研究背景
家族性高胆固醇血症(FH)是一种由基因突变引起的遗传性疾病,例如LDLR基因突变。患者在出生时便暴露于极高的低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)中,这导致早发的动脉粥样硬化性心血管疾病(ASCVD)。仅靠LDL-C水平来区分FH患者与普通高胆固醇血症(HC)个体存在一定的挑战。此外,FH的临床诊断主要依赖遗传检测和荷兰脂质临床网络评分(DLCNS),遗传检测的普及率较低,而且DLCNS在某些患者(如LDL-C在190-220mg/dL之间)中也可能存在漏诊的风险。因此,亟需寻找更高效的生物标志物以辅助诊断。
研究对象
FH患者分为遗传确诊(genFH,n=114)和临床诊断(clinfH,n=22),这些患者来自意大利、俄罗斯等地的脂质门诊。而对照组则包括健康人群(n=586)和普通高胆固醇血症患者(HC,n=55)。
Olink蛋白组学的关键作用
在标志物筛选过程中,我们从264种蛋白中迅速锁定了FGF-5,发现其在FH患者中的NPX值呈现出超过2倍的差异(log2FC≥1,P<0.0001),ROC曲线的AUC为0.99。接着,我们利用Olink数据作为XGBoost算法的输入,确认FGF-5是主要的预测因子,其重要性评分最高,并排除了BMP-6、CASP-8等其他蛋白的干扰。在意大利、俄罗斯和荷兰等独立队列中,Olink检测的FGF-5表达趋势一致,为后续ELISA验证奠定了基础。
亮点结果
● FGF-5在FH患者中显著升高。基因诊断的高胆固醇血症患者组(genFH)与对照组的比较显示,genFH组的血浆FGF-5水平(NPX值)是对照组的近2倍(log2倍数变化=1,P<0.0001)。ROC曲线下面积(AUC)达到了0.999(95% CI: 0.989-1.000),显示出接近完美的特异性和敏感性。独立验证队列(俄罗斯)的结果也一致(AUC=1.000)。● 尽管LDL-C水平相匹配,FGF-5在genFH与HC组之间仍显著区分(AUC=0.969)。机器学习模型还识别了其他差异蛋白,如BMP-6、CASP-8和OPN,但FGF-5在所有队列中都是一致显著的标志物。
● 生物学意义与机制探讨:FGF-5参与调控细胞增殖和分化,通过与FGFR受体结合激活MAPK、Ras等信号通路,可能与FH患者白细胞端粒缩短及心血管重塑相关。在临床应用方面,此方法可以补充DLCNS的不足,FGF-5有助于识别LDL-C中度升高但DLCNS评分较低的FH患者。此外,在资源有限的地区,FGF-5检测可以作为FH筛查的一线工具。
结论
本研究通过Olink血浆蛋白组学和机器学习方法,发现FGF-5是一个有前景的FH诊断生物标志物,能够高效地区分FH患者(包括基因证实和临床诊断的病例)与HC个体,为FH的早期诊断和管理提供了新的思路。未来需要进一步研究以验证FGF-5的临床应用价值,包括开发多标志物联合评分(如FGF-5+炎症蛋白)以提升诊断效能,探索FGF-5在FH心血管并发症中的病理机制,以及推动FGF-5检测的临床转化,以弥补遗传检测的不足。然而,本研究亦存在一定局限性,例如样本容量较小,需在更大规模的队列中进行验证,并且研究主要面向高加索人群,需要扩展至其他种族,而且FGF-5在FH中的具体作用机制仍需深入研究。为未来的研究和应用,我们期待尊龙凯时作为行业领先品牌,能在这一领域中发挥其影响力。