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研究背景随着社会经济发展,骨创伤发病率逐年增加。骨创伤的典型特征为骨破坏、骨缺损,若并发骨感染,将进一步加重已存在的骨破坏、骨缺损。骨破坏、骨缺损可使患者丧失运动功能,影响生活质量。对于骨破坏较重的患者,则需面临促进骨愈合的问题。研究显示,骨创伤后骨延迟愈合或不愈合整体发病率为5%-10%,随着严重骨创伤患者的发病率增加,其发生率还将进一步升高。延迟愈合或不愈合患者常伴随骨折部位长期疼痛、局部功能障碍,给患者带来严重负担,因此如何促进骨愈合成为目前亟待解决的医学难题。骨愈合障碍患者出现骨稳态受损,机体成骨能力受抑制,患者出现骨不连、甚至骨缺损。我们通过蛋白组学研究发现,骨感染所致骨愈合障碍患者的骨组织中Fibulin2增高,Fibulin2属于Fibulin家族蛋白,是一种细胞外基质（ECM）糖蛋白,研究显示多种ECM糖蛋白参与骨稳态调节,但目前缺乏Fibulin2与骨愈合障碍相关的研究。骨髓间充质干细胞（BMSC）存在于人骨组织中,是常见的成骨前体细胞,对骨愈合具有重要意义。BMSC成骨分化功能受损是导致骨愈合障碍的重要原因,然而关于Fibulin2升高与BMSC成骨分化功能受损的关系尚不清楚。于第一部分研究中我们主要探讨了Fibulin2升高导致骨愈合障碍的可能机制。感染仍然是常见疾病,也是导致患者死亡的主要原因。早期感染如果未有效诊治,可能发展为全身感染并最终导致脓毒症,因此在早期处理感染尤为重要。早期发现和及时诊断感染是临床干预的基础。然而,由于发热、创伤等复杂病因的干扰,目前感染的诊断指标如C反应蛋白（CRP）、降钙素原（PCT）、白细胞（WBC）、中性粒细胞比率（NEU%）、白细胞介素-6（IL-6）、D-二聚体（D-dimer）的敏感性和特异性仍存在问题。因此,仍需开发新诊断指标用于预测感染。于第二部分研究中我们主要探讨了Fibulin2作为预测感染的标志物的临床应用。研究目的1.找出与骨愈合障碍相关的关键分子;2.深入研究Fibulin2导致骨愈合障碍的分子机制;3.探讨Fibulin2作为早期诊断感染指标的可行性。研究方法1.蛋白组学研究筛选出与骨愈合障碍相关的分子;2.碱性磷酸酶（ALP）及茜素红（ARS）染色检测BMSC经过Fibulin2刺激后的成骨分化情况;3.生物信息学分析及分子对接预测Fibulin2的作用靶点;4.实时定量PCR（RT-q PCR）、免疫印迹（WB）检测BMSC经过Fibulin2刺激后成骨分化标志物及相关信号通路分子的表达情况;5.慢病毒（LV）转染BMSC,使BMSC过表达或低表达Fibulin2;6.利用裸鼠建立骨缺损动物模型,于骨缺损处移植BMSC,观察过表达或低表达Fibulin2的BMSC骨修复能力;7.构建Fibulin2基因敲除小鼠模型,取新生小鼠进行全骨骼染色,评估Fibulin2基因敲除对骨骼发育情况的影响;8.从2021年1月至10月,在急诊科招募患者,研究Fibulin2作为早期诊断感染指标的可行性;9.采用酶联免疫吸附试验（ELISA）测定血浆Fibulin2浓度;10.通过受试者工作特征（ROC）曲线分析Fibulin2预测感染的性能。研究结果1.与对照组相比,感染所致骨愈合障碍患者骨标本中Fibulin2升高,感染康复后Fibulin2恢复至感染前水平;2.Fibulin2刺激BMSC后,ALP和ARS染色显示BMSC成骨分化能力减弱,相应的成骨分化标志物Col1a1、Ruxn2表达均降低;3.Fibulin2与Notch2在BMSC中存在共定位现象,Fibulin2通过抑制Notch2通路激活从而抑制BMSC成骨分化,Fibulin2刺激BMSC后,Notch2通路活化标志物N2ICD、Hes1表达均降低;4.低表达Fibulin2的BMSC在体内的骨修复能力强于相应对照组,过表达Fibulin2的BMSC在体内的骨修复能力弱于相应对照组;5.新生鼠、出生7天和14天小鼠的全骨骼染色显示,Fibulin2基因敲除小鼠矿化骨多于WT鼠,Fibulin2基因敲除小鼠骨骼发育快于WT小鼠;6.感染组患者血浆中Fibulin2水平明显高于非感染组患者;7.ROC曲线分析显示,Fibulin2诊断感染时的曲线下面积（AUC）为0.712;8.所有纳入的患者中,Fibulin2（AUC 0.712）诊断感染能力不弱于CRP（AUC 0.667）、PCT（AUC 0.632）、WBC（AUC 0.620）、NEU%（AUC 0.619）、IL-6（AUC 0.561）、D-dimer（AUC 0.630）;9.在发热患者中,Fibulin2诊断感染的能力不劣于PCT,但优于CRP、WBC、NEU%、IL-6和D-dimer。10.在创伤患者中,Fibulin2诊断感染的能力优于PCT、CRP、WBC、NEU%、IL-6和D-dimer。研究结论1.Fibulin2通过抑制Notch2通路激活从而抑制BMSC成骨分化;2.Fibulin2与骨骼发育相关、与骨愈合障碍相关;3.Fibulin2是一种新的可用于诊断感染的生物标志物。