《Human Gene》：Investigation of clinical features, differential gene expression, and immune infiltration in female genital tuberculosis using RNA sequencing and bioinformatics analysis
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女性生殖结核病（FGTB）是一种罕见但严重影响女性生殖健康和生命质量的疾病。本研究通过RNA测序和生物信息学分析，比较了FGTB患者与健康对照组的基因表达差异，发现16,194个差异表达基因（DEGs），其中588个上调基因和179个下调基因。通路分析显示补体/凝血级联、MAPK、HIF-1和IL-17信号通路异常可能参与免疫逃逸机制。关键调控基因如MMP8、CTSG和AHSP与免疫微环境调控相关。分子对接和动态模拟显示MMP8–Docetaxel具有潜在治疗价值。研究为FGTB的早期诊断和靶向治疗提供了新视角，但需更大样本临床验证。
王琦|陈雅萍|刘艳芬|谢蓓|邓慧娟|孟凡荣|王楠|熊德芳|陈远进|魏泽友|董鹏彦|黄波|杨宇|赖晓敏|刘志辉|李华|何伟云
中国广东省广州市，广东药科大学附属广州胸科医院肺病研究所，呼吸系统疾病国家重点实验室，结核病研究广州重点实验室
摘要
女性生殖器结核（FGTB）是一种罕见但严重的疾病，对女性的生殖健康和整体生活质量有显著影响，同时给患者和社会带来巨大的经济负担。目前FGTB的诊断和治疗方法有限，常常导致诊断延迟和治疗效果不佳。本研究旨在阐明FGTB的临床特征，并识别与其发病机制和免疫反应相关的差异表达基因（DEGs）。我们通过对临床样本进行RNA测序和生物信息学分析，全面评估了FGTB患者与健康对照组之间的基因表达谱，共发现16,194个DEGs，其中588个基因上调，179个基因下调，表明两组之间存在显著差异。通路分析表明，补体/凝血级联反应、MAPK信号通路、HIF-1信号通路和IL-17信号通路的改变可能揭示了FGTB的免疫逃逸机制。此外，关键调控基因如MMP8、CTSG和AHSP被证实能调节免疫浸润反应，可能改变免疫微环境。值得注意的是，MMP8与多西他赛在分子对接、分子动力学模拟和MM/PBSA分析中表现出良好的结合能。总之，我们的发现为了解FGTB的临床特征、基因表达改变和免疫景观提供了全面的认识，为早期诊断和治疗策略的开发奠定了基础。未来的研究应优先考虑扩大样本规模并进行临床验证，以进一步推进对这种致残性疾病的理解和管理。
引言
女性生殖器结核（FGTB）是一种罕见的但严重的肺外结核病，主要影响育龄妇女（WHO，2024年）。虽然其全球发病率低于肺结核，但由于发病缓慢、症状不明显以及对女性生育能力和整体健康的严重影响，FGTB带来了重大临床挑战。FGTB的诊断和治疗方法较为有限，常常导致诊断延误和治疗效果不佳。本研究旨在阐明FGTB的临床特征，并识别参与其发病机制和免疫反应的差异表达基因（DEGs）。我们利用RNA测序和生物信息学分析方法，对比FGTB患者和健康对照组的基因表达谱，发现了16,194个DEGs，包括588个上调基因和179个下调基因，说明两组之间存在显著差异。通路分析提示，补体/凝血级联反应、MAPK信号通路、HIF-1信号通路和IL-17信号通路的改变可能解释了FGTB的免疫逃逸机制。此外，关键调控基因MMP8、CTSG和AHSP在调节免疫浸润反应中起重要作用，可能改变免疫微环境。值得注意的是，MMP8与多西他赛在分子对接、分子动力学模拟和MM/PBSA分析中表现出良好的结合能。总之，我们的发现为FGTB的临床特征、基因表达改变和免疫景观提供了全面的理解，为早期诊断和治疗策略的开发奠定了基础。
临床特征
FGTB组女性的平均年龄为33.8岁（标准差=3.9岁）。在FGTB组4名（80%）有不同程度月经异常的女性中，2名（40%）表现为月经量少，1名（20%）停经3个月，另1名（20%）停经4个月。2名（40%）有不良妊娠结局，1名（20%）不孕6年。2名（40%）有结核病接触史或结核病病史，3名（60%）IGRA检测结果呈阳性。所有5名女性均表现出FGTB的典型临床特征。
讨论
女性生殖器结核（FGTB）是一种罕见但严重的肺外结核病，主要影响育龄妇女（WHO，2024年）。尽管其全球发病率低于肺结核，但由于发病缓慢、症状不明显以及对女性生育能力和整体健康的严重影响，FGTB仍具有重大临床挑战。FGTB通常是由原发部位（最常见的是肺部）的感染继发引起的，结核分枝杆菌通过血液传播至生殖道。输卵管和子宫内膜是最常受影响的部位，导致输卵管堵塞、子宫内膜破坏，最终导致生殖功能衰竭。FGTB的一个关键问题是经常被漏诊或误诊，因为它可能与其他妇科疾病和癌症相似。这种误诊会延误治疗，增加患者和医疗系统的健康负担（Ahmed等人，2022年）。
从流行病学角度来看，FGTB的发病率在不同地区存在显著差异，在结核病仍然普遍的发展中国家发病率更高。最近的荟萃分析表明，FGTB约占某些人群不孕病例的20%，是原发性和继发性不孕的主要原因（Ahmed等人，2022年；Vijay等人，2023年）。该病主要影响女性的生育年龄期，通常在二十多岁到三十岁左右，常伴有月经不调、慢性盆腔疼痛和不良妊娠结局（Melkamu等人，2024年）。尽管结核病控制措施有所进展，但由于诊断困难和生殖道病变中细菌载量较低，FGTB的真正发病率可能被低估。在结核病严重的地区，FGTB仍然是不孕率和妇科健康问题的重要但常被忽视的原因（Vijay等人，2023年；Tjahyadi等人，2022年）。
目前诊断和管理女性生殖器结核（FGTB）的方法存在一些局限性。传统上，诊断依赖于临床怀疑、影像学技术、子宫内膜或附件活检获得的组织病理学证据以及通过培养或分子检测进行的微生物学确认。然而，这些传统方法的敏感性往往不足；由于生殖道组织中的细菌载量较低，微生物培养经常呈阴性结果，而组织病理学发现可能在疾病早期阶段不具特异性甚至缺失。虽然新的分子诊断方法（如基于盒式的核酸扩增测试CBNAAT/Xpert）提高了敏感性并缩短了检测时间，但其在许多医疗环境中的可用性和常规使用仍有限。因此，诊断延迟或遗漏的情况很常见，这不仅妨碍了及时治疗，还增加了生殖道不可逆损伤和不良妊娠结局的风险（Tzelios等人，2022年；Wang等人，2021年）。FGTB的治疗方案通常借鉴肺结核的治疗方案，采用多药抗结核疗法。然而，即使经过适当治疗，恢复生育能力也不总是可能的，且疾病仍有复发或进展的风险（Wang等人，2021年；Sharma等人，2023年）。
最新研究表明，女性生殖器结核（FGTB）的发病机制非常复杂，不仅涉及结核分枝杆菌的直接感染和随后的组织损伤，还包括生殖道内的局部免疫反应和分子信号传导的显著变化（Sharma等人，2023年；Parikh等人，2022年）。最近的研究指出，炎症通路（如MAPK、NF-κB、TNF和TLR信号通路）的紊乱，以及子宫内膜和附件中的细胞因子表达异常和免疫细胞浸润也是该病的重要特征（Sharma等人，2023年；Parikh等人，2022年）。尽管取得了这些进展，我们对驱动疾病进展的分子机制、宿主免疫反应以及导致FGTB不孕的因素仍了解不足。识别特定的差异表达基因（DEGs）及其在免疫调节、组织重塑和代谢功能障碍中的作用，为发现新的生物标志物和治疗靶点提供了有希望的途径（Wang等人，2024年）。然而，将临床表型与高通量分子分析相结合的全面分析仍然有限，迫切需要系统研究来明确该病的特定分子特征和通路。
为应对这些挑战，本研究采用了一种综合方法，结合临床表型和转录组分析来研究FGTB的分子特征。通过使用RNA测序（RNA-seq）和生物信息学方法对特征明确的临床样本进行分析，本研究旨在全面描述FGTB与健康对照组相比的基因表达变化。与传统分子研究相比，这种方法具有多个优势，包括能够无偏地检测全基因组的DEGs、进行功能通路富集分析和免疫细胞浸润估计，从而高分辨率地捕捉宿主-病原体相互作用和疾病特异性生物过程的复杂性。此外，整合临床和分子数据有助于加速诊断生物标志物和候选治疗靶点的识别，直接促进FGTB的早期检测和精准管理（Sharma等人，2023年；Rodríguez-García等人，2023年）。
本研究的总体目标是阐明FGTB的临床和分子特征，特别关注参与疾病发病机制和宿主免疫反应的关键基因和通路。通过系统应用RNA-seq和全面的生物信息学分析，本研究旨在（1）确定区分FGTB与健康对照组的基因表达谱和分子特征；（2）探索DEGs在相关生物过程和通路中的功能富集；（3）研究基因表达变化与临床表型（包括免疫细胞浸润和潜在药物靶点）之间的关联。最终，这项工作旨在为FGTB的生物学提供新的见解，并为开发改进的诊断和治疗策略奠定基础，从而解决生殖医学和传染病控制中的关键未满足需求。
临床特征
FGTB组女性的平均年龄为33.8岁（标准差=3.9岁）。在FGTB组4名（80%）有月经异常的女性中，2名（40%）表现为月经量少，1名（20%）停经3个月，另1名（20%）停经4个月。2名（40%）有不良妊娠结局，1名（20%）不孕6年。2名（40%）有结核病接触史或结核病病史，3名（60%）IGRA检测结果呈阳性。所有5名女性均表现出FGTB的典型临床特征。
结论
本研究全面概述了FGTB的临床特征，强调了基因表达的差异，并探讨了其与免疫浸润之间的联系，为诊断和治疗策略提供了新的视角。通过识别潜在的药物靶点，为未来的治疗发展奠定了基础。为了进一步验证这些发现，未来的研究应开展更大规模的多中心临床试验和功能检测。
作者贡献声明
王琦：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，数据管理。陈雅萍：研究。刘艳芬：资源提供。谢蓓：研究。邓慧娟：资源提供。孟凡荣：软件支持。王楠：软件支持。熊德芳：资源提供。陈远进：软件支持。魏泽友：软件支持。董鹏彦：软件支持。黄波：撰写 – 审稿与编辑。杨宇：软件支持。赖晓敏：验证。刘志辉：撰写 – 审稿与编辑。李华：验证，软件支持，研究。何伟云：
知情同意声明
已获得所有参与研究的受试者的知情同意。已从患者处获得发表本文的书面知情同意。
机构审查委员会声明
本研究遵循《赫尔辛基宣言》进行，并得到了广州胸科医院伦理委员会的批准（协议编号2023(20)，批准日期为2023年5月30日。
资助
本研究得到了广东省自然科学基金基础与应用基础研究基金（2023A1515010461）、广东省自然科学基金基础与应用基础研究基金（2024A03J0584）、广东省中医药科学研究项目（20251290；20261298）、广州市科技计划（202206010134；2023A03J0537；2025A03J3779；2025A03J3781；2025A03J3779）、广州市卫生健康科技项目的支持。
利益冲突声明
作者声明没有利益冲突。
致谢
我们感谢医疗人员的宝贵协助，同时也感谢所有患者及其家庭的参与。
