《Bioscience Reports》：Serum proteomics mirrors the histopathological changes underlying different etiologies of primary mitral valve disease
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本研究针对原发性二尖瓣疾病（MVD）不同病因的分子机制尚不明确的问题，通过Olink?蛋白质组学技术系统分析了300例患者血清及瓣膜组织，发现钙化性（CMVD）、风湿性（RHVD）、Barlow病（BD）及纤维弹性蛋白缺乏症（FED）四种亚型在循环标志物、细胞外基质（ECM）重塑、炎症及钙化通路上存在显著差异。研究首次构建了MVD病因特异性分子图谱，为靶向诊断和治疗提供了新依据，对推动MVD精准医疗具有重要意义。
二尖瓣是心脏中确保血液单向流动的关键“阀门”，一旦发生病变，可能引发心力衰竭甚至死亡。二尖瓣疾病（Mitral Valve Disease, MVD）是全球最常见的心脏瓣膜病，但其病因多样，包括钙化性二尖瓣疾病（CMVD）、风湿性心脏瓣膜病（RHVD）、Barlow病（BD）和纤维弹性蛋白缺乏症（FED）。长期以来，临床医生和科学家们面临一个核心难题：这些不同病因导致的MVD，其背后的分子机制是否相同？是否存在特异性的生物标志物，能够帮助早期诊断、区分亚型，甚至为开发靶向药物提供线索？由于缺乏系统性的比较研究，MVD的精准诊疗发展缓慢。
为了回答这些问题，由Amaia Garcia-Pe?a、Jaime Ibarrola等研究人员组成的团队在《Bioscience Reports》上发表了他们的最新研究成果。他们开展了一项大规模、多组学的探索性研究，旨在绘制不同病因MVD的分子图谱。研究团队招募了300名因原发性慢性MVD接受二尖瓣置换术的患者，并根据严格的超声心动图标准将其精确分为CMVD（81例）、RHVD（114例）、BD（70例）和FED（35例）四组。研究人员首先采用Olink? Target 96 Cardiovascular III panel技术对80例患者血清（每组20例）进行了92种心血管相关蛋白的高通量筛查，发现了各亚型特异上调的循环蛋白。随后，他们利用组织学染色（如Movat Pentachrome、Alcian blue/Sirius red、Alizarin red）、免疫组织化学、酶联免疫吸附试验（ELISA）和明胶酶谱法（Zymography）等技术，对手术切除的二尖瓣组织进行了深入分析，重点评估了ECM组成、重塑过程、炎症浸润和钙化状态。通过生物信息学工具（如Enrich R、STRING）对差异蛋白进行通路富集分析，揭示了各亚型潜在的特异性致病通路。
研究结果
临床特征
研究人群的临床数据显示，RHVD患者占比最高（38%），CMVD和FED患者年龄较大，且CMVD组伴随心血管风险因素最多。不同亚型在性别分布、房颤患病率及用药情况上存在差异，这与既往报道一致，也提示不同病因可能对应着不同的人群特征和临床表型。
蛋白质组学特征
血清蛋白质组学分析是本研究的一大亮点。通过多元方差分析，研究人员发现每个MVD亚型都存在一组独特上调的血清蛋白标志物：CMVD中6个、RHVD中7个、BD中10个、FED中3个。进一步的验证实验确认，GP6（Glycoprotein VI）在CMVD患者血清中特异性升高；ST2在RHVD中升高；DLK1（Delta-like noncanonical Notch ligand 1）在BD中升高；而EGFR（Epidermal Growth Factor Receptor）在FED中升高。此外，PGLYRP1（Peptidoglycan Recognition Protein 1）、GDF15（Growth Differentiation Factor 15）、TFF3（Trefoil Factor 3）和OPN（Osteopontin）等蛋白也在特定亚型中呈现差异表达。通路富集分析显示，这些差异蛋白分别富集于不同的生物学过程：CMVD与成骨信号、炎症和胶原代谢相关；RHVD与类风湿关节炎和纤维炎症通路相关；BD与巨噬细胞和炎症通路相关；FED则与炎症、EGFR通路和肌动蛋白细胞骨架重塑相关。
不同病因亚型二尖瓣的ECM成分模式
组织学分析直观地展示了各亚型瓣膜结构的巨大差异。Movat Pentachrome染色显示，健康对照瓣膜的ECM成分排列整齐。而病变瓣膜中，BD和FED表现为显著的蛋白聚糖沉积（蓝色染色），BD呈弥漫性，FED则更局灶性。CMVD和RHVD则表现出严重的ECM结构紊乱，胶原纤维（黄色染色）大量沉积且排列无序，同时瓣膜间质细胞（Valve Interstitial Cells, VICs）数量增多，活性增强（α-SMA和Vimentin表达上调）。Alcian blue/Sirius red染色及偏振光分析进一步揭示，RHVD瓣膜以粗大的胶原纤维为主，蛋白聚糖含量极少；而CMVD瓣膜则同时存在粗大胶原和弥漫分布的蛋白聚糖；BD瓣膜胶原和蛋白聚糖均丰富；FED则以细胶原纤维为主。Alizarin red染色证实钙化主要存在于CMVD（结节状）和RHVD（弥漫状）中，BD和FED几乎无钙化。
纤维化与ECM重塑
对瓣膜组织匀浆的定量分析验证了血清蛋白质组学的发现。GDF15和ST2蛋白在RHVD瓣膜中含量最高。胶原蛋白I（Collagen I）和其关键调控因子TGF-β（Transforming Growth Factor-β）也在RHVD瓣膜中显著升高，这与该亚型严重的纤维化表型相符。蛋白聚糖分析显示，Aggrecan在FED中升高；Lumican在BD和FED中升高；Syndecan-1在CMVD、BD和FED中升高，但在RHVD中不升高；Decorin则在RHVD中特异性升高。基质金属蛋白酶（MMPs）及其抑制剂（TIMPs）的检测发现，MMP-1、TIMP-1和MMP-2在RHVD中表达最高，且MMP-2的酶活性在所有MVD亚型中均升高，尤其在RHVD中最为显著。
炎症标志物
炎症是MVD的共同特征，但各亚型特点不同。瓣膜组织炎症因子检测显示，BD和FED中Rantes、IL-1β和IL-6水平显著升高；RHVD中TNF-α水平极度升高，IL-1β也较高；而CMVD的炎症指标与对照相比无显著差异。DLK1在病变瓣膜中普遍降低，但在BD中相对较高；EGFR在FED中升高。免疫组化显示，所有MVD亚型的瓣膜中巨噬细胞（CD68）和白细胞（CD45）浸润均多于对照组，但分布模式各异，CMVD和BD中炎症细胞呈簇状聚集。
钙化模式与成骨蛋白表达的差异
与组织染色结果一致，成骨相关蛋白在CMVD和RHVD瓣膜中高表达。OPN和PGLYRP1在CMVD和RHVD中升高。BMP-2（Bone Morphogenetic Protein-2）和OCN（Osteocalcin）在RHVD中更高，BMP-4在CMVD中更高，RANKL（Receptor Activator of Nuclear Factor Kappa-B Ligand）在两者中均升高。Periostin在CMVD中特异性高表达。
讨论与结论
本研究通过整合循环标志物、组织病理和分子数据，首次系统性地揭示了不同病因MVD存在截然不同的致病机制图谱。CMVD以结节性钙化、胶原沉积和特定炎症为特征；RHVD以弥漫性钙化、厚胶原纤维和强烈的TNF-α驱动的纤维炎症反应为特征；BD以弥漫性蛋白聚糖沉积和显著的炎症浸润为特征；FED则以局灶性蛋白聚糖沉积和特定的炎症通路激活为特征。这些差异表明，将MVD统称为“退行性”疾病是不准确的，每种亚型都应被视为一个独特的、主动的病理过程。
该研究的意义重大。首先，它鉴定出的病因特异性血清标志物（如GP6、ST2、DLK1、EGFR等）具有转化为无创诊断工具的潜力，有助于实现MVD的早期分型和精准管理。其次，研究揭示的亚型特异性关键通路（如RHVD中的TGF-β/TNF-α轴、CMVD中的成骨信号、BD/FED中的炎症通路）为开发靶向治疗策略提供了新的方向。例如，针对RHVD中异常活跃的TNF-α通路，或可探索现有的TNF-α抑制剂的治疗价值。总之，这项工作极大地深化了对MVD病理生理学的理解，为迈向MVD的精准医学时代奠定了坚实的理论基础。
