血循环RNA生物标志物特征用于缺血性与出血性脑卒中早期诊断及预后评估：IBIS-CT1研究

《Annals of Clinical and Translational Neurology》：Blood RNA Biomarker Signatures for Early Diagnosis and Prognosis in Ischemic and Hemorrhagic Stroke: The IBIS-CT1 Study

　　

目的　评估先前在脑卒中实验性猴模型中鉴定的9个靶标血循环RNA生物标志物在临床试验中的表达，以探讨其用于脑卒中诊断可行性及预后判定的价值。 方法　IBIS-CT1是一项前瞻性纵向研究，纳入发病<6 h内的缺血性脑卒中（IS）或脑出血（ICH）患者，并与健康对照者（HC）比较。采集入院<6 h（早期）、12 h、24 h、48 h、7 d及3个月时的血样。采用逆转录聚合酶链反应（RT-qPCR）或微滴数字PCR（ddPCR）定量靶标RNA。入院时采用美国国立卫生研究院卒中量表（NIHSS）评估临床严重程度，3个月时采用改良Rankin量表（mRS）评估残疾程度。 结果　共纳入HC 20例、IS 20例、ICH 20例。与HC相比，IS患者早期ADM、DUSP1、HMOX1、HSPA1B、LDLR和PTGS2显著上调（均p ≤ 0.0002），BAG3显著下调（p < 0.0001）；ICH呈相似模式且表达水平高于IS。IS中较高NIHSS评分与ADM、DUSP1、HMOX1、PTGS2和G0S2早期上调相关，较低BAG3表达与较差3个月预后相关。联合基因表达区分脑卒中与对照的ROC曲线下面积（AUC）为0.914（95% CI：0.84–0.98）。 解读　特定的血循环基因表达特征可区分脑卒中与健康人并预测功能结局，支持其作为诊断及预后生物标志物的潜力。

论文解读：血循环RNA生物标志物panel在缺血性与出血性脑卒中早期诊断和预后评估中的初步验证——IBIS-CT1研究

该研究发表于《Annals of Clinical and Translational Neurology》。目前脑卒中管理虽取得进展，但尚无经批准的血循环生物标志物整合入常规诊疗。蛋白类标志物鉴别缺血性脑卒中（Ischemic Stroke, IS）、脑出血（Intracerebral Hemorrhage, ICH）及脑卒中模拟病（stroke mimics）的价值有限，且远期预后预测的增量价值不大。RNA作为诊断生物标志物已在肿瘤及感染性疾病中应用，外周血细胞转录组可能反映急性脑损伤后的全身应激反应。研究人员基于前期非人灵长类中大脑动脉闭塞模型中鉴定出的9个在脑组织和外周血中差异表达的基因（ADM、DUSP1、HMOX1、HSPA1B、LDLR、PTGS2即COX-2、G0S2、BAG3、TM4SF1），开展此项前瞻性临床研究（IBIS-CT1），旨在验证其在人类脑卒中患者血中超早期（<6 h）的表达特征、诊断效能及对3个月功能预后的预测价值。研究最终证实该9基因RNA特征可区分脑卒中与健康对照（AUC=0.914），IS中部分基因表达与初始严重程度（NIHSS）及不良预后（mRS）相关，ICH较IS在早期呈现更高ADM和DUSP1表达，为RNA生物标志物用于脑卒中早期分诊和预后分层提供了初步依据。

主要技术方法与队列

研究人员于法国布雷斯特大学医院开展单中心前瞻性纵向研究，招募发病<6 h内经影像学确诊的IS患者（n=20）、ICH患者（n=20），以及按年龄、性别、心血管风险匹配的健康对照者（HC，n=20）。排除短暂性脑缺血发作（TIA）、蛛网膜下腔出血、外伤性出血、既往脑卒中及妊娠者。采血时间点设定为<6 h（早期）、12 h、24 h、48 h、7 d及3个月；总RNA用PAXgene管保存并经Maxwell 16系统提取，gDNA去除后行反转录。其中ADM、DUSP1、HMOX1、HSPA1B、LDLR、PTGS2采用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）检测，以内参基因RPL13A和SMC2双归一化；BAG3、G0S2、TM4SF1因RT-qPCR灵敏度不足改用微滴数字PCR（droplet digital PCR, ddPCR）检测，以内参基因PPP6R3归一化。相对表达量按Pfaffl模型计算并以log₂(Fold Change)表示。临床严重度用入院NIHSS及格拉斯哥昏迷量表（GCS）评估，3个月功能结局用改良Rankin量表（mRS；良≤2 vs 差>2）判定。组间比较用t检验或Wilcoxon秩和/符号秩检验，相关性用Pearson/Spearman分析，诊断效能用ROC曲线及Logistic回归联合9基因模型评估，多重比较基因表达显著性设为p<0.01，其余p<0.05。

研究结果

3.1 患者基线特征与3个月残疾情况（表1）

三组在年龄（中位IS 76.5岁、ICH 74.5岁、HC 75.5岁）、性别（均为60%女性）、欧洲心血管评分（Euroscore）及血管危险因素（高血压约50%–55%）上匹配良好。IS中位NIHSS=16，ICH中位NIHSS=14，HC=0。3个月mRS中位数为IS=3、ICH=5、HC=0，符合ICH预后更差的特点。

3.2 血RNA表达

6个基因（ADM、DUSP1、HMOX1、HSPA1B、LDLR、PTGS2）用RT-qPCR可靠检出；BAG3、G0S2、TM4SF1因表达低改用ddPCR检出。

3.3 发病后不同时间点IS与ICH全血mRNA（RT-qPCR 6基因）表达动态

以RPL13A和SMC2双内参归一化结果一致。IS组：入院（<6 h）ADM(log₂FC=1.44, p=0.0001)、DUSP1(log₂FC=2.00, p=0.0001)、HMOX1(log₂FC=0.97, p=0.0016)、HSPA1B(log₂FC=0.75, p=0.0118)、LDLR(log₂FC=1.40, p=0.0002)、PTGS2(log₂FC=1.54, p=0.0001)较HC显著上调；ADM、HMOX1、LDLR在24 h及7 d仍高于HC。ICH组：入院ADM(log₂FC=1.29, p=0.0012)、DUSP1(log₂FC=2.13, p=0.0001)、HMOX1(log₂FC=1.24, p=0.0001)、LDLR(log₂FC=1.43, p=0.0001)、PTGS2(log₂FC=1.13, p=0.002)较HC显著上调，HSPA1B未达多重比较显著性；多个基因在12–48 h持续高表达，ADM/HMOX1/HSPA1B在24 h达峰，DUSP1/PTGS2在12 h达峰后渐降。IS与ICH直接比较：入院时无显著差异；但ICH组ADM在12 h、24 h、48 h及DUSP1在12 h显著高于IS（p≤0.01），提示出血性损伤引发更强的早期转录应答。

3.4 入院时6基因RT-qPCR表达与卒中严重程度及3个月临床残疾的关系

IS中NIHSS≥15亚组ADM、DUSP1、HMOX1、PTGS2 mRNA高于NIHSS<15亚组（p≤0.01）；Pearson分析显示ADM(r=0.50,p=0.026)、DUSP1(r=0.69,p=0.001)、HMOX1(r=0.55,p=0.012)、LDLR(r=0.46,p=0.042)、PTGS2(r=0.55,p=0.011)与入院NIHSS正相关，DUSP1相关最强；ICH中各基因表达与NIHSS无显著分层差异或相关性。预后方面，IS中mRS>2（不良结局）组ADM(p=0.036)、DUSP1(p=0.0002)、HMOX1(p=0.001)、PTGS2(p=0.001)表达高于mRS≤2组，HMOX1(r=0.70,p=0.001)、DUSP1(r=0.55,p=0.015)、LDLR(r=0.55,p=0.014)与3个月mRS正相关；ICH单用RPL13A归一化未见显著关联，但SMC2归一化显示ADM、DUSP1、PTGS2在高mRS组更高且与mRS正相关。

3.5 入院时ddPCR检测3基因（BAG3、G0S2、TM4SF1）在IS与ICH中的表达

BAG3在HC中表达显著高于IS(p<0.0001)和ICH(p=0.032)；G0S2和TM4SF1在三组间无显著差异。BAG3在ICH中略高于IS但未达显著性(p=0.060)。

3.6 入院时ddPCR 3基因表达与卒中严重程度的关系

IS中G0S2与NIHSS正相关(r=0.62,p=0.004)，余无显著分层差异；ICH中三基因均无NIHSS分层差异或相关性。

3.7 入院时ddPCR 3基因表达与3个月临床残疾的关系

IS与ICH中BAG3、G0S2、TM4SF1表达按mRS分层均无显著差异，与3个月mRS无显著相关性；ICH中BAG3在低mRS组略高（边缘显著p=0.084）。

3.8 九基因联合表达判别脑卒中vs非脑卒中的预测准确度

单个基因AUC介于0.555–0.864；九基因（6个RT-qPCR+RPL13A归一化 + 3个ddPCR归一化）联合Logistic回归模型区分脑卒中（IS+ICH）与HC的AUC=0.914（95% CI：0.84–0.98），设定阈值获敏感度92.3%、特异度60.0%。

讨论与结论总结

研究人员指出，在发病<6 h内IS患者全血中检出ADM、DUSP1、HMOX1、HSPA1B、LDLR、PTGS2显著上调及BAG3下调，ICH呈类似模式且ADM/DUSP1部分时点高于IS，首次报道了HMOX1、LDLR、PTGS2在全血中超早期过表达及BAG3在脑卒中血中低表达。九基因组合AUC达0.914，优于单基因蛋白标志物荟萃合并结果（pooled AUC≈0.89），提示血RNA panel可用于急诊早期初筛（优先保敏感度，阳性后经影像确认）。IS中DUSP1、HMOX1、PTGS2早期高表达与不良3个月mRS相关，支持其预后价值；ICH未现明显基因-严重程度关联可能与样本量或小体生理机制不同有关。该panel所代表的生物学通路（缺氧/氧化应激、固有免疫激活、自噬/蛋白稳态、代谢重编程、内皮应激）是保守的急性损伤程序，跨物种（猴→人）验证增强其转化合理性。局限性包涵单中心小样本致AUC置信区间宽、有过度拟合风险，未纳入脑卒中模拟病，内参基因选择需注意（RPL13A高表达不适于ddPCR归一化，选用PPP6R3）。未来需在更大多中心队列中含脑卒中模拟病验证，评估超出现有临床模型的增量价值，并探索基于等温扩增（如RT-LAMP）的床旁检测（Point-of-Care Testing, POCT）可行性。

结论（翻译）

在此项前瞻性单中心试点队列研究中，预先筛选的九基因血循环RNA特征显示出区分脑卒中患者与健康对照者的初步能力，并与3个月功能结局存在探索性关联。这些发现支持该panel的可行性，并为后续更大规模多中心研究（特别是纳入脑卒中模拟病）以确立其临床实用性和普适性提供了依据。将此类RNA特征与已确立的临床及蛋白标志物整合，有望进一步细化对不良3个月预后的危险分层，早期识别长期残疾高风险患者可助力制定个体化康复策略以减轻卒中后残疾。