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Intensive Care Med(IF=10.4)
转录组揭示乌干达脓毒症内型及其与疾病严重程度的关系

2025-09-08

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该研究首次在撒哈拉以南非洲地区识别出两种脓毒症转录组内型(USE-1和USE-2),并通过验证队列确认其与疾病严重程度和死亡率的显著关联。USE-2内型表现出以中性粒细胞驱动的先天免疫激活和淋巴细胞抑制为特征,并与更高的生理紊乱评分和死亡率相关,为精准医疗提供潜在靶点。

 

文献概述
本文《Identification of transcriptomic sepsis endotypes in sub-Saharan Africa: derivation, validation, and global alignment in two Ugandan cohorts》,发表于《Intensive Care Medicine》杂志,回顾并总结了在乌干达两个前瞻性队列中对脓毒症患者的转录组数据进行无监督聚类分析,识别出两种脓毒症内型(Uganda Sepsis Endotype 1和2,USE-1和USE-2),并利用随机森林分类器进行验证,进一步评估其与高收入国家(HICs)内型的转录组重叠性。

背景知识
脓毒症是全球健康危机,尤其在撒哈拉以南非洲地区负担最重。该地区脓毒症患者常合并HIV、结核病和疟疾,免疫应答特征与高收入国家(HICs)存在显著差异。近年来,分子分型研究推动了脓毒症的精准医学,但这些研究主要基于高收入国家患者数据。本研究旨在填补撒哈拉以南非洲地区脓毒症转录组分型的空白,并探索其与蛋白组数据的整合性。研究者还利用因果中介分析,探索转录组内型是否通过蛋白介导影响生理严重性,以期为脓毒症免疫调控提供新的生物标志物和治疗靶点。

 

提供多种免疫缺陷小鼠模型,支持T、B、NK细胞缺失,适用于肿瘤、自身免疫、感染等研究。

 

研究方法与实验
研究纳入两个前瞻性队列:乌干达农村地区Tororo队列(N=243)和城市地区Entebbe队列(N=112),采集全血RNA测序数据并进行无监督聚类分析。研究者使用随机森林分类器开发13个基因的预测模型,并在验证队列中复制内型。通过差异基因表达、通路富集、数字细胞计量法分析免疫细胞比例,进一步评估内型的生物学特征和临床差异。此外,研究者整合转录组和蛋白组数据,评估内型的一致性,并与HICs中已识别的内型(如SRS、Inflammopathic、Mars1)进行比对。

关键结论与观点

  • 在发现队列中,无监督聚类识别出两个转录组内型:USE-1和USE-2。USE-2与更高的生理严重性评分(MEWS、qSOFA)和死亡率(60天死亡率41.3% vs. 22.0%)显著相关,且独立于HIV、结核病或疟疾感染。
  • 随机森林分类器基于13个基因(如CD55、IFNGR2、PSTPIP2)可高精度区分USE-1和USE-2(误分类率1.43%,AUROC 0.99),并在验证队列中再现相似的免疫和临床特征。
  • USE-2内型表现出中性粒细胞激活和适应性免疫抑制的双重特征,包括NF-κB和AP-1信号通路相关基因(如NFKBIA、FOS、JUNB、DUSP1)的高表达,提示其在免疫调节中的关键作用。
  • 转录组与蛋白组数据的整合分析显示,USE-2与中性粒细胞趋化因子(如MCP-3/CCL7和IL-8)的高表达相关,且这些蛋白部分中介了USE-2对生理不稳定的影响,提示其潜在因果关系。
  • 尽管USE-2与HICs中识别的SRS1和Inflammopathic内型在基因表达上高度相似,但在个体层面分类一致性较低,提示需考虑地区特异性分子分型体系。

研究意义与展望
本研究支持在撒哈拉以南非洲地区开发基于转录组的脓毒症分型体系,并为未来靶向免疫调节治疗(如糖皮质激素或免疫检查点调节)提供分子依据。未来研究需评估这些内型是否对特定治疗有不同反应,并探索其在多中心、多病原体环境中的泛非适用性。

 

提供多种基因编辑大小鼠模型,支持神经退行性疾病、代谢病、肿瘤等研究,可定制内型验证实验动物。

 

结语
本文在撒哈拉以南非洲首次定义并验证了脓毒症的转录组内型。USE-2内型与高死亡率、中性粒细胞驱动的先天免疫激活和适应性免疫抑制相关,且其生物学特征在不同感染背景下保持一致。尽管USE-2与HICs中定义的SRS1和Inflammopathic内型在基因表达上高度重叠,但个体层面的分类一致性较低,提示需开发地区适应性分型体系。该研究为未来在资源有限地区推进精准脓毒症医学提供了关键分子特征,并为免疫调节治疗策略提供了潜在靶点。

 

文献来源:
Matthew J Cummings, Julius J Lutwama, Alin S Tomoiaga, Max R O’Donnell, and Barnabas Bakamutumaho. Identification of transcriptomic sepsis endotypes in sub-Saharan Africa: derivation, validation, and global alignment in two Ugandan cohorts. Intensive Care Medicine.
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