蛋白质组学联合转录组学鉴定脓毒血症诱导肺损伤的差异表达基因的效能及独立样本验证

摘要

目的 基于蛋白质组学联合转录组学结果探讨脓毒血症诱导肺损伤的生物学标志物。方法 纳入70例脓毒血症患者及70例脓毒血症诱导肺损伤患者作为研究对象。将140例患者分为实验组和验证组。实验组包括10例脓毒血症及10例脓毒血症诱导肺损伤患者，采用蛋白质组学分析血浆中的差异表达蛋白，并进行基因本体论(GO)和京都基因和基因组百科全书(KEGG)富集分析。从基因表达综合数据库(GEO)下载脓毒血症诱导肺损伤的数据集GSE10474,采用GEO2R在线数据库分析脓毒血症诱导肺损伤的差异转录组学数据。采用韦恩图在线分析蛋白质组学及转录组学中有关脓毒血症诱导肺损伤的共同差异基因。验证组包括60例脓毒血症(脓毒血症组)患者和60例脓毒血症诱导肺损伤(脓毒血症诱导肺损伤组)患者，采用酶联免疫吸附测试(ELISA)检测并比较脓毒血症组与脓毒血症诱导肺损伤组外周血中蛋白表达水平的差异。采用受试者工作特征(ROC)曲线分析差异蛋白表达水平鉴别脓毒血症及脓毒血症诱导肺损伤的临床价值。结果 蛋白质组学结果证实脓毒血症患者及脓毒血症诱导肺损伤患者血浆中存在显著差异表达蛋白共239个；相较于脓毒血症患者，脓毒血症诱导肺损伤患者共存在96个显著上调的蛋白，143个显著下调的蛋白。差异表达蛋白GO富集分析结果包括细胞质、微管结合、三磷酸腺苷(ATP)结合、对病毒的防御反应、免疫反应，KEGG富集分析结果包括代谢途径、白细胞介素-17(IL-17)信号通路及磷脂酰肌醇-3-激酶-蛋白激酶B(PI3K-Akt)信号通路。在GSE10474数据集中，相较于脓毒血症患者，脓毒血症诱导肺损伤患者中显著上调的基因77个，显著下调的基因142个。韦恩图结果显示蛋白质组学和转录组学中共同差异表达基因共6个，依次为BTNL8、FCGR2B、TAK1、KCNC1、TREM1和SEC31A。相较于脓毒血症组，脓毒血症诱导肺损伤组外周血中TAK1和TREM1蛋白水平均升高，差异有统计学意义(P<0.01)。ROC曲线结果显示，血清中TAK1和TREM1蛋白表达水平在鉴别脓毒血症及脓毒血症诱导肺损伤的曲线下面积(AUC)分别为0.925和0.785;当TAK1截断值为71.28 pg/mL时，敏感度和特异度分别为94.45%和97.89%;当TREM1截断值为58.22 mg/mL时，敏感度和特异度分别为83.43%和82.19%。结论 通过蛋白质组学和转录组学证实了TAK1、TREM1及多种炎性信号通路活化可能在脓毒血症诱导肺损伤的进展中发挥了重要作用。

关键词

脓毒血症 / 肺损伤 / 蛋白质组学 / 转录组学 / 标志物 / 敏感度 / 特异度 / 差异表达基因 / 鉴别效能