多民族队列中SARS-CoV-2感染的miRNA生物标志物:预后与治疗监测新策略

【字体: 时间:2025年08月23日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本研究针对COVID-19诊断和预后生物标志物缺乏的问题,通过miRNA测序和qRT-PCR技术,在多民族队列中鉴定出14种差异表达miRNA和4种新型miRNA,其中miR-146b-3p等7种miRNA与临床参数联合诊断准确率高达AUC=0.982。该研究为无创监测和未来抗病毒策略开发提供了重要分子靶点。

  

在全球COVID-19大流行的背景下,SARS-CoV-2感染导致的临床表现存在显著异质性,从无症状到多器官衰竭不等。尽管核酸检测仍是诊断金标准,但缺乏能够预测疾病进展和预后的可靠生物标志物。更棘手的是,不同种族、性别和基础疾病患者的免疫应答差异,使得单一生物标志物的开发面临巨大挑战。

正是在这样的背景下,Farah Mustafa和Waqar Ahmad等研究者将目光投向了microRNA(miRNA)——这类长约22个核苷酸的非编码RNA分子,因其组织特异性表达和在体液中的稳定性,已成为疾病诊断的新宠。特别值得注意的是,虽然血液miRNA研究较多,但作为SARS-CoV-2主要感染部位的呼吸道样本miRNA谱却鲜有报道。

这项发表在《Scientific Reports》的研究创新性地采用鼻咽拭子样本,通过miRNA测序(miRNAseq)和定量逆转录PCR(qRT-PCR)技术,对阿联酋多民族人群(涵盖40个国家)的SARS-CoV-2感染相关miRNA特征进行了系统分析。研究人员收集了154例患者和31例对照的临床样本,最终对51例样本(38例感染/13例对照)进行深度测序,发现:

关键技术方法包括:1)多中心样本采集(来自Rashid医院和UAE大学);2)Macherey-Nagel NucleoSpin miRNA提取技术;3)BGI的DNBSEQ平台进行UMI小RNA测序(20M reads);4)Dr. Tom生物信息学分析流程;5)TaqMan Advanced miRNA Assays验证。

患者临床特征

研究发现感染者血清铁蛋白(1060 vs 120 ng/mL)、CRP(79.5 vs 10.9 mg/L)显著升高,而肾小球滤过率(GFR)下降(97.6 vs 120.5 mL/min),这些变化与miRNA表达谱显著相关。

miRNA表达谱特征

通过测序共检测到1788个miRNA,其中492个为感染者特有。差异表达分析鉴定出48个显著改变的miRNA(p/Q<0.05),包括:

  • 14个高变化miRNA(|FC|≥2):如miR-146b-3p(上调5.7倍)和miR-202-5p(下调10.4倍)

  • 4个新型miRNA:如novel-miR-264-5p(AUC=0.902)

诊断效能验证

ROC分析显示:

  • 单一最佳标志物:miR-146b-3p(AUC=0.999)

  • 组合标志物:6种miRNA联合AUC达0.972

  • 与临床参数联用:AUC提升至0.982

机制探索

通过STRING数据库分析发现,miRNA靶基因显著富集于:

  • FoxO、MAPK和PI3K-AKT等信号通路

  • 炎症反应、细胞凋亡等生物学过程

  • 乳腺癌、肺癌等多种疾病关联

讨论部分指出,该研究首次系统描绘了鼻咽部miRNA在SARS-CoV-2感染中的变化图谱,其中miR-146b-3p可能通过调控IL-6等促炎因子影响疾病进程,而miR-30c-5p与肾功能指标的相关性为器官损伤监测提供了新思路。值得注意的是,部分miRNA(如miR-125b-5p)在不同体液样本中表达趋势一致,提示其作为跨平台生物标志物的潜力。

这项研究的创新性在于:1)采用临床常规采集的鼻咽拭子样本,便于转化应用;2)涵盖多民族人群,增强结果普适性;3)发现的新型miRNA为药物开发提供了全新靶点。作者建议未来研究应扩大样本量,并探索这些miRNA在调节病毒复制中的直接作用,为应对未来可能出现的新变异株储备科学武器。

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