中国声音|首医团队应用Olink蛋白组学揭示发热伴血小板减少综合症预后预测因子

文摘   2024-10-10 08:01   中国香港  
研究背景

发热伴血小板减少综合征(SFTS)是由国际病毒分类委员会于2022年认定的大别班达病毒(Bandavirus dabiense,以前称为SFTSV或新型布尼亚病毒)引起的一种蜱传出血热疾病。自2011年我国科学家在《新英格兰医学杂志》首次报道SFTS以来,该病在中国大部分地区、韩国、日本、越南、缅甸等多数亚洲家均有病例报道,近年来发病率呈上升趋势。SFTS起病急,进展迅速,病情凶险,由于缺乏批准的疫苗和特定的抗病毒药物,病死率高达37%。世界卫生组织(WHO)于2017、2018连续两年将其与埃博拉、拉沙热等烈性传染病一起列入《需要优先研究和干预的传染病短清单》。

SFTS表现为急性高热,伴有胃肠道或呼吸道症状、血小板和白细胞计数减少。虽然大多数病例是自限性的,但很大一部分会发展为严重的并发症,如脑病、暴发性心肌炎、弥散性血管内凝血(DIC)和多器官功能障碍综合征(MODS)。识别高危病例和实施适当的支持性治疗对临床医生构成了相当大的挑战。现有SFTS死亡风险预测指标主要依赖常规临床指标,预测效果有限。细胞因子是反映机体免疫状态和炎症反应程度的灵敏指标。然而,血浆中的细胞因子种类繁多,常规检测手段(如酶联免疫吸附测定法等)存在通量低、灵敏性较差、重复性差等局限性。因此,采用高通量、高灵敏度、稳定性强的技术进行细胞因子筛选,是发现SFTS预后标志物的可靠手段。因此,寻找高效的SFTS预后预测因子和潜在药物靶点具有重要的意义。

新文速递‍‍

首都医科大学附属北京地坛医院朱鏐娈陈志海团队于近期在感染性疾病领域期刊The Journal of Infectious Diseases发表了题目为「Identification of CCL20 as a prognostic predictor for severe fever with thrombocytopenia syndrome based on plasma proteomics」的最新研究成果:研究中使用Olink蛋白组学炎症器官损伤两个Target 96 Panel,对患者血浆蛋白组进行了系统分析,最终鉴定出CCL20为预测SFTS预后的一种灵敏、准确且高特异性的新型蛋白生物标志物。

研究解读

基于Olink PEA技术的高灵敏度和高特异性,研究使用了Olink Target 96 炎症和器官损伤两个panel,对三组样本进行了蛋白质组学分析:10例健康对照(HCs)、30例存活患者(Survivors)和8例死亡患者(Non-Survivors),以筛选灵敏有效的SFTS死亡预警指标。

作者分析了SFTS患者和健康对照者血浆中184种蛋白的表达情况,发现40种蛋白上调,50种蛋白质下调,其中51种蛋白质为首次鉴定基于蛋白表达谱,主成分分析有效区分了存活患者和死亡患者。功能富集分析显示,这些差异表达蛋白主要与白细胞趋化和迁移有关。蛋白-蛋白相互作用网络显示,一些蛋白质之间存在高度正相关,提示它们在SFTS发病机制中可能具有核心作用。

相关性分析表明,许多死亡相关差异表达蛋白与临床实验室检查指标相关。Venn图总结了与肝损伤、肾损伤、心肌损伤、凝血异常共同或特异性相关的差异表达蛋白数。其中包括CCL20、降钙素基因相关肽α(CALCA)、多营养蛋白(PTN)等13种与多器官功能障碍综合征(MODS)密切相关的蛋白,这些蛋白是SFTS预后不良的关键分子特征

随后,作者对110种与死亡相关的差异表达蛋白进行了ROC分析,结合MUVR、Boruta和Lasso回归三种机器学习方法联合筛选出死亡预测因子,其中PLIN1CCL20表现出最强的预测能力。

雷达图描绘了Boruta方法选择的前10个差异表达蛋白的相对表达水平,其中CCL20表达量最高。CCL20水平能够准确预测SFTS死亡率,AUC为1.000(P = 0.0004)。在验证队列中,CCL20在预测死亡风险方面的AUC为0.9033,Cut off值为45.74 pg/mL,敏感性为95.45%,特异性为78.63%。

通过比较死亡患者、存活患者以及健康对照者,作者确定了86个上调超过1.5倍的差异表达蛋白,将其指定为潜在的治疗靶点,并使用FDA批准的药物-基因相互作用数据库(DGIdb,v4.2.0)研究了药物候选物。分析发现了202种针对37种蛋白的药物,涵盖了各种药物类别,如抗病毒、抗凝、抗炎、抗生素、化疗和免疫抑制药物,为治疗SFTS提供了更多的药物选择。

写在最后

基于Olink血浆蛋白组学方法,首医团队检测了30名SFTS幸存者和8名非幸存者的184种血浆蛋白,并在154名SFTS患者队列中进行了验证。结果显示,与幸存者相比,非幸存者有110种差异表达的蛋白,这些蛋白的功能富集在与细胞趋化相关的途径中。特别是,CCL20在预测死亡方面表现出色,其在发现队列验证队列中的曲线下面积(AUC)分别为10.9033,具有显著统计学意义。此外,研究还发现202种FDA已批准药物,这些药物靶向37种与死亡相关血浆蛋白,为SFTS的治疗提供了潜在的药物再利用机会。这些发现表明,通过血浆蛋白质组学可揭示SFTS不同临床结果的独特特征,CCL20作为一种新的生物标志物,对预测SFTS的预后具有高度的敏感性特异性

*本文内容为该论文第一作者Zhang Yue博士供稿
参考资料:

1. Zhang Y, Li L, Liu Y, Zhang W, Peng W, Zhang S, Qu R, Ma Y, Liu Z, Ge Z, Zhou Y, Tian W, Shen Y, Liu L, Duan J, Chen Z, Zhu L. Identification of CCL20 as a prognostic predictor for severe fever with thrombocytopenia syndrome based on plasma proteomics. J Infect Dis. 2024 Jan 25.

Olink Proteomics

Part of Thermo Fisher Scientific 



   Olink Proteomics创立于瑞典乌普萨拉,致力于突破蛋白检测在“多重能力/特异性”、“灵敏度”和“检测通量”等方面的综合瓶颈,进而实现超灵敏多重蛋白标志物检测、无偏靶向蛋白质组学和精准蛋白组学,以帮助蛋白标志物的发现、药物研发、转化医学、以及让“多组学整合”真正切实可行。


    具体来说,我们基于专利PEA技术,秉承严谨和透明的科学精神,开发并充分验证了一系列开创性的Olink Panel。


    这些Panel可赋能科学家,通过在1-6µl体液中精确检测5-5400+种生物标志物,更加充分地理解实时生物学。从而,借助多组学发现pQTL等创新药物靶点;筛选更好的疾病预测和预后标志物;理解药物作用的MoA, Safety, PK, PD, Dose;拓展已上市药物的适应症;开发伴随诊断;加速药物研发进程,降低药物研发成本;同时促进从临床科研到临床应用的转化;提高肿瘤等疾病早筛方法的灵敏度和特异性,并最终达致精准医学。


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官网:
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Olink Proteomics
Olink Proteomics来自瑞典,为精准医学/转化医学提供创新蛋白标志物及组学检测方案。借助PEA专利技术和充分验证,实现了蛋白组学检测技术在通量、特异性、灵敏度的突破。021-50778771, China@olink.com
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