《Inflammation Research》：An NLRP3 inflammasome–anchored Astragalus mechanistic prior yields a mortality-associated transcriptomic signal in ICU sepsis: a secondary analysis with exploratory cross-cohort assessment
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目的与设计：研究人员开发了ASTRA，一种基于文献、由作者定义的黄芪机制先验，并检验了整合及节点水平的全血转录组评分是否与ICU脓毒症28天死亡率相关。方法：主要分析纳入GSE65682中479例成人脓毒症患者；探索性跨队列方向性评估纳入GSE95233中51
目的与设计：研究人员开发了ASTRA，一种基于文献、由作者定义的黄芪机制先验，并检验了整合及节点水平的全血转录组评分是否与ICU脓毒症28天死亡率相关。方法：主要分析纳入GSE65682中479例成人脓毒症患者；探索性跨队列方向性评估纳入GSE95233中51例第1天脓毒性休克患者。采用经年龄校正的逻辑回归并实施错误发现率校正评估均值Z评分。敏感性分析包括singscore、限制性立方样条、标签置换、留一基因分析、与IL1B和IL6 mRNA的相关性，以及针对转录组来源髓系细胞组成的校正。结果：整合ASTRA评分与死亡率呈名义上的负相关，但未通过错误发现率校正。NLRP3相关三基因评分在GSE65682中表现出最强的关联（每增加1个标准差，OR=0.70；95% CI 0.57–0.86；q=0.0072），并在留一基因分析中保持方向稳定。该评分与IL1B和IL6 mRNA以及MCP-counter单核细胞谱系和中性粒细胞评分呈正相关。联合MCP-counter校正将关联削弱至OR=0.79（95% CI 0.58–1.06），而xCell中性粒细胞校正则将其增强至OR=0.64（95% CI 0.50–0.83），表明对估计细胞组成的依赖具有方法敏感性。在GSE95233中，经年龄校正的NLRP3估计值方向一致但不精确（OR=0.68；95% CI 0.37–1.23）。结论：ASTRA为脓毒症中机制引导的转录组评分提供了可复现的框架。NLRP3相关信号代表一种观察性全血转录组状态，部分追踪估计的髓系细胞组成和并行的炎症转录。该结果并不确立保护性炎症小体活性、黄芪疗效或药理学靶点参与。
脓毒症是一种由宿主对感染的反应失调引起的危及生命的综合征，过度炎症、免疫抑制、氧化应激、线粒体损伤、内皮和上皮屏障功能障碍以及组织修复受损相互作用，促进器官衰竭和死亡。血液转录组研究表明，脓毒症并非单一的分子状态，而是包含与诊断、预后和免疫失调相关的异质性宿主反应模式和基因组内型。然而，将高维转录组信号转化为可解释、机制聚焦且患者水平的读数仍然困难。通用通路富集分析可以识别广泛的生物学主题，但通路边界重叠、炎症模块间的冗余以及药理学可追踪性有限，往往限制了其在将预设机制假说与临床结局联系起来时的实用性。在脓毒症相关的免疫炎症回路中，NLRP3炎症小体尤为重要，因为它整合了上游启动信号（如TLR4–NF-κB激活）与细胞应激线索（如线粒体活性氧、离子流和代谢损伤）。线粒体功能障碍也是危重病和脓毒症的核心特征，导致生物能量受损、氧化还原失衡、免疫细胞功能障碍和器官损伤，而线粒体质量控制及生物发生与危重病的恢复和生存相关。这些观察支持一个宿主反应框架，其中炎症应激通路和线粒体稳态/修复通路应联合解释，而非作为孤立模块。黄芪（Radix Astragali，即蒙古黄芪的根）在东亚临床实践中广泛用作辅助植物药，其主要成分包括皂苷、黄酮类和多糖，具有免疫调节、抗炎、抗氧化、屏障保护和线粒体效应。实验研究已将该植物药与脓毒症生物学相关的通路联系起来，包括TLR4–NF-κB信号、NLRP3炎症小体调节、MAPK激活、AMPK–SIRT1/PGC-1α信号、NRF2–HO-1抗氧化反应、自噬/线粒体自噬、上皮或内皮屏障完整性以及线粒体稳态。然而，这些机制观察仍分散在不同实验系统和疾病背景中，很少转化为透明的、可计算的先验并在人类脓毒症转录组中检验。为弥补这一空白，研究人员构建了ASTRA，一种基于文献、由作者定义的黄芪机制先验，将黄芪相关机制概念组织为预设的免疫炎症和稳态修复节点及其代表基因。随后将该先验应用于全血ICU脓毒症转录组队列GSE65682，计算整合和节点水平通路评分，并检验其与28天死亡率的关联。具体目标包括：（1）将基于文献的黄芪相关机制概念组织为透明的节点-基因框架；（2）评估所得基因集能否在人类脓毒症全血转录组背景中计算；（3）评估整合和节点水平评分（重点关注NLRP3炎症小体模块）是否在假设生成的二次分析中与28天死亡率相关。
研究人员开展了一项假设生成的二次转录组分析，使用基于文献、作者定义的黄芪机制先验和公共ICU脓毒症队列。分析流程包括五个步骤：结构化数据库检索和规则辅助的标题/摘要级候选记录优先排序；将黄芪相关机制概念映射到预设的免疫炎症和稳态修复节点及代表基因；构建整合和节点水平基因集；在全血脓毒症谱中进行单样本转录组评分；以及与28天死亡率进行关联检验。全血转录组和临床数据来自公共基因表达综合数据库GSE65682，该队列由脓毒症分子诊断和风险分层联盟生成，包含479例具有完整28天生存状态的成人危重患者（365例存活，114例死亡）。文献检索涵盖PubMed、Embase和Web of Science，时间从建库至2025年10月13日，结合植物药术语、成分术语和预设机制术语。经过去重和两阶段规则辅助优先筛选后，存档输出保留2222条候选记录行，作为广泛的机制来源发现池。最终的可计算ASTRA先验包含10个宽泛机制类别、20个预设节点和37个代表基因。所有基因集在关联检验前与GSE65682表达背景取交集，少于两个重叠基因的基因集被排除。主要评分方法为均值Z评分，即对每个基因跨样本标准化后，计算各患者基因集内基因标准化值的均值。作为敏感性方法，应用singscore这一基于秩次的单样本基因集评分方法。所有评分跨患者标准化为均值0、标准差1。主要结局为28天死亡率，采用经年龄校正的逻辑回归模型检验标准化通路评分与结局的关联，并使用Benjamini–Hochberg错误发现率程序进行多重性校正。
在主要均值Z分析中，整合黄芪来源转录组评分与28天死亡率呈名义负相关，但未通过错误发现率校正（OR=0.80，95% CI 0.65–0.98；P=0.031；q=0.124）。节点水平上，NLRP3炎症小体模块与28天死亡率表现出最强且最稳健的关联（OR=0.70，95% CI 0.57–0.86；q=0.0072），并在校正后仍显著。NF-κB也显示名义负相关（OR=0.78，95% CI 0.63–0.96；q=0.122），但未通过校正。TLR4及其余合格节点均未通过错误发现率校正。singscore分析大体支持主要发现的方向。留一基因分析显示，逐一剔除NLRP3、PYCARD或CASP1后，所有两基因简化评分均保持与死亡率的负相关（OR范围0.68–0.74），且与原始三基因评分高度相关（r=0.889–0.899）。限制性立方样条分析显示NLRP3评分与死亡率存在整体关联且无非线性证据（P_overall=0.017；P_nonlinear=0.986）。标签置换分析中，均值Z评分的经验P值为3.0×10??（未分层）和8.0×10??（年龄分层）。NLRP3评分与IL1B（Spearman ρ=0.417）和IL6（ρ=0.459）表达呈正相关，并与MCP-counter单核细胞谱系评分（ρ=0.396）和中性粒细胞评分（ρ=0.536）正相关。联合MCP-counter校正使OR从0.70变为0.79（95% CI 0.58–1.06），绝对log-OR幅度衰减33.8%，但bootstrap不确定性宽（95% CI ?44.0%至93.2%）。xCell中性粒细胞校正则将OR变为0.64（95% CI 0.50–0.83），呈方法特异性统计抑制模式。所选xCell特征不直接包含NLRP3、PYCARD或CASP1。在探索性跨队列GSE95233（51例第1天脓毒性休克患者）中，经年龄校正的NLRP3评分每增加1个标准差与28天死亡率降低相关但估计不精确（OR=0.68，95% CI 0.37–1.23；P=0.200），方向与主要队列一致。
讨论部分指出，实验性脓毒症中功能性NLRP3激活通常被认为有害，但本评分仅测量全血中NLRP3、PYCARD和CASP1的mRNA丰度，其与IL1B和IL6的正相关表明逆死亡率关联并不反映转录静止的炎症状态。由于缺乏成熟细胞因子和功能性炎症小体读数，这些转录水平相关性不能解决方向性悖论。去卷积分析表明估计的髓系组成可能对全血信号有贡献，但数据既不能确定关联完全归因于细胞组成，也不能证明其独立于细胞组成。在缺乏经证实的黄芪暴露和带符号药效学编码的情况下，该评分应视为观察性、组成敏感的转录组状态，而非功能性NLRP3活性或黄芪靶点参与。研究的方法学优势包括先验在结局建模前锁定、统一年龄校正逻辑回归框架、错误发现率校正及多种敏感性分析。局限性包括观察性公共队列无法确立因果性、仅校正年龄导致残余混杂、缺乏直接白细胞计数和蛋白/功能水平炎症小体测量、先验构建基于规则辅助的文献优先排序而非完整定量证据合成、跨队列评估样本量小且仅有17例死亡。研究结论为：ASTRA为脓毒症中机制引导的转录组评分提供了可复现的、基于文献的框架。NLRP3模块表现出最稳定的死亡相关信号，但它与炎症转录和估计髓系组成共变，并经组成校正后显示方法依赖性变化。该发现应保持为观察性、假设生成的血转录组关联，而非保护性炎症小体活性、黄芪疗效或药理学靶点参与的证据。该论文发表于《Inflammation Research》。
