柳叶刀•风湿病学｜基于Olink蛋白质组及转录组综合分析发现系统性硬化症患者标志物

新文速递

知名药企GSK和UK Medical Research Council资助的伦敦大学风湿病中心Christopher Denton教授团队，近期在柳叶刀子刊风湿病学期刊Lancet Rheumatol （IF=35.482）上发表最新研究成果：文中前瞻性研究使用了来自系统性硬化患者皮肤活检组织的转录组学和来自皮肤水泡液的蛋白质组学的综合分析，以确定存在于RNA转录本和间质液中与皮肤受损伤程度相关的蛋白质中的关键分析物。

研究者搜索了截至2021年9月1日PubMed数据库，尚未发现已报道的血浆生物标志物来准确反映皮肤局部分子环境，鉴别/诊断系统性硬化症患者皮肤受累程度情况。而通过该研究项目发现，皮肤活检组织转录组学和皮肤水泡液蛋白组组学两个来源的分析物和血液中蛋白质表达水平相关，多变量分析证实其中四种标志物，包括COL4A1、COMP、 TNC和 SPON1，具有统计学意义，且与皮肤受累独立相关。

研究解读

采用加权基因共表达网络分析来探讨皮肤转录组学数据、临床特征和水泡液蛋白质组学结果的相关性。在水泡液和皮肤基因集（模块）中都存在，并与血浆相关（模块成员>0.7和基因显著性>0.6）的分析物被识别为候选「枢纽分析物」。从12个月的早期弥漫性皮肤系统性硬化症患者的皮肤活检样本中获得的RNA转录数据进一步证实了「枢纽分析物」。

通过研究在皮肤中发现了三个模块，在水泡液中发现了两个模块，均与早期弥漫性皮肤系统性硬化的诊断相关。从这些模块中，我们确定了11个关键的「枢纽分析物」，它们存在于皮肤和水泡液模块中，其转录物和蛋白质水平与血浆蛋白浓度和mRSS相关，并在12个月时采集的重复转录组样本中显示出统计学显著相关性。多变量分析发现四种血浆分析物，包括COL4A1、COMP、SPON1和TNC，与mRSS相关，可用于区分疾病亚型。

首次尝试蛋白质组学和转录组学综合分析方法来识别可用于诊断皮肤受累程度和严重程度的关键分析物。水泡液提供了一个独特的机会来对特定的皮肤环境进行取样进行蛋白学分析，并与基因表达结果和环境相结合。这项研究有一个接受治疗的队列患者，意味着解释数据将与当前的临床实践相关。研究结果已经证明，早期dcSSc队列的皮肤轨迹不会因免疫抑制而混淆。此外，现在的临床试验通常设计普遍允许背景治疗，这使得文中采用的方法与临床试验高度相关。

该研究中使用了13个Olink Target 96 panels，以实现1196种蛋白标志物的充分覆盖。尽管在Olink小组中评估的体液蛋白质数量是已知研究中最多的之一，但仍可能有一些相关的蛋白质没有被分析；然而，在与Olink的精心合作下，我们已经优化选取对候选生物标志物覆盖范围最大的panel。（随着Olink panel近来进一步扩大到3072-plex，现已实现对主要生物学信号通路100%的覆盖。）

这种无偏的基于蛋白组学的研究方法帮助发现系统性硬化症在局部皮肤的发病机制驱动因素的潜在生物学候选物。通过关注血浆中可测量的分析物，发现一种有前景的血浆蛋白生物标志物组合，可用于评估皮肤严重程度的患者分层，并作为临床试验和实践的潜在治疗干预衡量指标。一旦充分验证，这一生物标志物评分或可取代诸如mRSS之类的、具有很大可变性的现有临床评分。

1. Kristina E N Clark et al. Integrated analysis of dermal blister fluid proteomics and genome-wide skin gene expression in systemic sclerosis: an observational study. Lancet Rheumatol. 2022.