文章标题：Serum ribonucleotide reductase M2 is a potential biomarker for diagnosing and monitoring liver fibrosis in chronic hepatitis B patients
中文标题：血清核糖核苷酸还原酶 M2 是诊断和监测慢性乙型肝炎患者肝纤维化的潜在生物标志物
发表期刊：J Med Virol.
发表时间：202310
影响因子：6.8/Q1
研究背景
众所周知，核糖核苷酸还原酶 M2 (RRM2) 可以由乙型肝炎病毒 (HBV) 通过 DNA 损伤反应诱导产生。然而，RRM2是否是诊断和监测慢性乙型肝炎（CHB）患者肝纤维化的潜在生物标志物仍不清楚。
研究方法
下载了来自GSE84044（来自GEO数据集的转录组数据）的CHB患者，并选择RRM2作为中心基因。有趣的是，血清RRM2与肝纤维化阶段呈正相关。在谷丙转氨酶 (ALT) 正常的慢性乙型肝炎患者中也发现了类似的结果。值得注意的是，RRM2 可以有效地区分 ALT 正常或不正常的 CHB 患者的初步纤维化和晚期纤维化。此外，RRM2在诊断肝纤维化方面比两种常用的无创方法（天冬氨酸转氨酶与血小板比值指数和基于四因素的纤维化指数）、两种经典的纤维化生物标志物（透明质酸和IV型胶原）以及Mac -2结合蛋白糖基化异构体，一种已知的血清纤维化标志物。此外，与晚期纤维化相关的 RRM2 高的 CHB 患者的免疫检查点表达较高。总体而言，血清 RRM2 可能是诊断和监测 CHB 患者肝纤维化的有前途的生物标志物。具有高 RRM2 的 CHB 患者与晚期纤维化相关，其免疫检查点表达较高。
研究结果
1. CHB患者免疫相关亚型的鉴定
众所周知，HBV介导的免疫抑制可导致肝纤维化的发生。因此，有必要探讨CHB患者免疫状态与纤维化阶段之间的相关性。本研究使用了 GSE84044 的数据，这是一项调查 HBV 相关肝纤维化患者基因表达谱的大规模研究。接下来，根据29个免疫相关基因集的ssGSEA评分进行无监督聚类分析。层次聚类结果表明，GSE84044 中的所有患者均分为 3 个免疫相关亚型（图 2A）。免疫相关亚型定义为Immunity_H (n = 32)、Immunity_M (n = 67)和Immunity_L (n = 25)。如热图所示，Immunity_H 组的 29 种免疫成分水平高于 Immunity_L 组（图 2B）。结果表明，通过免疫成分评估，124 名慢性乙型肝炎患者具有三种不同的免疫状态。接下来，分析免疫亚型之间 HLA 基因的表达，以确定免疫亚型和免疫过程相关基因之间的相关性。显然，与 Immunity_L 组相比，Immunity_H 组的 HLA 基因表达水平有所升高（图 S1A）。值得注意的是，随着免疫评分的增加，包括 PD-L1 和 LAG3 在内的免疫检查点水平逐渐上调（图 S1B、D）。还发现，与 Immunity_L 或 Immunity_M 组相比，Immunity_H 组的 CTLA4 水平更高（图 S1C）。这些结果表明免疫亚型与免疫过程相关基因相关。
2. PPI网络构建及枢纽基因识别
差异表达分析显示，免疫亚型中总共检测到391个DEG。生成具有 181 个节点和 1206 个边的 PPI 网络来确定 DEG 的相互作用。接下来，在Cytoscape中通过MCODE识别关键模块。如图 3A、B 所示，最上面的两个模块由 31 个 DEG 组成。然后，将这些DEG纳入GO和KEGG富集分析。在生物过程中，上述DEG在细胞器裂变和核分裂中显着富集。就分子功能而言，DEG 主要富集于微管结合和微管蛋白结合（图 3C）。GO结果表明DEGs与细胞分裂和细胞周期高度相关。KEGG 分析结果显示细胞周期和细胞衰老的富集（图 3D）。值得注意的是，模块 1 的种子基因 RRM2 与 Scheuer 评分 G 和 Scheuer 评分 S 呈正相关。因此，选择RRM2进行下一步分析。
3. 当地队列中慢性乙型肝炎患者的特征
表 1 列出了来自 FAHWMU 队列 (n = 317)、SAHWMU 队列 (n = 146) 和 FPHZ 队列 (n = 179) 的 CHB 患者的临床相关特征。在 FAHWMU 队列中，F0-1、F2、 F3、F4和F5-6分别为77（24.3%）、87（27.4%）、65（20.5%）、50（15.8%）和38（12.0%）。此外，FAHWMU 组还有 121 名 CPNL。简而言之，F0-1、F2、F3、F4 和 F5-6 的患者分别为 36 例（29.8%）、23 例（19.0%）、33 例（27.3%）、15 例（12.4%）和 14 例（11.6%），分别。此外，SAHWMU 和 FPHZ 队列中 CPNL 的数量分别为 53 和 80。
4. 血清RRM2水平与肝纤维化分期的相关性
还分析了血清RRM2与肝纤维化阶段之间的相关性。接下来，FAHWMU 队列中不同肝纤维化阶段患者的血清 RRM2 值如支持信息所示：表 S1。显然，当纤维化阶段增加时，无论 ALT 是否正常的 CHB 患者，血清 RRM2 水平都会升高。如图4A所示，在肝纤维化发展过程中，血清RRM2水平明显升高（F0-1 vs. F2，p < 0.0001；F2 vs. F3，p = 0.0718；F3 vs. F4，p = 0.0001；F4 vs. F5-6，p = 0.0569）。CPNL 也发现了类似的结果。我们的结果表明，在 CPNL 晚期纤维化阶段发现较高水平的 RRM2（F0-2 与 F3-6，p<0.0001）（图 4B）。我们还分析了血清RRM2与其他临床指标之间的相关性。如表2所示，在ALT正常/不正常的CHB患者中，血清RRM2与HA、IVC、M2BPGi、HBV DNA和肝纤维化阶段高度相关。
5. 血清RRM2对CHB患者的诊断价值
ROC 曲线分析用于评估血清 RRM2 是否可以作为验证队列（FAHWMU、SAHWMU 和 FPHZ）中 CHB 患者肝纤维化的潜在诊断生物标志物（支持信息：表 S2）。显然，血清 RRM2 将 F0-1 与 F2-6 的 CHB 患者区分开来，FAHWMU、SAHWMU 和 FPHZ 中的 AUC 分别为 0.8318、0.8300 和 0.8353（图 5A）。与此一致，我们还发现在 FAHWMU、SAHWMU 和 FPHZ 中，区分 F0-2 和 F3-6 的 AUC 分别为 0.8166、0.8167 和 0.8142（图 5B）；区分 F0-3 和 F4-6 的 AUC 分别为 0.8508、0.8507 和 0.7853（图 5C）。本研究还检查了两种常用的非侵入性方法（APRI 和 FIB-4）、两种经典的纤维化生物标志物（HA 和 IVC）以及 M2BPGi（一种已知的血清纤维化标志物）。值得注意的是，我们证明，在本地队列中，与 APRI、FIB-4、HA、IVC 和 M2BPGi 相比，血清 RRM2 中的 AUC 更高（图 5A-C）。综上所述，我们的数据表明血清 RRM2 在诊断 CHB 患者肝纤维化阶段方面具有良好的性能。接下来检查血清 RRM2 是否也对 CPNL 具有潜在的诊断价值。使用 ROC 分析发现，在区分 F0-1 和 F2-6 时，验证队列中 CPNL 中血清 RRM2 的 AUC 值为 0.8377、0.8069 和 0.7716（图 5D）。此外，在区分 F0-2 和 F3-6 时，验证队列中血清 RRM2 的 AUC 值分别为 0.8181、0.7970 和 0.7689，表明血清 RRM2 比 APRI、FIB-4、HA、IVC 和 M2BPGi 具有更好的性能（图 5E）。因此，与 APRI、FIB-4、HA、IVC 和 M2BPGi 相比，血清 RRM2 在预测 F4-6 方面具有更好的 AUC 值（图 5F）。数据表明，血清 RRM2 有助于准确预测 CPNL 肝纤维化阶段。
6. 免疫检查点与血清 RRM2 之间的关联
众所周知，阻断PD-L1、CTLA4和LAG3等免疫检查点是CHB患者的有效免疫疗法。19-21因此，进一步研究了免疫检查点与血清RRM2之间的关联。根据RRM2的中位表达水平，GSE84044队列的患者分为低表达组和高表达组。RRM2 水平较高的慢性乙型肝炎患者与较高水平的免疫检查点（PD-L1、CTLA4 和 LAG3）相关（图 6A）。在 FAHWMU 队列、SAHWMU 队列和 FPHZ 队列中也发现了类似的结果（图 6B−D）。我们的结果表明，RRM2 水平高的 CHB 患者可能受益于免疫治疗。
文章小结
总体而言，血清 RRM2 可能是诊断和监测 CHB 患者肝纤维化的有前途的生物标志物。具有高 RRM2 的 CHB 患者与晚期纤维化相关，其免疫检查点表达较高。
