蛋白質(zhì)組學(xué)在結(jié)核分枝桿菌感染研究中的應(yīng)用進(jìn)展

馮峰 湯鳳珍 姚明媚 程璐 杜利軍

世界衛(wèi)生組織(WHO)[1]2019年報道，全球約有1/4的人口感染了結(jié)核分枝桿菌(MTB)，2018年新發(fā)患者約為1000萬例。中國是全球結(jié)核病高負(fù)擔(dān)國家之一。耐藥MTB的出現(xiàn)又增加了結(jié)核病防控和治療的難度?；蚪M學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)等新技術(shù)的出現(xiàn)，為結(jié)核病的病原、診斷、治療和耐藥性方面的研究提供了更加全面和完整的視角。筆者就蛋白質(zhì)組學(xué)在結(jié)核病防治領(lǐng)域的研究進(jìn)展做一綜述。

一、蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)介紹

1.基本概念：蛋白質(zhì)組這一概念最初由澳大利亞學(xué)者Wilkins和Willian在1994年首先提出。蛋白質(zhì)組指在一定生物范圍內(nèi)所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)，如一個基因組、一個細(xì)胞、單個組織或個人和特定人群。蛋白質(zhì)組學(xué)是以蛋白質(zhì)組為研究對象，研究其組成成分、表達(dá)水平和修飾方式，了解蛋白質(zhì)之間的相互作用及對表型的影響，最終在整體水平把握蛋白質(zhì)組的生理特性和作用規(guī)律。

2.主要技術(shù)：蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)包括基于色譜和質(zhì)譜的蛋白質(zhì)的分離、鑒定和定量，以及基于生物信息學(xué)的蛋白質(zhì)功能和修飾特征的研究。常見蛋白質(zhì)分離技術(shù)有二維凝膠電泳技術(shù)(two-dimensional gel electrophoresis，2-DE)[2]和基于色譜的高效液相色譜(high performance liquid chromatography，HPLC)[3]技術(shù)。質(zhì)譜技術(shù)處于蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的核心位置，其基本原理是通過改變環(huán)境電場和磁場，識別帶有不同質(zhì)量和電荷的粒子的運(yùn)動軌跡，來判斷粒子的物理特性。根據(jù)蛋白質(zhì)粒子化方法的不同，分為基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜(matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight-MS, MALDI-TOF-MS)和電噴霧電離質(zhì)譜(electrosprayionization-MS，ESI-MS)。根據(jù)質(zhì)量分析的方法不同，分為軌道離子阱質(zhì)譜和四極桿飛行時間質(zhì)譜(quadrupole time-of-flight，Q-TOF)技術(shù)，分辨率可小于2 ppm[4]。利用質(zhì)譜技術(shù)獲得的蛋白質(zhì)指紋圖譜，可結(jié)合各種生物學(xué)信息平臺或數(shù)據(jù)庫進(jìn)行解析，可確定樣本中含有的蛋白質(zhì)種類及修飾特征。隨著技術(shù)改進(jìn)，還出現(xiàn)了同位素標(biāo)記相對和絕對定量結(jié)合二維液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)[5]。現(xiàn)今，部分醫(yī)院檢驗(yàn)科微生物實(shí)驗(yàn)室配備了適用于微生物種類鑒定的MALDI-TOF-MS，可直接快速檢測樣品中的微生物，具有高通量、敏感度好和特異度高的特點(diǎn)。

二、蛋白質(zhì)組學(xué)在MTB研究中的作用

1.MTB與巨噬細(xì)胞相互作用的蛋白質(zhì)組學(xué)研究：巨噬細(xì)胞是MTB在人體內(nèi)主要的寄生場所，也是其增殖和觸發(fā)機(jī)體免疫反應(yīng)的主要環(huán)境[6]，從蛋白質(zhì)組學(xué)的角度了解MTB與人體巨噬細(xì)胞的相互作用有助于理解結(jié)核病的病理機(jī)制和MTB的免疫逃避作用。Menon等[7]使用定量蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)識別感染了具有活性的MTB、加熱殺死的MTB和未感染MTB的人體巨噬細(xì)胞的蛋白質(zhì)組，發(fā)現(xiàn)感染活菌的巨噬細(xì)胞內(nèi)的胞質(zhì)脂滴的蛋白質(zhì)豐度增加，并伴隨有脂質(zhì)代謝、蛋白質(zhì)合成和囊泡運(yùn)輸功能的改變。利用生化方法和顯微鏡技術(shù)，證實(shí)了ADP核糖基化樣因子8B(ARL8B)在MTB感染的巨噬細(xì)胞的脂滴表面增加，且ARL8B是胞質(zhì)脂滴蛋白之一。這一研究為MTB在肺部形成干酪樣肉芽腫損傷提供了病理機(jī)制的理論依據(jù)。除了會影響所寄生的巨噬細(xì)胞的脂質(zhì)代謝，MTB還會影響細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)表達(dá)水平與修飾特征。Budzik等[8]通過研究MTB感染的巨噬細(xì)胞蛋白質(zhì)翻譯后修飾發(fā)生的變化，確定了數(shù)百個動態(tài)調(diào)控的磷酸化和泛素化位點(diǎn)，表明了在感染期間，細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的預(yù)見和未預(yù)見的多種宿主通路的重構(gòu)的顯著變化。這些變化大部分沒有從mRNA的角度反映出來，包括泛素介導(dǎo)的自噬激活。該分析還揭示了一種特殊的自噬受體蛋白TAX1BP1，介導(dǎo)了泛素化MTB的清除，且將細(xì)菌定位在LC3陽性的吞噬泡。這為了解巨噬細(xì)胞如何通過調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)組的修飾應(yīng)對感染提供了線索。

2.不同MTB菌株毒力的蛋白質(zhì)組學(xué)研究：MTB菌株H37Rv和H37Ra經(jīng)常用于MTB毒性和病理學(xué)機(jī)制的研究[9-11]。Verma等[12]使用高分辨傅里葉變換質(zhì)譜發(fā)現(xiàn)了265個新的磷酸化位點(diǎn)。通過定量分析，發(fā)現(xiàn)H37Rv菌株的毒性相關(guān)Ⅶ型細(xì)菌分泌系統(tǒng)的蛋白表達(dá)量是H37Ra表達(dá)量的5倍以上，并且在其他84個蛋白表達(dá)量上也有差異。這些蛋白集中在脂肪酸生物合成和雙組分調(diào)節(jié)系統(tǒng)通路上。這為兩種菌株的毒性差異提供了理論依據(jù)。分枝桿菌屬中不同種的病原菌，甚至同種病原菌的不同菌株具有高度的基因組保守性，但不同菌種或菌株間的表型和相關(guān)的臨床特征迥異。為了考察一些菌種或菌株在蛋白質(zhì)水平的表型是否穩(wěn)定，以及蛋白質(zhì)水平的變化是否為造成不同臨床表現(xiàn)的原因，Peters等[13]使用液質(zhì)聯(lián)用串聯(lián)質(zhì)譜(LC-MS/MS)從蛋白質(zhì)定性和定量角度研究了7個不同的臨床相關(guān)的分枝桿菌菌株的蛋白質(zhì)組(含有4株分枝桿菌菌株、牛分枝桿菌、牛分枝桿菌BCG菌株和鳥分枝桿菌)，并用雙壓線性離子阱高分辨率組合型質(zhì)譜儀進(jìn)行了分析。該研究鑒定出MTB特異的4023個理論蛋白中的3788個蛋白，并且在前6個菌株的每個菌株中平均鑒別出3290個特異的蛋白質(zhì)(占各菌株理論蛋白質(zhì)組的82%)，還鑒定出4250個鳥分枝桿菌的特異蛋白(占該菌種理論蛋白質(zhì)組的80%)。數(shù)據(jù)分析顯示，所有主要類別的蛋白在每一菌株中均有表達(dá)，但菌株間表達(dá)水平有明顯差異。再使用靶向選擇反應(yīng)監(jiān)測(SRM)試驗(yàn)定量觀察23個蛋白亞群的表達(dá)情況，這些蛋白是通過與基因表達(dá)數(shù)據(jù)對比確定的，與各菌株的毒力相關(guān)。該分析可能揭示了不同菌株間相對蛋白豐度對菌株毒性、耐藥性和傳播性的影響，為結(jié)核病病理、治療和防治研究提供了理論依據(jù)。

3.MTB中具有特定功能蛋白質(zhì)組的研究：盡管對MTB已有較多的蛋白質(zhì)組和轉(zhuǎn)錄組的研究，但對于轉(zhuǎn)錄組調(diào)控的方式和動力學(xué)研究仍然較少，所以有必要針對MTB轉(zhuǎn)錄組調(diào)節(jié)蛋白的組成和功能進(jìn)行研究[14-15]。Pociński等[16]使用4-硫脲標(biāo)記RNA的方法，繪制了微生物RNA結(jié)合蛋白質(zhì)組，并鑒別了降解體的相關(guān)酶，包含：多核苷酸磷酸化酶(PNPase)、ATP依賴性RNA解旋酶(RhlE)、核糖核酸酶E(RNase E)和核糖核酸酶J(RNase J)為主要成分。經(jīng)過對增強(qiáng)綠色熒光蛋白標(biāo)記的重組構(gòu)建物進(jìn)行親和純化，以識別蛋白質(zhì)之間的相互作用，進(jìn)一步證明了冷休克蛋白和新K同源(K-homology)結(jié)構(gòu)域蛋白的相互作用。通過生物工程設(shè)計(jì)，降低菌株核糖核酸酶表達(dá)水平，為該酶在分枝桿菌RNA代謝中的多效作用提供了證據(jù)，提示其可作為潛在的藥物靶點(diǎn)。

激酶調(diào)節(jié)在MTB適應(yīng)性反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用[17-18]。然而，對于MTB中參與每個磷酸化事件的特異性酶和功能特征的確認(rèn)仍然滯后，其中，絲氨酸蘇氨酸蛋白激酶(PknG)參與了多種MTB的代謝功能和致病性。因此，有必要識別菌中PknG的底物和作用位點(diǎn)。Gil等[19]使用了一種吸附純化質(zhì)譜策略，逐步揭示了PknG的底物和相互作用因子，以識別PknG的自發(fā)磷酸化位點(diǎn)。經(jīng)鑒定，獲得了7個假定底物和66個直接或間接的配體，說明PknG調(diào)節(jié)了氮和能量代謝，細(xì)胞壁合成和蛋白翻譯等多種生理代謝作用。其中，包括2個之前報道的PknG底物GarA和50S核糖體蛋白L13。使用比較蛋白質(zhì)組學(xué)分析了野生型和pknG缺失型MTB菌株，證明了2種激酶相互作用因子，包含F(xiàn)HA-結(jié)構(gòu)域的蛋白GarA和谷氨酰胺合成酶確實(shí)是PknG的內(nèi)源性底物，進(jìn)一步證明了PknG的氮代謝調(diào)節(jié)作用。以上結(jié)果證明了PknG在體外對谷氨酰胺合成酶和FhaA蛋白特定殘基的磷酸化作用，且這一過程也在菌內(nèi)發(fā)生，為理解MTB生理過程和藥物開發(fā)提供了理論依據(jù)。

4.蛋白質(zhì)組學(xué)對耐藥和休眠M(jìn)TB的蛋白質(zhì)組研究：盡管臨床上已有多種用于治療MTB感染的藥物，結(jié)核病的治療仍然是一個臨床難題。治療效果不佳和耐藥菌的出現(xiàn)增加了結(jié)核病治療的難度。因此，有必要使用蛋白質(zhì)組學(xué)的方法理解結(jié)核病治療的特征。

MTB的耐藥性與細(xì)菌具有一定的生理特征聯(lián)系，蛋白質(zhì)組學(xué)的方法可以幫助我們理解這種生理特征，并為開發(fā)新的藥物奠定基礎(chǔ)。Sharma等[20]使用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)分析了MTB對阿米卡星和卡那霉素2種抗生素的耐藥性，發(fā)現(xiàn)了20種過度表達(dá)的耐藥蛋白，并進(jìn)行了鑒定。其中，有6種蛋白的功能未知或未被鑒定過，包含Rv3208A、Rv2623、Rv1360、Rv2140c、Rv1636和Rv2185c。對接結(jié)果表明，阿米卡星和卡那霉素可以結(jié)合于這些假設(shè)蛋白的保守結(jié)構(gòu)域，且這些蛋白的過度表達(dá)會中和或調(diào)整藥物分子的效應(yīng)。在使用TBPred預(yù)測服務(wù)器和原核類泛素化位點(diǎn)預(yù)測工具GPS-PUP 分別預(yù)測了這些已鑒別的蛋白質(zhì)的胞質(zhì)性質(zhì)和蛋白的原核類泛素蛋白化位點(diǎn)以后，蛋白質(zhì)相互作用數(shù)據(jù)庫STRING分析表明蛋白過表達(dá)及其配體可能參與了氨基糖苷類藥物的耐藥。這些過表達(dá)蛋白的積累效應(yīng)可能通過減輕毒性、抑制藥物靶點(diǎn)和中和作用而參與阿米卡星和卡那霉素的耐藥性。以上研究為MTB抗阿米卡星和卡那霉素的診斷和治療方法提供了一定的理論基礎(chǔ)。MTB也對對氨基水楊酸產(chǎn)生了耐藥性。Wei等[21]通過篩選和建立了對氨基水楊酸耐藥的folC變異和非變異株，利用多組學(xué)分析了MTB的對氨基水楊酸抗性，以分析其耐藥性的機(jī)制。發(fā)現(xiàn)通過S-腺苷甲硫氨酸依賴的甲基轉(zhuǎn)移酶的促進(jìn)和抑制一些藥物轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)膜蛋白對氨基水楊酸轉(zhuǎn)運(yùn)的降低，是folC突變株耐藥的兩條主要途徑。而folC未突變株的耐藥性是通過外源性蛋氨酸的攝取緩解了抑制劑的作用，并且促進(jìn)了DfrA、ThyA和FolC的表達(dá)。除了以上結(jié)果，該課題組還發(fā)現(xiàn)對氨基水楊酸耐藥可能與苯丙氨酸代謝途徑的增加有關(guān)。這些結(jié)果為folC變異株和非變異株的對氨基水楊酸耐藥性和隨后的治療方案的開發(fā)提供了線索。MTB的治療不止可以使用單一藥物，也可以進(jìn)行聯(lián)合用藥，提高治療效果。de Keijzer等[22]使用蛋白質(zhì)組學(xué)的方法考察了用于治療精神病癥狀的藥物硫醚嗪治療MTB的蛋白質(zhì)組，發(fā)現(xiàn)了MTB中與細(xì)胞膜通透性相關(guān)的蛋白表達(dá)的豐度的變化。進(jìn)一步通過對病原菌內(nèi)熒光染色所經(jīng)過的時間積累的分析，確認(rèn)了MTB長時間暴露于硫醚嗪可增加細(xì)菌細(xì)胞膜的通透性，從而開發(fā)抗結(jié)核藥品與硫醚嗪合用，以更有效地治療結(jié)核病的新方法。潘稚芬等[23]利用比較蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，將臨床獲得的耐多藥MTB菌體蛋白與標(biāo)準(zhǔn)株H37Rv進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)了重復(fù)性較好的耐多藥MTB菌株差異蛋白點(diǎn)11個，鑒定出其中8個蛋白，其中還原型輔酶Ⅰ(NADH)脫氫酶I B鏈(NuoB)在耐多藥MTB表達(dá)上調(diào)。通過對NuoB的分子生物學(xué)表達(dá)和隨后的酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)檢測不同人群血清中IgG對NuoB結(jié)合特征的觀察，發(fā)現(xiàn)耐多藥MTB感染者血清中的IgG陽性率為43.86%，在藥物敏感MTB感染者中為15.62%，在正常對照者中為10.00%，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，為耐多藥MTB感染的診斷提供了理論基礎(chǔ)。

除了分析不同藥物的使用對結(jié)核病治療結(jié)果的影響，分析MTB在不同生理狀態(tài)下的表型特征，也可以為治療結(jié)核病，特別是潛伏性結(jié)核感染提供理論依據(jù)。Trutneva等[24]利用2-DE和MALDI-TOF-MS分析的方法，分析了存儲了1年以上處于休眠狀態(tài)停止分裂的MTB，這些細(xì)菌全部耐藥且發(fā)生了形態(tài)的改變。盡管有蛋白質(zhì)發(fā)生降解，休眠1年的MTB的蛋白質(zhì)組仍保有很大程度的完整性。蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性可能與大量參與蛋白質(zhì)保護(hù)的酶的存在有關(guān)，這些酶涉及氧化應(yīng)激(katG/Rv1908，sodA/Rv3846，sodC/Rv0432，bpoC/Rv0554)，分子伴侶(dnaJ1/Rv0352，htpG/Rv2299，groEL2/Rv0440，dnaK/Rv0350，groES/Rv3418，groEL1/Rv3417，HtpG/Rv2299c，hspX/Rv2031)和DNA穩(wěn)定性蛋白。此外，休眠細(xì)胞蛋白質(zhì)組包含參與了特定代謝通路的酶，如糖酵解反應(yīng)，縮短三羧酸循環(huán)(tricarboxylic acid cycle,TCA循環(huán))和降解過程，從而能形成低水平代謝狀態(tài)，或者這些酶在休眠狀態(tài)下長期保存，以在重新活化的過程中發(fā)揮生物活性。這些對休眠狀態(tài)下MTB的觀察有利于理解其生理特征，為開發(fā)進(jìn)一步的診斷和治療方法提供依據(jù)。Schubert等[25]使用了一種無標(biāo)簽的，基于SWATH(sequential windowed acquisition of all theoretical fragmentions)質(zhì)譜的方法評估了絕對細(xì)胞蛋白濃度，考察了MTB指數(shù)生長期，缺氧誘導(dǎo)的休眠和復(fù)蘇過程中的蛋白質(zhì)重組。結(jié)果覆蓋了超過2000個蛋白質(zhì)，揭示了蛋白質(zhì)分子質(zhì)量在這些過程中的分布特征。應(yīng)激誘導(dǎo)的休眠存活調(diào)節(jié)子(dormancysurvival regulator，dosR)占有休眠期間20%的蛋白表達(dá)量，而核糖體蛋白的量維持在5%～7%不變。蛋白質(zhì)的絕對濃度還可以進(jìn)一步將蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)變理解為最大酶促反應(yīng)速率的轉(zhuǎn)變，從而進(jìn)一步提高對代謝適應(yīng)的理解。而對MTB的全面蛋白質(zhì)的測量可以提供一個定量描述病菌狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)，從而為結(jié)核病治療的發(fā)展提供理論依據(jù)。

三、蛋白質(zhì)組學(xué)在結(jié)核病診斷和治療研究中的作用

MTB培養(yǎng)是結(jié)核病診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，然而其一般耗時2～6周。痰涂片鏡檢快速，但敏感度較低。血清學(xué)診斷易被交叉感染影響。結(jié)核菌素皮膚試驗(yàn)(TST)易被卡介苗的接種所影響，對免疫缺陷人群的敏感度較差[26]。而γ干擾素釋放試驗(yàn)(IGRA)和結(jié)核感染T細(xì)胞斑點(diǎn)試驗(yàn)(T-SPOT.TB)的假陰性或假陽性反應(yīng)較多，且成本較高[27]。因此，仍需要篩選更加可靠的結(jié)核感染診斷標(biāo)志物。

MTB感染的早期發(fā)現(xiàn)與否與患者臨床結(jié)局密切相關(guān)，因此，建立MTB感染早期診斷標(biāo)準(zhǔn)具有重要臨床價值。Bark等[28]觀察了104例HIV陰性MTB感染者的血清和血漿樣本，分為活動性結(jié)核病患者，潛伏性結(jié)核感染者，TST陽轉(zhuǎn)者和TST陰性者。在所有比較中，有289個蛋白的表達(dá)量差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(糾正錯誤發(fā)現(xiàn)率P<0.05)。與細(xì)胞免疫和脂質(zhì)代謝相關(guān)的蛋白質(zhì)在MTB早期感染中被誘導(dǎo)表達(dá)。使用質(zhì)譜對159種選定的蛋白進(jìn)行試驗(yàn)，對來自52個TST陽轉(zhuǎn)及保持陰性者的一系列縱向研究樣本進(jìn)行分析，經(jīng)過多因素logistic回歸分析鑒定的特定蛋白質(zhì)組合可以預(yù)測TST檢測者的變化，其受試者工作特征曲線曲線下面積(AUC)值大于0.85。

通過血清中的蛋白標(biāo)志物，區(qū)分活動性肺結(jié)核和肺結(jié)核患者密切接觸者，在結(jié)核病診斷和防治中具有重要的作用。Chen等[29]使用蛋白質(zhì)組微陣列方法研究了36例活動性結(jié)核病患者和18名健康對照者血清中的抗MTB的IgG和IgM抗體。結(jié)果顯示，多種抗原能誘導(dǎo)結(jié)核病患者血清中更高滴度的IgG或IgM應(yīng)答，在這些抗體中，進(jìn)一步通過ELISA從 221個樣品中驗(yàn)證了Rv2026c和Rv2421c的存在，并通過多因素logistic回歸分析顯示其在結(jié)核病臨床分類中具有較好的表現(xiàn)。此外，通過受試者工作特征曲線(ROC)，得到組合的診斷條件的敏感度和特異度分別是82.5%和88.12%，優(yōu)于單一抗原的診斷。此外，Rv2026c和Rv2421c的抗體的反應(yīng)性與患者的臨床背景有關(guān)(如性別和個體差異等)。這些結(jié)果表明，不同類型抗原和抗體的組合為血清學(xué)檢測結(jié)核病提供了進(jìn)一步的理論支持。Mateos等[30]使用串聯(lián)質(zhì)譜10-plex同位素標(biāo)簽的定量蛋白質(zhì)組學(xué)區(qū)分了活動性結(jié)核病患者，及其潛伏感染者和未感染的家庭接觸者，每組15個獨(dú)立血清樣本，重復(fù)5次試驗(yàn)。使用液相色譜-離子肼質(zhì)譜儀進(jìn)行肽段分析，和Proteome Discoverer 2.1處理原始數(shù)據(jù)后，共定量418個蛋白質(zhì)。結(jié)果顯示，活動性肺結(jié)核患者的蛋白質(zhì)特征與補(bǔ)體激活，炎癥和免疫調(diào)節(jié)有關(guān)，并通過減少一部分蛋白，包括載脂蛋白A和血清載鐵蛋白，表明了脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和鐵同化在疾病過程中的作用。這些特征通過ELISA和濁度測定法進(jìn)行后續(xù)的靶向測定隊(duì)列研究得到了進(jìn)一步確定。該研究為區(qū)別潛伏感染者和活動性結(jié)核病患者提供了理論依據(jù)。

結(jié)核病治療期間，因?yàn)橹委熥饔脮够颊咛盗繙p少，且痰培養(yǎng)對長期治療效果預(yù)測的準(zhǔn)確性降低。因此，有必要探索反映結(jié)核病治療效果的診斷標(biāo)準(zhǔn)。Kedia等[31]使用敏感的離子淌度質(zhì)譜(IM-MS)描述感染初期和利福噴丁治療8周以后的血清蛋白質(zhì)組，試圖識別反映治療效果的特異信號，且將臨床治療效果與這些信號關(guān)聯(lián)起來。血清樣本來自參與疾病預(yù)防控制中心結(jié)核病研究項(xiàng)目的289例患者，樣品分別收集于每例患者的病程初期和強(qiáng)化治療結(jié)束期。使用免疫親和層析去除血清蛋白質(zhì)中的高豐度成分，再將樣本消化成肽段并使用液相IM-MS平臺(LC-IM-MS)采集分析數(shù)據(jù)。利用線性混合模型識別血清蛋白改變，以識別患者行抗結(jié)核治療的效果和痰培養(yǎng)結(jié)果的相關(guān)性。共鑒別和定量了872個蛋白質(zhì)的10 137個肽段，并進(jìn)行了縱向的隊(duì)列分析。結(jié)果顯示，在結(jié)核病治療以后，有244個蛋白質(zhì)有明顯改變。通過通路/網(wǎng)絡(luò)比較，可知上調(diào)(脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、凝血級聯(lián)、肽酶活性)和下調(diào)(急性期)的蛋白，和這些蛋白參與調(diào)控網(wǎng)絡(luò)(炎癥、細(xì)胞黏附、細(xì)胞外基質(zhì))的一系列通路。還發(fā)現(xiàn)反映肺損傷的血清蛋白質(zhì)乙酰肝素酶(HPSE)，在治療期間明顯下調(diào)。通過對微生物數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)了一組對治療有所反映，且能與痰培養(yǎng)結(jié)果明顯關(guān)聯(lián)的核心血清蛋白[甲狀腺素運(yùn)載蛋白(TTHY)、維生素E結(jié)合糖蛋白(AFAM)、C-反應(yīng)蛋白(CRP)、視黃醇結(jié)合蛋白(RET4)、血清淀粉樣蛋白A(SAA1)、肽聚糖識別蛋白2(PGRP2)]。通過建立一個預(yù)測的蛋白質(zhì)基線，可以預(yù)測治療6～8周的痰培養(yǎng)狀態(tài)。以上研究為建立結(jié)核病臨床治療效果監(jiān)測提供了理論基礎(chǔ)。

四、應(yīng)用前景

MTB的感染、發(fā)病和治療涉及到宿主和MTB內(nèi)多種生理反應(yīng)和信號通路的作用。蛋白質(zhì)組學(xué)能從更宏觀更整體的角度上對這些現(xiàn)象進(jìn)行觀察和分析。目前，MTB相關(guān)的蛋白質(zhì)組學(xué)研究集中在MTB生理特征的闡述及其造成的病理反應(yīng)機(jī)制，結(jié)核病不同階段診斷標(biāo)準(zhǔn)的制定及MTB對治療藥品耐藥性的研究和新的治療方法的探索。在潛伏性結(jié)核感染的發(fā)現(xiàn)和耐藥結(jié)核病的治療方面，蛋白質(zhì)組學(xué)可以獲得一定范圍內(nèi)人群的瞬時MTB蛋白質(zhì)組學(xué)信息，但這些信息的變化特征依然不明確。在接下來的研究中，希望能建立基于蛋白質(zhì)組學(xué)的多地區(qū)，多人群的縱向動態(tài)MTB數(shù)據(jù)庫，以求減少空間、時間和人群特征的限制，更加動態(tài)立體地描述MTB的生理特征及病理特征。