整合肝脏分泌蛋白与血浆蛋白质组学:构建预测模型精准分层代谢相关脂肪性肝炎(MASH)

【字体: 时间:2025年04月18日 来源:Cell Reports Medicine 11.7

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  本文通过对 266 名肥胖个体的血浆和肝脏进行研究,运用蛋白质组学技术,详细剖析了代谢相关脂肪性肝病(MASLD)进展过程中肝脏分泌蛋白和血浆蛋白的变化,构建出 APASHA 模型,该模型能有效分层肥胖人群中 MASH 的患病风险,为疾病诊断提供新方法。

  ### 研究背景
代谢相关脂肪性肝病(MASLD)是全球最常见的肝脏疾病,涵盖代谢相关脂肪性肝(MASL)及其更严重的代谢相关脂肪性肝炎(MASH)等多种组织学病症。肥胖是 MASLD 的主要风险因素,在肥胖人群中 MASLD 患病率高达约 75%。MASH 患者发生肝纤维化的速度是 MASL 患者的两倍,且更易进展为肝硬化、肝细胞癌(HCC),增加肝脏相关和全因死亡率 。然而,目前缺乏实用、有效的非侵入性筛查方法来在疾病进展为肝硬化前识别早期疾病,尤其是在肥胖患者中。当前的金标准肝活检存在诸多局限,而现有的非侵入性检测手段,如影像学检查和血液生物标志物,在肥胖个体中诊断效果不佳,无法有效区分 MASLD 和 MASH。因此,寻找能反映肝脏病理且有效分层 MASH 风险的肝脏分泌蛋白至关重要。

研究方法


  1. 患者招募与分组:前瞻性招募接受减肥手术的肥胖患者,分为发现队列(160 例)和验证队列(106 例)。详细记录患者病史和代谢合并症,排除不符合条件的患者。对患者进行手术并获取肝脏组织和血浆样本,肝脏组织用于组织学分析,血浆样本用于后续检测。
  2. 血浆蛋白质组学分析:采用两种互补的血浆蛋白质组学方法,即非耗竭血浆蛋白质组学和小蛋白富集测定(SPEA)。非耗竭血浆蛋白质组学用于检测高丰度蛋白质,SPEA 用于识别小的、低丰度的蛋白质。通过这些方法分析血浆蛋白质组的变化,寻找与 MASH 相关的候选生物标志物。
  3. 肝脏分泌蛋白质组学分析:对部分患者的肝脏组织进行精确切割,获取肝脏切片并孵育,检测分泌到孵育介质中的蛋白质。使用液相色谱 - 串联质谱(LC - MS/MS)结合数据非依赖性采集技术,全面分析肝脏分泌蛋白,探究其与 MASH 的关系。
  4. 数据处理与模型构建:对蛋白质组学数据进行统计分析,包括相关性分析、差异表达分析等。整合临床参数和血浆蛋白质组学数据,通过逻辑回归构建 APASHA 模型,并在发现队列和验证队列中进行验证。

研究结果


  1. 发现队列患者信息:发现队列中,无病理、MASL 和 MASH 的发生率分别为 26.3%、53.1% 和 20.6%,女性占比 73.1%。MASH 患者中男性比例高于无病理患者。MASH 患者的丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)、糖化血红蛋白(HbA1c)和胆红素水平升高,高密度脂蛋白(HDL)水平降低。
  2. 现有非侵入性评分的有效性:常用的非侵入性评分和临床参数,如 Forns 指数、FIB - 4 评分、血浆胆红素、AST/ALT 比值、HbA1c 和可溶性触发受体表达于髓样细胞 2(TREM2)等,在区分 MASH 和非 MASH 患者时表现不佳,诊断准确性有限。
  3. 候选生物标志物的鉴定:非耗竭血浆蛋白质组学鉴定出 234 种高丰度蛋白质,MASH 与无病理相比有轻微的蛋白质组重塑;SPEA 检测到 318 种蛋白质,其中 16 种在 MASH 与 MASL 和无病理相比时均升高,这些 “MASH 调节” 的血浆蛋白包括血管紧张素原(AGT)、锌 - α - 2 - 糖蛋白(AZGP1)、前蛋白转化酶枯草溶菌素 9(PCSK9)和 S100 钙结合蛋白 A6(S100A6)等,其预测 MASH 的受试者工作特征曲线下面积(AUROC)为 0.63 - 0.74,优于当前其他非侵入性检测。
  4. 肝脏分泌蛋白质组的重塑:在肝脏分泌介质中鉴定出 3,333 种蛋白质,MASH 与无病理相比,63 种蛋白质增加,39 种蛋白质减少,这些蛋白质与肝脏 X 受体(LXR)/ 维甲酸 X 受体(RXR)激活、细胞外基质组织和 DHCR24 信号等相关。MASH 与 MASL 相比,25 种蛋白质分泌增加,16 种减少,涉及丝裂原活化蛋白激酶级联和急性期反应信号等。还鉴定出 36 种 “MASH 调节的肝脏分泌蛋白”,部分蛋白与肝脂肪变性面积和 MASH 组织学特征相关。
  5. 反映肝脏分泌的血浆生物标志物:通过叠加三种蛋白质组学方法,发现 4 种蛋白质(AFM、HRG、ORM2 和 SERPINA4)在肝脏分泌和血浆水平上均随 MASH 增加,其中 AFM、ORM2 和 SERPINA4 的肝脏分泌水平与血浆水平相关。
  6. APASHA 模型的有效性:构建的 APASHA 模型由 APOF、PCSK9、AFM、S100A6、HbA1c 和 AZGP1 组成,在发现队列中区分 MASH 的 AUROC 为 0.8875,在验证队列中为 0.77,且优于其他非侵入性预测指标,如 AST/ALT 比值、血浆 TREM2 水平、C 反应蛋白(CRP)、FIB - 4 评分和 Forns 指数等。该模型能独立于纤维化分层 MASH,具有较高的阴性预测值,可有效排除非 MASH 患者。

研究结论


本研究通过综合的蛋白质组学方法,深入剖析了肥胖患者中 MASLD 进展过程中肝脏分泌蛋白和血浆蛋白的变化,发现了与 MASH 相关的生物标志物,并构建了 APASHA 模型。该模型具有良好的诊断性能,为肥胖人群中 MASH 的早期筛查和风险分层提供了有力工具,有助于指导临床干预,改善患者预后。然而,研究存在一定局限性,如患者人群的种族局限性、极低热量饮食对结果的潜在影响、HbA1c 纳入模型的可靠性以及缺乏基因型介导效应的研究等,未来需要进一步研究加以完善。
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