血清lncRNA XIST和miRNA-130a表達與膿毒癥患者病情嚴重程度及患者預后的關系

劉維娜,楊志勇

西安國際醫學中心醫院重癥醫學科,陜西西安 710100

膿毒癥主要由宿主對感染的反應失調引起,其特點為能早期激活炎癥反應、引起免疫抑制及凝血障礙[1]。目前,有多種治療該疾病的方法,如液體復蘇、抗菌治療、血管活性藥物和膿毒癥引起的器官功能障礙的支持治療等,但膿毒癥患者的預后仍然不良,住院病死率為40%[2]。因此需要探索更具敏感性和特異性的生物標志物用于膿毒癥的早期診斷和提前預防。長非編碼RNA(lncRNA)是一類長度超過200個核苷酸的RNA,但缺乏蛋白質編碼能力,諸多研究表明,lncRNA可通過多種機制,如表觀遺傳調節、轉錄調節和轉錄后調節等參與基因組調控[3]。最新發現的lncRNA X非活性特異性轉錄本(XIST)被確認與多種腫瘤的進展有關,但XIST在膿毒癥中的作用尚不清楚。有研究表明,lncRNA XIST在幾種炎癥相關疾病,如關節炎和急性肺炎誘導的炎癥損傷中過度表達,可能參與了膿毒癥的疾病進展和炎癥反應[4-5]。微小RNA(miRNA)屬于小的非編碼RNA,具有18～24個核苷酸,通過靶向3′-非翻譯區的mRNA參與多種細胞功能[6]。在各種miRNA中,腫瘤抑制因子——miRNA-130a通過多種機制抑制細胞炎癥反應,PAKRAVAN等[7]提出,阿霉素治療后可通過上調miRNA-130a的表達緩解心肌炎的炎癥水平。但lncRNA XIST 和miRNA-130a在膿毒癥中的作用尚不清楚。基于此,本研究旨在研究lncRNA XIST和miRNA-130a與膿毒癥患者的疾病風險、嚴重程度、炎癥標志物和預后的相關性,以期為臨床早期診斷及治療膿毒癥提供參考依據,現報道如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2021年1月至2022年12月本院收治的膿毒癥患者73例作為研究對象,根據癥狀嚴重程度分為膿毒癥組(52例)和膿毒性休克組(21例)。膿毒癥組男23例,女29例,平均年齡(62.46±10.27)歲。膿毒性休克組男11例,女10例,平均年齡(63.63±11.16)歲。收集患者年齡、性別、病史(肺炎、創傷、外科手術后、胰腺炎、糖尿病等)、感染部位等一般資料,留取血標本進行白細胞計數(WBC)、血小板壓積(PCT)、C反應蛋白(CRP)、乳酸(Lac)水平檢測,記錄入院時序貫器官衰竭(SOFA)評分和急性生理與慢性健康(APACHEⅡ)評分。膿毒癥患者納入標準:(1)年齡18～80歲;(2)符合國際膿毒癥定義SPESIS 3.0診斷標準[1]。排除標準:(1)妊娠期或哺乳期婦女;(2)患有其他腫瘤、血液等疾病;(3)合并艾滋病;(5)住院時間小于24 h。對73例膿毒癥患者進行28 d隨訪,根據患者轉歸情況分為存活組(54例)和死亡組(19例)。另選取30例同期在本院接受體檢的健康者作為對照組,其中男17例,女13例;平均年齡(64.38±10.27)歲;無基礎疾病。所有研究對象均知情同意并簽署知情同意書,本研究經本院倫理委員會審核批準。

1.2方法 采用反轉錄聚合酶鏈反應(PCR)檢測血清lncRNA XIST和miRNA-130a表達水平。采集各組靜脈血各3 mL用于分析血清lncRNA XIST和miRNA-130a 表達水平。3 000 r/min離心10 min 后取血清并加入RNA提取液,用于提取RNA。將所提取RNA溶解并調整質量濃度為100～500 ng/μL,根據試劑盒說明書進行反轉錄。最后進行PCR擴增。反應條件:預變性95 ℃,10 min;變性95 ℃,15 s;退火60 ℃,60 s;延伸95 ℃,15 s;循環60次。引物信息:lncRNA XIST,正向為5′-AATGACTGCCACTGCTGGG-3′,反向為5′-GTGTAGGTGGTTCCCC AAGG-3′。miR-23a,正向為5′-TGCGTGCGA TCACATTGCCAGGGA-3′,反向為5′-TACGAAGGGTCCGAACAC-3′。U6,正向為5′- GCCGCAGTGCAATGTTAAAA-3′,反向為5′- GTCGTATCCAGTGCAGGGTCCGAGGTATTCGCACTG GATACGACATGCCC-3′。

2 結 果

2.1膿毒癥組與膿毒性休克組一般資料及各指標水平比較 兩組性別、年齡、WBC、病史比較,差異均無統計學意義(P>0.05)。兩組SOFA評分、APACHEⅡ評分、PCT、CRP、Lac水平比較,差異均有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 膿毒癥組組與膿毒性休克組一般資料及各指標水平比較

2.2對照組、膿毒癥組、膿毒性休克組血清lncRNA XIST和miRNA-130a表達水平比較 與對照組比較,膿毒癥組和膿毒性休克組lncRNA XIST表達水平均升高,且膿毒性休克組高于膿毒癥組,差異均有統計學意義(P<0.05)。與對照組比較,膿毒癥組和膿毒性休克組血清中miRNA-130a表達水平均降低,且膿毒性休克組低于膿毒癥組,差異均有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 對照組、膿毒癥組、膿毒性休克組血清lncRNA XIST和miRNA-130a表達水平比較

2.3存活組與死亡組一般資料及各指標水平比較 兩組性別、年齡、WBC比較,差異均無統計學意義(P>0.05)。兩組病情嚴重程度(膿毒癥/膿毒性休克)、SOFA評分、APACHEⅡ評分、CRP、PCT、Lac、lncRNA XIST、miRNA-130a比較,差異均有統計學意義(P<0.05)。見表3。

表3 存活組與死亡組一般資料及各指標水平比較中位]

2.4膿毒癥患者預后情況影響因素的多因素 Logistic回歸分析 以膿毒癥患者結局狀態為因變量(死亡=1,存活=0),以表3中差異有統計學意義的8項指標為自變量。賦值見表4。結果顯示,膿毒性休克、SOFA評分≥7.85分、APACHEⅡ評分≥19.55分、lncRNA XIST表達水平升高、miRNA-130a表達水平降低是膿毒癥患者預后情況的獨立危險因素(P<0.05)。見表5。

表4 賦值

表5 膿毒癥患者預后情況影響因素的多因素 Logistic回歸分析

2.5血清lncRNA XIST和miRNA-130a單獨及聯合表達對膿毒癥預后情況的預測價值 ROC曲線分析結果顯示,血清lncRNA XIST和miRNA-130a聯合診斷ROC曲線下面積(AUC)大于各項指標單獨檢測,診斷價值理想。見表6。

表6 血清lncRNA XIST和miRNA-130a單獨及聯合表達對膿毒癥預后情況的預測價值

3 討 論

本研究結果表明,與對照組比較,膿毒癥組和膿毒性休克組血清lncRNA XIST表達水平均升高,且膿毒性休克組高于膿毒癥組,差異均有統計學意義(P<0.05)。與對照組比較,膿毒癥組和膿毒性休克組血清miRNA-130a表達水平均降低,且膿毒性休克組低于膿毒癥組,差異均有統計學意義(P<0.05)。有研究表明,一些lncRNAs通過與多個基因和信號通路的相互作用而參與炎癥性疾病,如與核因子-κB(NF-κB)相關的lncRNA通過防止NF-κB的過度表達來抑制炎癥,從而減少乳腺癌的細胞轉移[8]。另一項動物研究表明,lncRNA EPS的下調通過與異質核核糖核蛋白相互作用來抑制小鼠巨噬細胞中的免疫應答基因,從而增強炎癥反應[9]。FU等[10]發現,HK2細胞中脂多糖(LPS)通過激活NF-κB途徑促進促炎癥因子的產生,而MLN4924藥物可抑制其產生,并減輕LPS誘導的急性腎損傷中的腎炎癥。ZHAO等[11]發現,在大鼠模型中XIST上調腫瘤壞死因子(TNF)-α誘導的蛋白的表達,增加NF-κB活性,從而加劇神經病理性疼痛。XIST通過調節Janus激酶/信號轉導子和轉錄激活子及NF-κB途徑減輕LPS誘導的細胞損傷[5]。MA等[12]提出,激活NF-κB途徑促進了XIST的表達,且XIST產生了一個負反饋環,以調節NF-κB/淋巴細胞家族卡結構域和熱蛋白結構域的炎癥體途徑,從而介導炎癥過程。表明lncRNA XIST可能通過調控炎癥相關基因和相應的信號通路,在炎癥性疾病中發揮促進作用。同樣在由感染引起的炎癥性疾病中發現,lncRNA XIST發揮重要調控作用,GHAFOURI-FARD等[13]發現,lncRNA XIST是參與膿毒癥相關并發癥的重要lncRNA之一。膿毒癥的特征是全身出現嚴重的炎癥反應,并可導致急性腎損傷等。WANG等[14]提出,lncRNA XIST促進炎癥因子產生,并通過調控miRNA-155-5p在急性腎損傷進展中發揮調控作用。心肌損傷是膿毒癥的一種較為嚴重的并發癥,影響危重患者的生存狀態,lncRNA XIST在LPS誘導的心肌細胞中表達上調,通過體內試驗證實lncRNA XIST通過miRNA-150-5p調控LPS誘導的細胞損傷,抑制lncRNA XIST表達可改善心臟功能和動物存活率,減少細胞凋亡[15]。SONG等[16]提出,lncRNA XIST在膿毒癥誘導的急性肺損傷中發揮調控作用,lncRNA XIST在膿毒癥大鼠和LPS刺激的細胞和肺組織中表達下調,lncRNA XIST低表達促進肺水腫,增加炎癥因子表達,抑制細胞活力,降低超氧化物歧化酶水平,lncRNA XIST通過靶向調控miRNA-16-5p降低膿毒癥誘導的肺損傷。LncRNA XIST與多種炎癥性疾病有關,在膿毒癥誘導的肝損傷中lncRNA XIST高表達誘導細胞炎癥、氧化應激和凋亡[17]。因此 lncRNA XIST參與了感染性炎癥疾病及其并發癥的進展,可作為膿毒癥診斷和治療的生物標志物。有研究表明,miRNA-130a-5p的失調與多種炎癥性疾病有關[18]。此外,miRNA-130a-3p在脊髓損傷(SCI)誘導的大鼠新蝶呤(NP)和LPS誘導的小鼠小膠質細胞中明顯過度表達,抑制miRNA-130a-3p表達可激活胰島素樣生長因子1/胰島素樣生長因子1受體,從而減輕SCI誘導的NP[19]。然而,上述研究產生了不同的結果,這與miRNA-130a-5p的不同下游靶點有關。在慢性縮窄性損傷大鼠和LPS誘導的星形膠質細胞的脊髓組織中miRNA-130a-5p的表達呈時間依賴性下降[20]。miRNA-130a-5p mimic的轉染提高了miRNA-130a-5p的表達,抑制了LPS誘導的星形膠質細胞炎癥[21]。在膿毒癥小鼠和膿毒癥患者的血液中miRNA-130表達降低,注射miRNA-130 mimic可降低炎癥和急性肺損傷[22]。有研究表明,LPS誘導細胞激活NF-κB,并抑制miRNA-130a和miR-125b,促進TNF-α的表達,增加炎癥水平[23]。在LPS刺激心肌細胞的研究中發現,lncRNA XIST 通過下調 miRNA-130a-3p 并上調磷酸二酯酶4D促進心肌細胞的凋亡,抑制細胞的增殖[24]。CUI等[25]提出,膿毒癥伴血小板減少癥患者的血漿白細胞介素-18水平升高,miRNA-130a表達降低,表明miRNA-130a參與了膿毒癥相關血小板減少癥的病理生理學,是一種潛在的生物標志物。另外,利用微陣列和miRNA測序分析膿毒癥合并急性肺損傷小鼠與健康小鼠肺樣本差異表達miRNA的研究表明miRNA-130a表達明顯異常[26],與本研究結果一致。

本研究多因素Logistic回歸分析結果顯示,膿毒性休克、SOFA評分≥7.85分、APACHEⅡ評分≥19.55分、lncRNA XIST表達水平升高、miRNA-130a表達水平降低是膿毒癥患者預后情況的獨立危險因素(P<0.05)。ROC曲線分析結果顯示,血清lncRNA XIST和miRNA-130a聯合診斷AUC大于各項指標單獨檢測,兩者聯合預測膿毒癥準確度具有臨床意義。

綜上所述,本研究通過分析膿毒癥患者血清lncRNA XIST 和miRNA-130a表達差異,證實其具有預測膿毒癥發生的價值,為膿毒癥診斷提供了潛在的預后標志物和靶點。但本研究尚存在不足之處,如臨床樣本收集困難,能夠積極配合研究的病例數較少,因此關于lncRNA XIST和miRNA-130a在膿毒癥的發生、發展中的具體機制還需要進一步深入探討。