《Scientific Reports》：Progression of peripheral blood mononuclear cell mitochondrial function during the early phase of sepsis in intensive care unit patients
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本研究聚焦ICU脓毒症早期PBMC线粒体功能演变机制，通过前瞻性队列检测呼吸作用与OXPHOS基因表达，发现患者线粒体基础呼吸等指标持续增强且与SDHB（复合物II）、ATP5F1A（复合物V）表达上调相关，其中基础呼吸升高是3个月死亡率的独立风险因素，为脓毒症能量代谢紊乱的机制与预后评估提供了新线索。
重症监护病房（ICU）里，脓毒症（sepsis）是导致多器官衰竭和死亡的“头号杀手”之一。它来势汹汹，常常让医生们措手不及。为什么有些患者能挺过来，而有些则走向了不良的结局？科学家们逐渐意识到，这背后可能与细胞内部微小的“能量工厂”——线粒体——的功能紊乱密切相关。在脓毒症的病理风暴中，免疫细胞特别是外周血单个核细胞（Peripheral Blood Mononuclear Cells, PBMCs）首当其冲。然而，在疾病早期，这些细胞内部的线粒体功能究竟如何变化？这种变化是持续增强还是逐步衰竭？更重要的是，它是否预示着患者未来的命运？这些问题，一直是重症医学领域亟待解开的谜团。为了回答这些关键问题，一支研究团队开展了一项深入探索，并将成果发表在了《Scientific Reports》期刊上。
研究人员进行了一项单中心前瞻性观察性队列研究。他们招募了25名ICU脓毒症患者，并与24名年龄、性别匹配的健康对照者进行比较。研究团队在患者入住ICU后的第一周内，分三个时间点采集了他们的PBMCs样本。核心技术手段包括：使用海马（Seahorse）细胞能量代谢分析仪等设备，精准测量PBMCs中线粒体的多种呼吸功能参数，包括基础呼吸、ATP（三磷酸腺苷）合成相关呼吸、最大呼吸和质子漏相关呼吸。同时，他们运用RT-qPCR（逆转录定量聚合酶链式反应）技术，对涉及氧化磷酸化（Oxidative Phosphorylation, OXPHOS）通路的关键基因进行了半定量表达分析。研究的终点不仅在于描述功能变化本身，还旨在探索这些变化与脓毒症严重程度以及临床结局（特别是3个月死亡率）之间的潜在关联。
研究结果
脓毒症患者PBMC线粒体呼吸功能增强
研究发现，与健康对照组相比，脓毒症患者在入住ICU第一周内的所有三个检测时间点上，其PBMCs的线粒体呼吸功能均显示出全面而显著的增强。具体表现为基础呼吸、ATP合成相关呼吸、最大呼吸以及质子漏相关呼吸的速率均更高。这表明，在脓毒症早期，免疫细胞的能量代谢处于一种异常活跃的状态，而非传统认为的功能抑制。
线粒体呼吸增强与氧化磷酸化复合物基因表达上调相关
为了探究呼吸功能增强的分子基础，研究人员检测了OXPHOS通路中关键复合物的基因表达。结果显示，与呼吸功能增强同步，编码线粒体复合物II（琥珀酸脱氢酶）的SDHB基因和编码复合物V（ATP合酶α亚基）的ATP5F1A基因的表达水平在脓毒症患者中也显著上调。这表明，线粒体呼吸链的关键组件在基因转录水平被激活，可能直接驱动了观察到的呼吸功能亢进。
基础呼吸升高与患者长期生存率负相关
将线粒体功能数据与患者临床结局进行关联分析后，一个关键的发现浮出水面。统计分析表明，PBMCs较高的基础呼吸率与患者3个月内的死亡风险显著相关（风险比HR为3.794，95%置信区间CI为1.018–14.149，p=0.047）。这意味着，在疾病早期表现出更强劲线粒体基础呼吸的患者，其在未来3个月内死亡的可能性反而更高。这一发现将细胞水平的代谢变化与宏观的临床预后直接联系起来。
研究结论与讨论
本研究系统描绘了ICU脓毒症早期PBMC线粒体功能的动态演变图谱，明确揭示了其功能亢进而非衰竭的特征。这一现象伴随着氧化磷酸化关键基因（SDHB和ATP5F1A）的上调表达，提示存在转录水平的适应性（或病理性）重编程。最为重要的是，研究发现早期线粒体基础呼吸的增强是患者3个月死亡率的独立危险因素。这颠覆了以往认为线粒体功能抑制是脓毒症器官损伤主要原因的部分观点，提示早期过度的能量代谢需求或“代谢亢进”状态，可能本身就是病理过程的一部分，并最终导致免疫细胞耗竭或功能障碍，影响生存。该研究首次在患者纵向队列中明确了PBMC线粒体功能在脓毒症早期的演变规律及其预后价值，不仅深化了对脓毒症代谢病理机制的理解，也为开发基于线粒体功能评估的新型预后生物标志物或治疗靶点（如调节异常的能量代谢）提供了重要的理论依据和实验证据。论文发表在《Scientific Reports》，作者包括Fabio Silvio Taccone等研究者。
