血清lncRNA XIST和miRNA-130a表达与脓毒症患者病情严重程度及患者预后的关系

刘维娜,杨志勇

西安国际医学中心医院重症医学科,陕西西安 710100

脓毒症主要由宿主对感染的反应失调引起,其特点为能早期激活炎症反应、引起免疫抑制及凝血障碍[1]。目前,有多种治疗该疾病的方法,如液体复苏、抗菌治疗、血管活性药物和脓毒症引起的器官功能障碍的支持治疗等,但脓毒症患者的预后仍然不良,住院病死率为40%[2]。因此需要探索更具敏感性和特异性的生物标志物用于脓毒症的早期诊断和提前预防。长非编码RNA(lncRNA)是一类长度超过200个核苷酸的RNA,但缺乏蛋白质编码能力,诸多研究表明,lncRNA可通过多种机制,如表观遗传调节、转录调节和转录后调节等参与基因组调控[3]。最新发现的lncRNA X非活性特异性转录本(XIST)被确认与多种肿瘤的进展有关,但XIST在脓毒症中的作用尚不清楚。有研究表明,lncRNA XIST在几种炎症相关疾病,如关节炎和急性肺炎诱导的炎症损伤中过度表达,可能参与了脓毒症的疾病进展和炎症反应[4-5]。微小RNA(miRNA)属于小的非编码RNA,具有18～24个核苷酸,通过靶向3′-非翻译区的mRNA参与多种细胞功能[6]。在各种miRNA中,肿瘤抑制因子——miRNA-130a通过多种机制抑制细胞炎症反应,PAKRAVAN等[7]提出,阿霉素治疗后可通过上调miRNA-130a的表达缓解心肌炎的炎症水平。但lncRNA XIST 和miRNA-130a在脓毒症中的作用尚不清楚。基于此,本研究旨在研究lncRNA XIST和miRNA-130a与脓毒症患者的疾病风险、严重程度、炎症标志物和预后的相关性,以期为临床早期诊断及治疗脓毒症提供参考依据,现报道如下。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2021年1月至2022年12月本院收治的脓毒症患者73例作为研究对象,根据症状严重程度分为脓毒症组(52例)和脓毒性休克组(21例)。脓毒症组男23例,女29例,平均年龄(62.46±10.27)岁。脓毒性休克组男11例,女10例,平均年龄(63.63±11.16)岁。收集患者年龄、性别、病史(肺炎、创伤、外科手术后、胰腺炎、糖尿病等)、感染部位等一般资料,留取血标本进行白细胞计数(WBC)、血小板压积(PCT)、C反应蛋白(CRP)、乳酸(Lac)水平检测,记录入院时序贯器官衰竭(SOFA)评分和急性生理与慢性健康(APACHEⅡ)评分。脓毒症患者纳入标准:(1)年龄18～80岁;(2)符合国际脓毒症定义SPESIS 3.0诊断标准[1]。排除标准:(1)妊娠期或哺乳期妇女;(2)患有其他肿瘤、血液等疾病;(3)合并艾滋病;(5)住院时间小于24 h。对73例脓毒症患者进行28 d随访,根据患者转归情况分为存活组(54例)和死亡组(19例)。另选取30例同期在本院接受体检的健康者作为对照组,其中男17例,女13例;平均年龄(64.38±10.27)岁;无基础疾病。所有研究对象均知情同意并签署知情同意书,本研究经本院伦理委员会审核批准。

1.2方法 采用反转录聚合酶链反应(PCR)检测血清lncRNA XIST和miRNA-130a表达水平。采集各组静脉血各3 mL用于分析血清lncRNA XIST和miRNA-130a 表达水平。3 000 r/min离心10 min 后取血清并加入RNA提取液,用于提取RNA。将所提取RNA溶解并调整质量浓度为100～500 ng/μL,根据试剂盒说明书进行反转录。最后进行PCR扩增。反应条件:预变性95 ℃,10 min;变性95 ℃,15 s;退火60 ℃,60 s;延伸95 ℃,15 s;循环60次。引物信息:lncRNA XIST,正向为5′-AATGACTGCCACTGCTGGG-3′,反向为5′-GTGTAGGTGGTTCCCC AAGG-3′。miR-23a,正向为5′-TGCGTGCGA TCACATTGCCAGGGA-3′,反向为5′-TACGAAGGGTCCGAACAC-3′。U6,正向为5′- GCCGCAGTGCAATGTTAAAA-3′,反向为5′- GTCGTATCCAGTGCAGGGTCCGAGGTATTCGCACTG GATACGACATGCCC-3′。

2 结 果

2.1脓毒症组与脓毒性休克组一般资料及各指标水平比较 两组性别、年龄、WBC、病史比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。两组SOFA评分、APACHEⅡ评分、PCT、CRP、Lac水平比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 脓毒症组组与脓毒性休克组一般资料及各指标水平比较

2.2对照组、脓毒症组、脓毒性休克组血清lncRNA XIST和miRNA-130a表达水平比较 与对照组比较,脓毒症组和脓毒性休克组lncRNA XIST表达水平均升高,且脓毒性休克组高于脓毒症组,差异均有统计学意义(P<0.05)。与对照组比较,脓毒症组和脓毒性休克组血清中miRNA-130a表达水平均降低,且脓毒性休克组低于脓毒症组,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 对照组、脓毒症组、脓毒性休克组血清lncRNA XIST和miRNA-130a表达水平比较

2.3存活组与死亡组一般资料及各指标水平比较 两组性别、年龄、WBC比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。两组病情严重程度(脓毒症/脓毒性休克)、SOFA评分、APACHEⅡ评分、CRP、PCT、Lac、lncRNA XIST、miRNA-130a比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 存活组与死亡组一般资料及各指标水平比较中位]

2.4脓毒症患者预后情况影响因素的多因素 Logistic回归分析 以脓毒症患者结局状态为因变量(死亡=1,存活=0),以表3中差异有统计学意义的8项指标为自变量。赋值见表4。结果显示,脓毒性休克、SOFA评分≥7.85分、APACHEⅡ评分≥19.55分、lncRNA XIST表达水平升高、miRNA-130a表达水平降低是脓毒症患者预后情况的独立危险因素(P<0.05)。见表5。

表4 赋值

表5 脓毒症患者预后情况影响因素的多因素 Logistic回归分析

2.5血清lncRNA XIST和miRNA-130a单独及联合表达对脓毒症预后情况的预测价值 ROC曲线分析结果显示,血清lncRNA XIST和miRNA-130a联合诊断ROC曲线下面积(AUC)大于各项指标单独检测,诊断价值理想。见表6。

表6 血清lncRNA XIST和miRNA-130a单独及联合表达对脓毒症预后情况的预测价值

3 讨 论

本研究结果表明,与对照组比较,脓毒症组和脓毒性休克组血清lncRNA XIST表达水平均升高,且脓毒性休克组高于脓毒症组,差异均有统计学意义(P<0.05)。与对照组比较,脓毒症组和脓毒性休克组血清miRNA-130a表达水平均降低,且脓毒性休克组低于脓毒症组,差异均有统计学意义(P<0.05)。有研究表明,一些lncRNAs通过与多个基因和信号通路的相互作用而参与炎症性疾病,如与核因子-κB(NF-κB)相关的lncRNA通过防止NF-κB的过度表达来抑制炎症,从而减少乳腺癌的细胞转移[8]。另一项动物研究表明,lncRNA EPS的下调通过与异质核核糖核蛋白相互作用来抑制小鼠巨噬细胞中的免疫应答基因,从而增强炎症反应[9]。FU等[10]发现,HK2细胞中脂多糖(LPS)通过激活NF-κB途径促进促炎症因子的产生,而MLN4924药物可抑制其产生,并减轻LPS诱导的急性肾损伤中的肾炎症。ZHAO等[11]发现,在大鼠模型中XIST上调肿瘤坏死因子(TNF)-α诱导的蛋白的表达,增加NF-κB活性,从而加剧神经病理性疼痛。XIST通过调节Janus激酶/信号转导子和转录激活子及NF-κB途径减轻LPS诱导的细胞损伤[5]。MA等[12]提出,激活NF-κB途径促进了XIST的表达,且XIST产生了一个负反馈环,以调节NF-κB/淋巴细胞家族卡结构域和热蛋白结构域的炎症体途径,从而介导炎症过程。表明lncRNA XIST可能通过调控炎症相关基因和相应的信号通路,在炎症性疾病中发挥促进作用。同样在由感染引起的炎症性疾病中发现,lncRNA XIST发挥重要调控作用,GHAFOURI-FARD等[13]发现,lncRNA XIST是参与脓毒症相关并发症的重要lncRNA之一。脓毒症的特征是全身出现严重的炎症反应,并可导致急性肾损伤等。WANG等[14]提出,lncRNA XIST促进炎症因子产生,并通过调控miRNA-155-5p在急性肾损伤进展中发挥调控作用。心肌损伤是脓毒症的一种较为严重的并发症,影响危重患者的生存状态,lncRNA XIST在LPS诱导的心肌细胞中表达上调,通过体内试验证实lncRNA XIST通过miRNA-150-5p调控LPS诱导的细胞损伤,抑制lncRNA XIST表达可改善心脏功能和动物存活率,减少细胞凋亡[15]。SONG等[16]提出,lncRNA XIST在脓毒症诱导的急性肺损伤中发挥调控作用,lncRNA XIST在脓毒症大鼠和LPS刺激的细胞和肺组织中表达下调,lncRNA XIST低表达促进肺水肿,增加炎症因子表达,抑制细胞活力,降低超氧化物歧化酶水平,lncRNA XIST通过靶向调控miRNA-16-5p降低脓毒症诱导的肺损伤。LncRNA XIST与多种炎症性疾病有关,在脓毒症诱导的肝损伤中lncRNA XIST高表达诱导细胞炎症、氧化应激和凋亡[17]。因此 lncRNA XIST参与了感染性炎症疾病及其并发症的进展,可作为脓毒症诊断和治疗的生物标志物。有研究表明,miRNA-130a-5p的失调与多种炎症性疾病有关[18]。此外,miRNA-130a-3p在脊髓损伤(SCI)诱导的大鼠新蝶呤(NP)和LPS诱导的小鼠小胶质细胞中明显过度表达,抑制miRNA-130a-3p表达可激活胰岛素样生长因子1/胰岛素样生长因子1受体,从而减轻SCI诱导的NP[19]。然而,上述研究产生了不同的结果,这与miRNA-130a-5p的不同下游靶点有关。在慢性缩窄性损伤大鼠和LPS诱导的星形胶质细胞的脊髓组织中miRNA-130a-5p的表达呈时间依赖性下降[20]。miRNA-130a-5p mimic的转染提高了miRNA-130a-5p的表达,抑制了LPS诱导的星形胶质细胞炎症[21]。在脓毒症小鼠和脓毒症患者的血液中miRNA-130表达降低,注射miRNA-130 mimic可降低炎症和急性肺损伤[22]。有研究表明,LPS诱导细胞激活NF-κB,并抑制miRNA-130a和miR-125b,促进TNF-α的表达,增加炎症水平[23]。在LPS刺激心肌细胞的研究中发现,lncRNA XIST 通过下调 miRNA-130a-3p 并上调磷酸二酯酶4D促进心肌细胞的凋亡,抑制细胞的增殖[24]。CUI等[25]提出,脓毒症伴血小板减少症患者的血浆白细胞介素-18水平升高,miRNA-130a表达降低,表明miRNA-130a参与了脓毒症相关血小板减少症的病理生理学,是一种潜在的生物标志物。另外,利用微阵列和miRNA测序分析脓毒症合并急性肺损伤小鼠与健康小鼠肺样本差异表达miRNA的研究表明miRNA-130a表达明显异常[26],与本研究结果一致。

本研究多因素Logistic回归分析结果显示,脓毒性休克、SOFA评分≥7.85分、APACHEⅡ评分≥19.55分、lncRNA XIST表达水平升高、miRNA-130a表达水平降低是脓毒症患者预后情况的独立危险因素(P<0.05)。ROC曲线分析结果显示,血清lncRNA XIST和miRNA-130a联合诊断AUC大于各项指标单独检测,两者联合预测脓毒症准确度具有临床意义。

综上所述,本研究通过分析脓毒症患者血清lncRNA XIST 和miRNA-130a表达差异,证实其具有预测脓毒症发生的价值,为脓毒症诊断提供了潜在的预后标志物和靶点。但本研究尚存在不足之处,如临床样本收集困难,能够积极配合研究的病例数较少,因此关于lncRNA XIST和miRNA-130a在脓毒症的发生、发展中的具体机制还需要进一步深入探讨。