CXCL12与CXCL13作为呼吸道合胞病毒细支气管炎疾病严重程度和复发的潜在生物标志物研究

《Scientific Reports》：CXCL12 and CXCL13 as potential biomarkers for disease severity and recurrence in respiratory syncytial virus bronchiolitis

本研究针对呼吸道合胞病毒（RSV）细支气管炎缺乏客观预后评估指标的临床难题，通过RNA测序和流式细胞术筛选发现CXCL12和CXCL13的表达水平与疾病严重程度及反复喘息显著相关。CXCL12对中重度病例的预测效能达AUC=0.835，CXCL13对喘息复发的预测效能达AUC=0.851，为早期干预提供了新型生物标志物。

　　

在儿科呼吸系统疾病领域，呼吸道合胞病毒（RSV）细支气管炎始终是困扰全球婴幼儿健康的重要问题。尽管RSV被发现已超过六十年，但有效疫苗和治疗策略的研发仍面临挑战，使其成为导致婴幼儿发病和死亡的主要原因之一。尤其值得关注的是，早期RSV感染与后续反复喘息及儿童哮喘发展的关联已被流行病学证据证实，然而连接原发性RSV感染与后续喘息的确切机制仍不明确。

当前临床实践面临的核心难题在于缺乏能够客观定义疾病严重程度和预测临床结局的可靠生物标志物。虽然RSV预防策略不断进步，如尼塞韦单抗（nirsevimab）的应用和新型疫苗的研发，但如何早期识别可能发展为重症或出现反复喘息的患儿，仍是儿科医生面临的现实挑战。这也导致了家庭和医疗系统的经济负担持续加重。

为应对这一挑战，苏州大学附属儿童医院呼吸科的研究团队在《Scientific Reports》上发表了最新研究成果。研究团队通过整合RNA测序、生物信息学分析和临床验证等多维度方法，系统探讨了RSV细支气管炎中的趋化因子表达谱及其临床意义。

研究关键技术方法包括：首先对5例住院RSV细支气管炎患儿和5例匹配对照进行血液白细胞RNA测序，筛选差异表达基因；通过GO/KEGG富集分析确定关键信号通路；利用蛋白相互作用网络识别12个核心基因；进而扩大队列至50例RSV患儿和30例对照，使用定制化人促炎趋化因子面板通过流式细胞术定量检测血浆趋化因子水平；最后通过一年随访评估喘息复发情况，采用受试者工作特征曲线分析生物标志物的预测效能。

研究结果揭示了一系列重要发现：

差异基因筛选结果显示，RSV感染患儿存在712个差异表达基因，其中292个上调，420个下调。功能富集分析表明这些基因主要参与细胞趋化、髓系白细胞迁移、趋化因子信号通路等生物过程，并与病毒蛋白-细胞因子受体相互作用等通路密切相关。

核心基因筛选最终确定了12个与RSV感染相关的核心基因，包括CXCL2、CXCL12、CXCL13等。研究人员重点关注了这些趋化因子在临床中的应用价值。

血浆趋化因子水平比较发现，RSV细支气管炎组患儿血浆中CXCL2、CXCL12、CXCL13、CCL13水平显著高于健康对照组，而CCL24水平则明显降低。这一发现提示特定趋化因子在RSV感染病理生理过程中发挥重要作用。

疾病严重程度分析显示，中重度RSV细支气管炎患儿血浆CXCL12水平显著高于轻症组和对照组。相关性分析进一步证实CXCL12水平与疾病严重程度呈正相关，逻辑回归分析确定CXCL12是疾病严重程度的独立风险因素。ROC曲线分析表明，CXCL12预测疾病严重程度的曲线下面积（AUC）达到0.835，当截断值为2658.93 pg/mL时，敏感性和特异性分别为73.1%和95.8%。

喘息复发预测研究发现，反复喘息组患儿血浆CXCL13水平显著高于非复发组和对照组。CXCL13水平与喘息复发呈正相关，并被确定为喘息复发的独立预测因子。CXCL13预测喘息复发的AUC值为0.851，在截断值为306.448 pg/mL时，敏感性和特异性分别达到83.3%和87.5%。

临床指标相关性分析表明，CXCL12水平与住院时间和血小板计数正相关，而CXCL13水平与嗜酸性粒细胞百分比相关，这为理解其生物学机制提供了线索。

研究结论与讨论部分深入阐述了这一发现的重要意义。CXCL12（基质细胞衍生因子-1）主要通过CXCL12/CXCR4轴发挥生物学功能，该轴介导炎症细胞向局部组织的趋化募集并调节炎症因子释放，在气道炎症性疾病和气道重塑过程中起关键作用。研究表明，RSV感染后期，高迁移率族蛋白B1（HMGB1）与CXCL12形成复合物，通过CXCR4受体特异性招募自然杀伤（NK）细胞至气道，显著加重持续性气道炎症和气道高反应性，这为RSV感染患儿喘息症状的发生提供了直接分子证据。

CXCL13（B淋巴细胞趋化因子）主要招募B细胞，同时也对部分T细胞和巨噬细胞产生迁移作用，形成调节疾病进展的信号网络。研究提出，RSV感染可能激活CXCL13/CXCR5轴，导致B细胞向感染部位募集，并通过增强体液免疫反应加重黏膜损伤。CXCL13介导的B细胞募集和激活可能促进免疫复合物在气道局部沉积，从而增加反复喘息的风险。

本研究创新性地确立了CXCL12和CXCL13作为RSV细支气管炎评估和预后预测的辅助生物标志物。CXCL12水平超过2658.93 pg/mL提示可能发展为重症病毒性肺炎，而CXCL13水平高于306.448 pg/mL则预测RSV细支气管炎患儿可能出现反复喘息。早期监测这些趋化因子有助于制定治疗计划和预测喘息风险，为个体化医疗提供了新思路。

然而，作为炎症因子，这些生物标志物的诊断特异性受到合并症、个体差异和生活因素的限制。因此，临床诊断仍需结合其他特异性指标。此外，对于RSV感染且CXCL13水平升高的患儿，早期干预是否能降低后续反复喘息概率，仍需进一步临床探索和验证。

该研究不仅为RSV细支气管炎的临床管理提供了实用的生物标志物，也为深入理解RSV感染的免疫病理机制提供了新视角，为开发针对CXCL12/CXCR4轴和CXCL13/CXCR5轴的靶向治疗策略奠定了理论基础。随着进一步研究的深入，这些发现有望转化为临床实践，改善RSV感染患儿的预后。