Olink蛋白组学助力溃疡性结肠炎临床研究发现全身性炎症蛋白标志物
近期瑞典厄勒布鲁大学医院研究团队在Gastroenterology杂志（IF=22.68）发表题目为Systemic Inflammation in Preclinical Ulcerative Colitis的文章，旨在系统研究临床前溃疡性结肠炎的全身性炎症免疫反应。文中通过以含212个体的临床前溃疡性结肠炎队列（Pre-clinical Cohort）为发现队列，以及含151个体的起始队列（Inception Cohort）和含78个体的双胞胎队列（Healthy Twins Cohort）两个队列为验证队列，使用Olink炎症panel进行血浆蛋白组学研究，最终发现了6种蛋白标志物可以作为溃疡性结肠炎的早筛早诊，且其中4个蛋白质与遗传及环境风险暴露相关（图1）。
图1：队列设计及研究发现概述 研究方案及结果 ✦ 临床前溃疡性结肠炎队列 单蛋白逻辑回归模型找到了6种特定蛋白（MCP-1、CXCL9、SLAMF1、CCL11、MMP10和CXCL11）有差异表达（标称P值<0.05)（表1）。在将性别、年龄和吸烟习惯作为协变量后，所有标志物仍然显著。在这些标志物中，MMP10、CXCL9和CCL11与后期溃疡性结肠炎的诊断最密切相关。
表1：临床前队列中差异表达的血浆蛋白标志物
✦ 验证临床前蛋白标志物的生物学相关性
表2： IBD特征队列中未接受治疗的溃疡性结肠炎患者和健康对照者的诊断前蛋白质相对丰度的比较
图2 受试者工作曲线（ROC）分析区分初始队列中的初治溃疡性结肠炎患者与健康对照。
✦共享遗传和环境风险因素对临床前蛋白标志物的影响 通过比较溃疡性结肠炎患者的健康双胞胎兄弟姐妹和健康献血者来研究共有遗传和环境风险因素对临床前蛋白质标志物的影响。与临床前队列的研究结果一致，在健康双胞胎兄弟姐妹中观察到MMP10、CXCL9、CXCL11和 MCP-1上调（表3）。
表3 溃疡性结肠炎患者健康双胞胎兄弟姐妹和健康献血者诊断前蛋白标志物相对丰度的比较
此外，CCL11似乎被上调（P=0.08），但SLAMF1不显著（P=0.22）。并且这些蛋白质标志物的水平在同卵和异卵健康双胞胎之间没有显著差异。在由4个显著重复的生物标志物蛋白（LOO AUC=0.62，图3）构建的 LOO 交叉验证预测模型中，溃疡性结肠炎患者的健康双胞胎兄弟姐妹在某种程度上也可以与健康的献血者分开。
图3 受试者工作曲线（ROC）分析区分溃疡性结肠炎患者的健康双胞胎与健康献血者。
✦ 不同队列中蛋白标志物水平的探索 当相对蛋白标志物水平相对于每个队列的健康对照的平均值进行标准化并进行比较时，除MCP-1外，所有队列中6种预诊断标志物的相对丰度均呈阶梯式增加。在健康对照组（调整为1）中观察到最低水平，健康的双胞胎兄弟姐妹和临床前患者表现出中等水平，而溃疡性结肠炎患者表现出最高的相对丰度（图 4 B-G）。
图4（A）来自临床前队列的6种蛋白质在3个队列中的重合情况。（B-G）临床前溃疡性结肠炎病例、溃疡性结肠炎患者和溃疡性结肠炎患者的健康双胞胎与健康对照组的失调蛋白的相对水平。 最后展望 本文确定了6种血浆蛋白标志物的上调，在产生临床显著性溃疡性结肠炎的数年前，便参与激活了促炎和组织修复途径。这个研究结果为最终导致溃疡性结肠炎的炎症事件的早期预测提供了新的数据，因为暴露于遗传和环境风险因素会触发几种蛋白质的激活。对早期疾病机制的进一步了解可能会揭示新的治疗靶点，并为疾病预测和干预措施开辟途径，以延缓甚至阻止疾病向临床表现的进展。
当然，由于队列样本的限制，后续研究还应针对在溃疡性结肠炎的所有不同阶段（即临床前阶段、诊断时以及诊断后）收集的生物材料的纵向评估，去发现更多的蛋白标志物或证据。总之，本文通过三个队列的巧妙设计筛选出一个蛋白标志物模型，可以在疾病诊断前区分潜在患者及健康人群，显示了蛋白标志物在疾病早筛领域中的重要作用。
参考文献： 1. Systemic Inflammation in Preclinical Ulcerative Colitis. Gastroenterology 2021;161:1526–1539. |
