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研究背景:耐多药结核病(Multidrug-resistant tuberculosis,MDR-TB),被定义为至少对异烟肼和利福平耐药,对全球公共健康造成严重威胁。我国位列第二大耐多药结核高负担国家,发病率为8.32%,每年的MDR-TB患者高达12万例,形势严峻。目前诊断耐多药结核病的过程比较繁复,需要对结核病进行细菌学确认,并使用快速分子检测、培养方法或测序技术进行耐药性检测。基于培养的方法例如药物敏感性测试(Drug susceptibility testing,DST),是诊断耐多药结核病的主要标准,一般耗时6-12周,培养时间较长。被WHO推荐的XPERT MTB/RIF可以快速检测对利福平的耐药性。但是XPERT MTB/RIF在涂片阴性/培养阳性样品中的检出率较低,存在假阳性的问题。目前尚无检测耐多药结核病的快速诊断方法。总体而言,现有的诊断方法与标本的细菌负荷直接相关,适用于痰涂阳性患者,但不适用于痰涂阴性患者或者痰少的人群。蛋白质组的动态变化可以直接阐明疾病病理状态的潜在机制,在结核病诊断或药物靶标中显现前景。因此研究蛋白组学生物标志物可能有助于完善耐多药结核病的诊断。研究方法:为了研究耐多药结核病的早期诊断生物标志物,我们在耐多药结核病组,药物敏感性结核病组,健康对照组使用了高效液相系统Easy n LC1200与Q-Exactive HF质谱仪进行独立采集分析(Data-independent acquisition,DIA)与平行反应监测(Parallel reaction monitoring,PRM),以鉴定与验证差异耐多药结核病血清蛋白。使用i RT内标校正肽段根据保留时间对DIA获得的数据进行对齐校正,随后进行各个样品LC-MS/MS原始数据的对比分析。在蛋白质的定性时,使用FDR方法筛选得分阈值。采用蛋白比值(Fold change)大于1.2倍或小于0.7,并且同时满足p值小于0.05的标准筛选差异表达蛋白质。对候选蛋白进行靶向定性分析,对鉴定到的目标肽段进行筛选,保留可信肽段。高效液相色谱分离后的肽段通过PRM质谱分析,对目标蛋白和目标肽段进行定量。使用生物信息学、统计等方法对数据进行聚类,使用GO、KEGG分析,相关性与相互作用分析,并建立耐多药结核病诊断模型。研究结果:使用DIA技术在耐多药结核病组、药物敏感性结核组与健康对照组之间筛选差异蛋白质,总共鉴定到1000个蛋白。在健康对照组和耐多药结核病组之间共鉴定出157个差异蛋白,其中143个差异蛋白丰度上调,14个差异蛋白丰度下调,其KEGG显示差异蛋白主要集中在补体凝血级联反应;在耐多药结核病组和药物敏感性结核病组之间共鉴定出33个差异蛋白,其中28个差异蛋白表达上调,5个差异蛋白表达下调,KEGG分析显示与表面粘附和ECM受体相互作用相关。在药物敏感性结核组和健康对照组中,共筛选得到了170个差异蛋白:135个差异蛋白表达上调,35个差异蛋白表达下调,显示与补体凝血级联反应和其他免疫反应(例如白细胞介素的产生和调节)显著相关。将鉴定到的差异候选蛋白保留可信肽段,共有41个肽段建立了靶向分析方法学。和药物敏感性结核病组相比,在耐多药结核病组中,肽聚糖识别蛋白2(Peptidoglycan recognition protein2,PGLYRP2,Swissprot:Q96PD5)的蛋白丰度显著上调(p<0.001)、纤维蛋白原α链(Fibrinogen alpha chain,FGA,Swissprot:P02671)蛋白丰度显著上调(p<0.001),以及单核细胞分化抗原CD14(Monocyte differentiation antigen CD14,s CD14,Swissprot:B2R888)的蛋白丰度显著下调(p<0.01)。最终我们将3个候选蛋白组合经逻辑回归建立诊断模型,ROC曲线下面积为0.934(95%CI,0.799 to0.990),灵敏性与特异性分别为81.2%和90.0%,经留一法交叉验证表明候选标志物拟合模型的预测准确性为80.0%,灵敏性与特异性分别为75.0%与85.0%,可以较好地区分耐多药结核病组与药物敏感性结核病组。并且,我们还检测到了结核病患者血清中结核分枝杆菌来源的差异蛋白,建立了宿主候选蛋白与差异结核分枝杆菌蛋白的相关性与相互作用网络,提示了结核病中免疫和炎症相关蛋白的变化。结论:我们将DIA与PRM的靶向验证相结合,获得了三种用于组合建模分析的潜在蛋白质生物标志物(s CD14、FGA和PGLYRP2)。我们的结果有助于为耐多药结核病的潜在生物标志物诊断奠定实验室基础,并可能有助于阐明耐多药结核病的潜在机制。我们的研究还说明了蛋白质组学在疾病生物标志物领域的适当应用,并可能有助于结核病病理相关功能的未来研究。