心跳的感覺|Olink助力肺動(dòng)脈高壓患者右心室衰竭標(biāo)志物L(fēng)TBP-2篩選
研究背景
右心室功能是肺動(dòng)脈高血壓發(fā)病和死亡的主要決定因素,但右心室重塑的分子機(jī)制和反映其功能的循環(huán)因子尚不清楚。肺動(dòng)脈高壓患者中右心室重構(gòu)事件通常分為2個(gè)階段,但哪些分子參與了這些重塑事件也了解的不夠清楚。其中NT-proBNP 通常用于輔助臨床決策,因?yàn)樗谋磉_(dá)水平與患者血流動(dòng)力學(xué)、右心室功能和存活率相關(guān),但其受到多個(gè)混雜變量的影響(如左心疾病、腎功能、年齡和并發(fā)癥等),所以該指標(biāo)并不能特異性地反映肺動(dòng)脈高壓患者右心室重塑的所有病理生理學(xué)。臨床上仍急需尋找有效的RV 靶向治療藥物以及可用于診斷和療效預(yù)測的循環(huán)生物標(biāo)志物。

新文速遞
加拿大魁北克大學(xué)心臟病和肺病研究所的專家們及美國楊森研發(fā)中心、英國謝菲爾德大學(xué)的合作者們在《Nature Cardiovascular Resaerch》上發(fā)表了相關(guān)研究成果。
結(jié)合蛋白質(zhì)組學(xué)(Olink血漿蛋白質(zhì)組圖譜)與轉(zhuǎn)錄組學(xué),研究者鑒定到一組與心臟纖維化相關(guān)的蛋白質(zhì),它們在右心室失代償?shù)姆蝿?dòng)脈高壓患者的右心室組織和血漿中也有上調(diào)。多組學(xué)分析得到的數(shù)據(jù)隨后經(jīng)過驗(yàn)證隊(duì)列的驗(yàn)證,確定了LTBP-2(一種分泌型基質(zhì)蛋白),可以作為右心室衰竭的新因子和生物標(biāo)志物來預(yù)測肺動(dòng)脈高壓患者的預(yù)后。

部分名詞縮寫:
PAH:肺動(dòng)脈高壓
RV:右心室
cRV:代償性右心室
dRV:失代償?shù)挠倚氖?/p>
對(duì)人類右心室衰竭進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組的比較分析
采用主成分分析(PCA)分別對(duì)轉(zhuǎn)錄組(下圖A)和蛋白質(zhì)組(下圖B)進(jìn)行分析,每個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)樣本(綠色為對(duì)照、紅色為cRV患者、藍(lán)色為dRV PAH患者)。可以看出,在CTRL 與cRV 兩個(gè)人群的組織中,轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組的表達(dá)水平差異都比較小,而dRV 患者的表達(dá)水平與CTRL 與cRV 的差異均較大。

對(duì)轉(zhuǎn)錄組和蛋白組數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析(上圖C) ,通過Circo Plot 和韋恩圖(venn diagram)展示了dRV 和CTRL 之間重疊的差異表達(dá)編碼基因(DEG)和蛋白質(zhì)(DEP),在檢測到的基因-蛋白質(zhì)匹配中,作者定義了作為具有相應(yīng)的檢測蛋白質(zhì)的檢測基因,總共 60個(gè)基因中有10個(gè)被檢測到在轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄水平都受到調(diào)控翻譯水平,其中58個(gè)(97%)顯示一致的表達(dá)模式(33個(gè)上調(diào),25個(gè)下調(diào))。從結(jié)果可以看到幾種與心肌壁完整性和心臟適應(yīng)壓力相關(guān)的蛋白,如SORBS2、MLIP 和DSG2 在mRNA 和蛋白質(zhì)表達(dá)水平均下調(diào),而多種ECM ?相關(guān)蛋白,包括COL6A3,COL18A1, LTBP-2、VCAN和TNC 在mRNA 和蛋白質(zhì)表達(dá)水平均上調(diào)。多組學(xué)的結(jié)合創(chuàng)建了研究右心室衰竭的潛在機(jī)制和潛在改善右心室功能的參考數(shù)據(jù)集。
對(duì)肺動(dòng)脈高壓患者進(jìn)行Olink 血漿蛋白質(zhì)組分析
發(fā)現(xiàn)隊(duì)列:來自加拿大的28名健康對(duì)照和60名肺動(dòng)脈高壓患者(其中cRV=31例、dRV=29例),采集的樣本均采用Olink?Explore 384 Cardiometabolic Panel?進(jìn)行大規(guī)模血漿蛋白質(zhì)組分析。

2、與健康對(duì)照組相比,PAH 患者血漿中的NT-proBNP、NPPB 蛋白的NPX 表達(dá)水平顯著升高。同時(shí)研究者們?yōu)榱嗽u(píng)估Olink 方法的性能,還研究了PEA 方法與臨床測量血漿NT-proBNP方法(西門子的NT-proBNP 診斷試劑)的一致性,從上圖b中可以看出這兩個(gè)值的相關(guān)性非常高 (r= 0.9368,P < 0.0001),表明?Olink 方法的準(zhǔn)確性和靈敏度非??煽?/strong>。
3、與健康對(duì)照組相比,將dRV 的PAH 患者的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)、右心室組織蛋白組數(shù)據(jù)和和Olink血漿蛋白中上調(diào)的循環(huán)蛋白用維恩圖展現(xiàn)出來出來(上圖c),三個(gè)數(shù)據(jù)集的交集顯示了5個(gè)共同的蛋白(LTBP-2、COL6A3、COL18A1、 TNC和CA1),其主要與纖維化相關(guān)。在上圖d中綜合了對(duì)照組和PAH 患者(cRV 和dRV 兩組)的這五種共有因子的血漿NPX 蛋白表達(dá)水平,差異非常顯著,在PAH 內(nèi)部的兩個(gè)分組間差異均不顯著。
在獨(dú)立隊(duì)列中驗(yàn)證選定的生物標(biāo)志物
驗(yàn)證隊(duì)列:來自英國謝菲爾德心肺研究中心收集的血漿樣本,56名健康對(duì)照和61名PAH 患者,所有樣本均采用Olink Explore 384 Cardiometabolic Panel?進(jìn)行大規(guī)模血漿蛋白質(zhì)組分析,分別探索了5種共有蛋白質(zhì)(LTBP-2、COL6A3、COL18A1、 TNC 和CA1)以及NT-proBNP 各自的臨床相關(guān)性。所有數(shù)據(jù)與在發(fā)現(xiàn)隊(duì)列中得出的結(jié)論非常一致。
5種共有蛋白質(zhì)(LTBP-2、COL6A3、COL18A1、 TNC和CA1)的NPX表達(dá)水平與預(yù)后的相關(guān)性見下圖。

作者分別做了三類比較:a:健康對(duì)照組與PAH 患者組;b:根據(jù)抽取血樣時(shí)通過右心導(dǎo)管術(shù)測量的心臟指數(shù)(CI值),將PAH患者歸為2類cRV 和dRV 組;c:健康組和IPAH 組和CTD-PAH 組,PAH 患者根據(jù)發(fā)病原因不同又歸類為IPAH(特發(fā)性肺動(dòng)脈高壓)和CTD-PAH(肺動(dòng)脈高壓相關(guān)的結(jié)締組織?。?,不管PAH 患者如何分類,5種共同蛋白在健康對(duì)照與PAH 組均存在顯著差異(如上圖A)。
在總共205個(gè)體中,NT-proBNP、LTBP-2、COL6A3、 COL18A1、TNC 和CA1 在患者中顯著上調(diào),PAH 與對(duì)照組相比顯著上調(diào),其中dRV 患者相比cRV 患者也顯著增加。ROC 分析顯示LTBP-2、COL6A3、COL18A1 和TNC 與無移植的肺動(dòng)脈高壓患者存活率顯著相關(guān)。在這些生物標(biāo)志物中,LTBP-2 蛋白具有最高的AUC(下圖)。

與發(fā)現(xiàn)群組和驗(yàn)證群組一致,單獨(dú)來看,未經(jīng)調(diào)整的Cox 比例風(fēng)險(xiǎn)分析顯示 LTBP-2、COL6A3、COL18A1 和TNC 與PAH 患者的無移植存活率顯著相關(guān)。多變量分析表明,只有LTBP-2 仍然是一個(gè)獨(dú)立的風(fēng)險(xiǎn)后的預(yù)后因素。

寫在最后對(duì)多組學(xué)的使用并基于多組織優(yōu)先化策略,不僅證實(shí)了一些以前被表征的生物標(biāo)志物的作用,還發(fā)現(xiàn)了新的具有更強(qiáng)預(yù)測價(jià)值的生物標(biāo)志物,其也是改善肺動(dòng)脈高壓的右心室功能潛在的藥物靶點(diǎn)。同時(shí),本文研究與已往發(fā)表數(shù)據(jù)有很大不同。作者把它歸功于采用了Olink 的PEA 技術(shù),其優(yōu)勢在于可以高通量的測量低水平表達(dá)的循環(huán)蛋白因子,解決了血漿蛋白質(zhì)組檢測的復(fù)雜性,且無需通過其它平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證。采用PEA 技術(shù)更有利于發(fā)現(xiàn)新的有價(jià)值的生物標(biāo)志物,比如本文中LTBP-2 的發(fā)現(xiàn),該蛋白迄今為止還沒有被其它商業(yè)蛋白質(zhì)組分析技術(shù)所覆蓋。
參考資料:
1.Identification of LTBP-2 as a plasma biomarker for right ventricular dysfunction in human pulmonary arterial hypertension.?Nature Cardiovascular Research,?https://doi.org/10.1038/s44161-022-00113-w
來源:Olink Proteomics心跳的感覺|Olink助力肺動(dòng)脈高壓患者右心室衰竭標(biāo)志物L(fēng)TBP-2篩選的評(píng)論 (共 條)
