咳菌血症、肺炎及非复杂病例的差异蛋白表达谱。研究发现ADH6、TTC38在菌血症中显著上调，LRRC42在肺炎中下调；疾病进展阶段NCOA3/KCRS呈现动态变化，SAA2在恢复期激增；死亡病例中PTMS/NNMT/ASSY显著下调。该研究为百日咳精准诊断、预后评估及疫苗研发提供了分子靶点，论文发表于《Talanta Open》。

　　

百日咳作为一种由百日咳鲍特菌（Bordetella pertussis）引起的高度传染性呼吸道疾病，近年来在中国婴幼儿群体中出现显著回升。尽管疫苗接种计划已实施数十年，但临床仍面临早期诊断困难、非典型症状干扰以及抗生素耐药株出现等挑战。2024年前两月中国病例数较2023年同期激增23倍并出现13例死亡，凸显研究紧迫性。

中国研究人员通过定量蛋白质组学技术，对7名0-3月龄百日咳患儿（含双胞胎病例）的血液样本进行系统分析。研究涵盖菌血症、肺炎及普通病例三种临床类型，并追踪菌血症患者疾病进展全过程。采用超顺磁性氧化铁纳米颗粒富集蛋白，结合UltiMate 3000 RSLCnano-timsTOF Pro质谱系统进行diaPASEF模式检测，通过DIA-NN软件解析4659种蛋白质表达谱。

研究结果揭示：
3.1 定量结果概览
鉴定到49,985条肽段，Pearson相关性分析显示数据质量可靠。样本间蛋白表达呈现显著分组特征，为后续差异分析奠定基础。

3.2 差异表达分析
菌血症组中乙醇脱氢酶6（ADH6）表达量上调175.998倍（P=0.03537），四肽重复蛋白38（TTC38）显著升高；肺炎组富含亮氨酸重复序列蛋白42（LRRC42）表达抑制，可能影响肺组织屏障功能。

3.3 注释与富集分析
GO分析显示差异蛋白富集于细菌分裂、营养吸收等生物学过程。肺炎相关蛋白主要参与细胞连接组织等通路，与临床病理特征高度吻合。

3.4 蛋白质互作网络
STRING数据库构建的互作网络显示，NCOA3与脂代谢相关蛋白存在广泛连接，SAA2与炎症因子形成功能模块，印证其在恢复期的急性期反应作用。

4.1 不同疾病类型的蛋白表达
比较菌血症与肺炎病例发现：ADH6可能通过调节细菌代谢促进血行感染，TTC38参与细胞内运输过程；LRRC42下调可能导致肺泡上皮细胞连接破坏，加剧肺部炎症。

4.2 疾病进展阶段的动态变化
从发病到改善期，核受体共激活因子3（NCOA3）表达量激增440.656倍，而酮脂酰-CoA还原酶（KCRS）下降，反映能量代谢重编程；恢复期血清淀粉样蛋白A2（SAA2）升高1398.621倍，标志炎症消退过程。

4.3 预后相关蛋白标志物
死亡病例中，甲状旁腺激素分泌调节蛋白（PTMS）表达量仅为存活者的0.025%（Log₂FC=-11.96），烟酰胺N-甲基转移酶（NNMT）和精氨琥珀酸合成酶（ASSY）同步下调，提示氨代谢紊乱与不良预后相关。

该研究首次系统描绘了百日咳不同临床类型的蛋白质表达图谱，发现ADH6、TTC38等可作为菌血症诊断标志物，NCOA3/SAA2动态变化反映疾病转归，PTMS/NNMT/ASSY组合具有预后预测价值。研究成果为开发新型快速诊断试剂、靶向治疗策略及改进疫苗设计提供了分子依据，对遏制百日咳流行具有重要公共卫生意义。