《Clinical Proteomics》：Plasma protein signatures altered before and after tuberculosis diagnosis in a population-based cohort
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结核病（Tuberculosis, TB）仍然是一个重大的公共卫生问题。因此，识别具有进展为活动性疾病风险的个体对于社区健康至关重要，但目前仍然较为困难。为解决这一问题，研究人员分析了UK Biobank的血浆蛋白质组学数据，以探究与TB相关的宿主蛋白特征。该
结核病（Tuberculosis, TB）仍然是一个重大的公共卫生问题。因此，识别具有进展为活动性疾病风险的个体对于社区健康至关重要，但目前仍然较为困难。为解决这一问题，研究人员分析了UK Biobank的血浆蛋白质组学数据，以探究与TB相关的宿主蛋白特征。该前瞻性队列规模庞大（约500,000人），并结合深度蛋白质组学分析（2,920种血浆蛋白），使研究人员得以对42名在采样前或采样后被诊断为TB的个体及其无TB病史的匹配对照进行分析。采用该方法，研究人员鉴定出在TB受累个体中显著差异表达的蛋白（例如CDCP1、GAST），提示在临床发病之前即已存在蛋白质组学改变，且该类改变可在诊断后多年持续存在。对显著蛋白进行功能注释显示，其涉及与慢性炎症反应及宿主防御机制相关的免疫与信号传导通路。这些发现有助于推进对TB病理学的理解，并提示特定血浆蛋白具有用于开发即时检测（point of care）风险评估与诊断工具的潜力。
该论文发表于《Clinical Proteomics》，聚焦于结核病（Tuberculosis, TB）宿主血浆蛋白质特征的时序性改变及其生物学意义。研究背景在于，TB至今仍是全球最重要的传染病之一，尽管大量人群感染结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis），但终生进展为活动性TB者仅占少数，因此单纯依据感染状态难以有效识别未来发病高风险个体。与此同时，TB发生发展与持续性炎症反应、宿主免疫调节失衡及病原体-宿主复杂互作密切相关，这使得基于宿主生物标志物的风险分层与早期识别成为重要研究方向。然而，既往研究常受限于样本量不足、缺乏前瞻性队列、候选标志物验证不充分，以及许多炎症相关指标对TB缺乏特异性等问题。因此，利用大规模人群资源和深度蛋白质组学数据，系统评估TB临床诊断前后宿主血浆蛋白改变，具有重要的科学价值和潜在临床意义。
本研究依托UK Biobank前瞻性人群队列开展，比较了采血前已被诊断TB者、采血后才被诊断TB者以及从未诊断TB的匹配健康对照之间的2,920种血浆蛋白表达差异。研究人员希望回答两个关键问题：其一，宿主血浆蛋白质变化是否可在临床诊断前就被捕捉；其二，这些变化是否会在诊断后多年持续存在。研究结果表明，TB相关的血浆蛋白特征既可出现在临床诊断之前，也可在诊断之后长期保留，提示宿主蛋白质组学能够反映与TB病理过程相关的生物学信号。进一步的功能注释显示，这些差异蛋白主要涉及免疫激活、信号传导、血管调节、组织重塑、脂质代谢与稳态维持等过程，支持TB是一种伴随持续宿主反应重塑的系统性疾病。研究的重要意义在于，其不仅拓展了对TB宿主病理生物学的理解，也提示血浆蛋白可能成为即时风险评估和辅助诊断工具开发的候选分子。
在技术方法方面，研究人员使用UK Biobank蛋白质组学子队列数据，样本来源于基线招募时采集的血液标本；依据ICD10编码筛选TB病例，并构建无TB及若干呼吸系统、自身免疫相关疾病史的对照池。蛋白检测采用Olink Explore平台，对4个面板共2,923种蛋白进行基于抗体亲和检测的定量分析，质控后保留2,920种蛋白。统计学上，采用倾向评分匹配（propensity score matching）按年龄、性别和Townsend贫困指数进行1:5最近邻匹配，再使用limma模型实施差异表达分析，并以Benjamini–Hochberg校正后的p值<0.05及log2倍数变化（fold change, FC）>0.5作为显著性阈值，同时进行了诊断时间限制在采样后5年内的敏感性分析。
研究结果部分可以概括如下。
研究对象与总体设计
研究最终纳入23例采样前已诊断TB者、19例采样后诊断TB者，以及210例匹配对照，合计252名参与者。TB诊断时间相对于初始采样时间横跨采样前12年至采样后12年，多数病例集中在初始评估日期前后7年内。该设计使研究能够同时观察临床诊断前后的宿主蛋白变化，从而评估TB相关蛋白特征的持续性与前瞻性信号。
Differential expression analysis
差异表达分析显示，不同诊断时序的TB个体具有部分重叠、部分特异的蛋白表达特征。与对照相比，采样前已诊断TB者有4种蛋白显著上调，分别为CUB结构域含蛋白1（CDCP1）、胃泌素（GAST）、一氧化氮合酶3（Nitric Oxide Synthase 3, NOS3）和C-X-C基序趋化因子配体13（C-X-C Motif Chemokine Ligand 13, CXCL13）。这一结果说明，即便在采血时参与者未必处于活动性TB状态，仍可检测到与既往TB相关的持续性宿主蛋白信号。
对于采样后才被诊断TB的参与者，与对照相比有2种蛋白显著差异表达：纤维蛋白原样蛋白1（Fibrinogen-like protein 1, FGL1）上调，而桥粒芯糖蛋白4（Desmoglein 4, DSG4）下调。该结果提示，在临床确诊之前，宿主已可能出现与TB进展风险或亚临床病变相关的分子改变。
当将全部42例TB参与者合并后与对照比较时，共有6种蛋白达到显著差异表达，其中CDCP1、GAST、FGL1、二肽基肽酶7（Dipeptidyl Peptidase 7, DPP7）及羧酸酯酶1（Carboxylesterase 1, CES1）显著上调，促肾上腺皮质激素释放激素（Corticotropin-Releasing Hormone, CRH）显著下调。这提示TB相关蛋白特征并不局限于单一时间点，而是可在总体上反映疾病相关的宿主反应模式。
研究人员进一步开展敏感性分析，仅纳入采样后5年内被诊断TB的参与者。结果显示，GAST与CDCP1仍保持显著上调，提示这两种蛋白与更接近临床发病时段的TB风险或疾病活动关联更为稳健。另一方面，采样前诊断组与采样后诊断组直接比较时，未发现达到显著差异的蛋白，说明两类TB相关宿主反应在整体上可能具有一定连续性或重叠性。
Functional annotation of significantly differentially expressed proteins using DAVID
功能注释结果表明，显著差异蛋白涉及多种Gene Ontology（GO）条目和京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG）通路。采样前诊断TB者相关蛋白主要与免疫激活、信号传导及血管调节有关，提示既往TB可留下持续性的免疫与生理调控痕迹。采样后诊断TB者相关蛋白则更多涉及免疫调控与组织重塑过程，支持临床显现前已存在宿主防御与病理重建并行的改变。全部TB参与者的差异蛋白则与细胞内信号传导、脂质代谢和内环境稳态等功能有关，显示TB相关宿主反应具有系统性特征。作者同时指出，部分蛋白如CDCP1和DPP7目前功能注释仍较有限，提示这些分子在TB背景下的作用机制仍需进一步研究。
讨论部分指出，本研究最大的价值在于利用大规模前瞻性人群队列的深度蛋白质组数据，证明了TB相关血浆蛋白信号既可存在于临床诊断之前，也可在诊断之后多年持续。对于采样前已诊断TB者，NOS3和CXCL13上调可能反映治疗后或长期感染后仍持续存在的宿主应答。对于采样后诊断TB者，DSG4下调与FGL1上调则可能代表临床前阶段的早期宿主变化或易感状态。尤其值得注意的是，GAST和CDCP1在限制至5年内发病的分析中仍显著上调，提示二者可能是更稳定的TB相关候选标志物。研究同时强调局限性，包括TB样本量较小、UK Biobank对英国高风险TB亚群代表性有限、并非所有病例均具有微生物学确诊、仍可能存在未识别混杂因素，以及横断面蛋白质组数据难以支持因果推断或完整时序解释。此外，采样前已诊断者的蛋白信号也可能受到治疗、免疫恢复或感染后免疫失调等因素影响。
研究结论部分可译为：研究结果表明，血浆蛋白质组谱分析能够在结核病临床诊断之前和之后识别出具有生物学意义的相关特征，凸显了蛋白质组学在发现与TB发病机制相关宿主生物标志物方面的潜力。未来仍需在更大规模、独立且具有微生物学确诊的队列中对这些发现进行验证。
