陳心春教授團(tuán)隊(duì)首次將蛋白芯片檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于結(jié)核病診斷

結(jié)核病是由結(jié)核分枝桿菌感染引起的慢性傳染病，目前仍然是全球十大死因之一。盡管現(xiàn)有藥物已經(jīng)能治愈超過(guò)90%藥物敏感性結(jié)核菌感染引起的結(jié)核病，但由于治療方案療程長(zhǎng)（6-9個(gè)月），病人依從性差和藥物毒副作用等原因，仍有（3-9%）結(jié)核病在完成療程后復(fù)發(fā)。目前結(jié)核防治的難題在于：（1）缺少快速有效的診斷方法；（2）發(fā)病機(jī)制不明確，無(wú)有效的保護(hù)性疫苗。陳心春教授團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于結(jié)核病診斷標(biāo)志和發(fā)病機(jī)制的研究。近期取得了一系列的進(jìn)展。

陳心春教授團(tuán)隊(duì)首次將蛋白芯片檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于結(jié)核病診斷。研究中采用前瞻性研究方法，納入160份的臨床病例，通過(guò)蛋白芯片檢測(cè)技術(shù)同時(shí)檢測(cè)了結(jié)核菌多肽刺激后的培養(yǎng)上清中640種蛋白。篩選出16個(gè)結(jié)核病人特異性表達(dá)的蛋白，并且訂制基于16個(gè)蛋白的小芯片。進(jìn)一步，利用16個(gè)蛋白的小芯片檢測(cè)了近500份臨床病例，并且對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行不同深度的學(xué)習(xí)算法。經(jīng)過(guò)兩輪篩選，最后篩選出8個(gè)蛋白（I-TAC、I-309、MIG、顆粒溶素、FAP、MEP1B、Furin和LYVE-1）作為最后的蛋白標(biāo)志物。基于上述8個(gè)蛋白相關(guān)指標(biāo)的建立隨機(jī)森林算法（random forest algorithm，RF）模型，可有效區(qū)分結(jié)核病患者（TB）與健康對(duì)照者（HC）、結(jié)核菌潛伏感染者（LTBI）和非結(jié)核性肺炎患者（PN）。為了進(jìn)一步驗(yàn)證基于8個(gè)蛋白的RF模型臨床應(yīng)用的可行性，研究人員前瞻性納入102例病例（predict cohort），其中結(jié)核病患者32例，非結(jié)核患者80例，發(fā)現(xiàn)基于8個(gè)蛋白的RF模型用于診斷結(jié)核病靈敏度和特異性準(zhǔn)確性分別為75%和84%，比傳統(tǒng)的痰涂片檢測(cè)提高了將近5倍。本研究有望為結(jié)核病早期、快速、準(zhǔn)確的臨床診斷提供新方法。大大提高了肺結(jié)核早期診斷的成功性，具備了極高的臨床應(yīng)用價(jià)值！這一成果已經(jīng)發(fā)表在國(guó)際知名期刊《Thorax》（一區(qū)，TOP），國(guó)家感染性疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心楊倩婷博士為本文第一作者，陳心春教授為本文共同通訊作者，深圳大學(xué)為通訊作者單位。

通過(guò)利用單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)，分析了健康人群、潛伏感染人群和結(jié)核發(fā)病人群外周血6萬(wàn)多個(gè)單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組，重新定義和分析了外周血的免疫細(xì)胞亞群并發(fā)現(xiàn)了一系列新的標(biāo)志用于區(qū)分細(xì)胞亞群。同時(shí)，作者發(fā)現(xiàn)了一個(gè)NK細(xì)胞亞群與結(jié)核病發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)，這個(gè)NK細(xì)胞亞群高表達(dá)GZMB、CD7，并且在健康人群、潛伏感染人群和結(jié)核病人中比例逐步降低。進(jìn)一步在臨床大樣本的驗(yàn)證中，發(fā)現(xiàn)這群細(xì)胞與結(jié)核的轉(zhuǎn)歸密切相關(guān)，在經(jīng)過(guò)3個(gè)月以上的抗結(jié)核治療后，這群細(xì)胞逐步地恢復(fù)到健康人的水平。深入比較健康人群和結(jié)核病人外周血NK細(xì)胞亞群基因表達(dá)的差異，發(fā)現(xiàn)結(jié)核患者中NK細(xì)胞高表達(dá)與細(xì)胞死亡相關(guān)的基因，印證了結(jié)核菌感染誘導(dǎo)這群細(xì)胞的死亡，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)核病的發(fā)生。相關(guān)結(jié)果以“Single-cell transcriptomics of blood reveals a natural killer cell subset depletion in tuberculosis”發(fā)表于《EBioMedicine》（一區(qū)，Top）。醫(yī)學(xué)部助理教授蔡毅、汪業(yè)軍博士和聯(lián)合培養(yǎng)博士生代友超為本文共同一作，陳心春教授為唯一通訊作者。深圳大學(xué)為第一署名單位。

與免疫正常的人群比較，HIV患者由于免疫缺陷無(wú)法有效控制感染的結(jié)核菌，結(jié)核病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)增加30倍。因此，研究人員通過(guò)比較HIV陽(yáng)性和陰性患者巨噬細(xì)胞表型和抗結(jié)核免疫功能差別，以期利用HIV合并結(jié)核感染這個(gè)臨床“模型”發(fā)現(xiàn)調(diào)控巨噬細(xì)胞抗結(jié)核免疫的關(guān)鍵基因。研究者通過(guò)臨床數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，HIV感染者紅細(xì)胞自身抗體陽(yáng)性率（DAT陽(yáng)性）高達(dá)10.5%。DAT陽(yáng)性的HIV感染者結(jié)核病（TB）發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)顯著增加。研究人員進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞對(duì)DAT陽(yáng)性HIV感染者來(lái)源的RBC吞噬率顯著高于健康對(duì)照者和DAT陰性HIV感染者來(lái)源的RBC。結(jié)核菌的感染或者來(lái)源于HIV患者巨噬細(xì)胞通過(guò)噬紅細(xì)胞作用均可誘導(dǎo)HO-1的表達(dá)，抑制巨噬細(xì)胞自噬發(fā)生，最終增加胞內(nèi)結(jié)核菌的存活。該研究為HIV感染，尤其是伴有正常數(shù)量CD4 T細(xì)胞的早期感染，通過(guò)損壞巨噬細(xì)胞抗結(jié)核活性進(jìn)而增加TB易感性提供新的理論依據(jù)。本研究以題為“Autoantibody-Mediated Erythrophagocytosis Increases Tuberculosis Susceptibility in HIV Patients”發(fā)表于微生物研究領(lǐng)域權(quán)威雜志《mBio》。該工作由深圳大學(xué)、廣州醫(yī)科大學(xué)附屬?gòu)V州第八人民醫(yī)院等單位共同完成。陳心春教授為共同通訊作者，聯(lián)合培養(yǎng)博士生代友超和醫(yī)學(xué)部助理教授蔡毅博士為共同第一作者。
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