《Journal of Infection》：ANKRD22 as a Novel Diagnostic Biomarker and Immunomodulator in Tuberculosis Disease: A Multi-Cohort and Clinical Validation Study
编辑推荐：
本篇研究论文通过整合分析23个公共转录组数据集和临床队列验证，系统探讨了基因ANKRD22在结核病中的作用。研究发现，ANKRD22在活动性结核病（TB）患者中显著上调，可作为区分TB感染（TBI）与TB疾病的稳健生物标志物（AUC范围：0.709-0.986），并具有诊断和治疗监测潜力。其表达水平与单核细胞-淋巴细胞比率（MLR）正相关，并关联于以中性粒细胞、肥大细胞、调节性T细胞（Tregs）、髓系来源抑制细胞（MDSCs）浸润增加和自然杀伤细胞（NK）减少为特征的免疫抑制微环境。体外实验进一步证实，ANKRD22可促进M2型巨噬细胞极化，从而可能加剧Mtb感染的慢性化进程。这些发现强调了ANKRD22在结核病诊断和宿主导向疗法中的潜在价值。
背景
结核病（TB）是由结核分枝杆菌（Mtb）引起的严重传染病，是全球主要的健康威胁之一。根据世界卫生组织（WHO）数据，2023年约有1080万人患病，造成125万人死亡。当前，寻找新的诊断标志物和治疗靶点对于改善结核病管理和预后至关重要。基因ANKRD22（锚蛋白重复结构域22）是一个新近被识别、定位于脂滴和线粒体的N-豆蔻酰化单次跨膜蛋白，在多种癌症和炎症反应中扮演着重要角色。此前的研究已将其识别为区分结核感染（TBI）与结核病（TB）的三基因免疫特征之一，但其在结核病中的确切诊断价值和功能尚不明确。
方法
为了全面解析ANKRD22在结核病中的作用，本研究采用了多组学分析策略。研究团队首先从GEO数据库中整合并分析了23个公共转录组数据集，涵盖了从健康对照（HCs）、TBI到TB疾病的不同阶段人群。随后，在一个临床队列（包括96名TB患者、43名TBI个体和42名健康对照）中，通过RT-qPCR技术对分析结果进行了独立验证。此外，研究利用GO、KEGG和GSEA等生物信息学方法，探索了ANKRD22与免疫应答的相关性，并使用CIBERSORT和ssGSEA算法评估了其表达与免疫细胞浸润的关系。为了探究其功能，研究在体外利用结核分枝杆菌减毒株H37Ra感染THP-1来源的巨噬细胞，并通过siRNA敲低ANKRD22，观察其对巨噬细胞极化的影响。
结果
ANKRD22在结核病中的表达模式与诊断价值
研究发现，在几乎所有分析的队列中，活动性结核病（TB）患者的ANKRD22表达水平均显著高于健康对照（HCs）和TBI个体。随着疾病从TBI进展为TB，其表达呈现逐步升高的趋势。相比之下，ANKRD22的表达在结核病与其他疾病（如癌症、肺炎、系统性红斑狼疮）患者之间也存在显著差异，表明其对结核病具有较好的特异性。
诊断性能评估显示，ANKRD22在不同数据集中区分TB疾病与非TB疾病的受试者工作特征曲线下面积（AUC）介于0.709至0.986之间。在临床验证队列中，其AUC达到0.855，显示出强大的诊断潜力。研究还确定了满足WHO推荐的诊断标准（敏感性≥75%，特异性≥75%）的截断值，为其临床应用提供了依据。
重要的是，在抗结核治疗有效的患者中，ANKRD22的表达水平随治疗进程逐渐下降并恢复至基线水平；而在未治愈的患者中，其表达持续维持在较高水平。这表明ANKRD22不仅是一个诊断标志物，还可能用于监测治疗效果。
ANKRD22与免疫抑制微环境
研究发现，在结核病患者中，ANKRD22高表达与单核细胞-淋巴细胞比率（MLR）的升高显著相关，这种关联在校正了年龄、性别、血红蛋白等混杂因素后依然存在。这暗示ANKRD22的表达与机体炎症和免疫状态密切相关。
深入的生物信息学分析揭示了ANKRD22与免疫抑制微环境的紧密联系。差异表达基因的富集分析表明，ANKRD22高表达与干扰素（IFN）信号、白细胞介素-10（IL-10）产生、补体和凝血级联反应等通路显著相关。基因集富集分析（GSEA）显示，与健康免疫状态相关的B细胞和CD4+T细胞特征在ANKRD22低表达组中上调，而在高表达组中下调。
更为关键的是，通过免疫细胞浸润分析发现，ANKRD22的表达与多种免疫抑制或促炎细胞的正相关最为显著，包括中性粒细胞、肥大细胞、调节性T细胞（Tregs）、髓系来源抑制细胞（MDSCs）、活化树突状细胞和γδ T细胞。相反，其表达与多种自然杀伤细胞（NK）亚群、B细胞以及部分效应性T细胞亚群呈负相关。这一结果在HIV阳性合并结核病的患者中也得到验证，说明ANKRD22可能独立于HIV感染状态，驱动一个不利于结核杆菌清除的免疫抑制微环境。
ANKRD22在巨噬细胞极化中的功能验证
为了探究ANKRD22如何影响结核病的免疫应答，研究进行了体外功能实验。在H37Ra感染THP-1来源的巨噬细胞模型中，感染诱导了ANKRD22表达的持续升高。
感染后，巨噬细胞同时表现出M1型（促炎）和M2型（抗炎/修复）极化标志物的上调。值得注意的是，利用siRNA敲低ANKRD22后，感染诱导的M2型巨噬细胞标志物（如CD206、IL-10、TGF-β）的表达被显著抑制，无论是在mRNA还是蛋白水平。同时，ANKRD22敲低还影响了部分M1型相关细胞因子（如CXCL10）的表达。这些结果表明，ANKRD22在Mtb感染过程中，起到了促进巨噬细胞向免疫抑制性的M2型极化的作用，从而可能帮助结核分枝杆菌在宿主细胞内建立持续感染。
讨论
本研究的发现将ANKRD22从一个潜在的转录组特征基因，提升为一个功能明确的结核病相关生物标志物和免疫调节因子。其表达水平不仅能有效区分活动性结核与潜伏感染及健康状态，还能反映疾病严重程度和治疗反应。更重要的是，研究揭示了ANKRD22与一个以M2型巨噬细胞极化、Tregs/MDSCs等免疫抑制细胞浸润为特征的免疫微环境之间的因果关系。
在机制层面，ANKRD22可能通过影响脂质代谢（与其定位在脂滴相关）或调控如PPARγ/STAT6等信号通路来驱动M2极化，尽管本研究未观察到其对经典STAT1通路的显著影响。此外，其表达谱与PD-1/PD-L1免疫检查点通路富集相关，提示靶向ANKRD22或其下游信号，可能成为逆转结核病免疫抑制状态、增强宿主防御的新型宿主导向疗法（HDT）策略。
结论
综上所述，本研究通过多组学数据整合、临床验证和体外功能实验，系统证明了ANKRD22是活动性结核病的一个有前景的诊断生物标志物。它特异性地在结核病进展中上调，并与一个免疫抑制性的宿主微环境密切相关，特别是通过促进M2型巨噬细胞极化发挥作用。这些发现不仅为结核病的精准诊断和疗效监测提供了新工具，也为开发以ANKRD22为靶点的宿主导向治疗策略奠定了理论基础，有望为改善结核病，尤其是慢性或耐药结核病的临床管理开辟新途径。
