研究背景
家族性高胆固醇血症(FH)是一种因基因突变,如LDLR基因,导致的遗传性疾病。患者自出生起便接触到极高水平的低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C),这使得他们面临早发的动脉粥样硬化性心血管疾病(ASCVD)风险。然而,仅依靠LDL-C难以有效区分FH患者与普通高胆固醇血症(HC)个体。同时,FH的临床诊断依赖遗传检测和荷兰脂质临床网络评分(DLCNS),但由于遗传检测的普及率较低,且DLCNS在一些特定患者(如LDL-C为190-220 mg/dL者)中存在漏诊的风险,因此亟待开发一种更高效的辅助生物标志物。
在本研究中,FH患者中分为遗传确诊(genFH,n=114)和临床诊断(clinfH,n=22),这些患者均来自意大利、俄罗斯等地的脂质门诊。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蛋白组学在筛选关键生物标志物方面发挥了重要作用,研究发现FGF-5在FH患者中的NPX值与对照组相比差异超过2倍(log2FC1,P<0.0001),ROC曲线的AUC达0.99。通过验证机器学习模型,我们确认FGF-5是主要预测因子(重要性评分最高),并排除了其他蛋白质的影响,如BMP-6和CASP-8。此外,在独立的意大利、俄罗斯和荷兰队列中,FGF-5的表达趋势一致,显示出良好的跨队列一致性,为后续的ELISA验证奠定了基础。
亮点结果
在高胆固醇血症患者组(genFH)与对照组比较中,FGF-5在FH患者中的血浆水平显著升高,genFH组的FGF-5(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0.999(95% CI: 0.989-1.000),特异性与敏感性几乎完美。同时,独立验证队列(俄罗斯)的结果也一致(AUC=1.000)。即使在匹配LDL-C的genFH与HC患者中,FGF-5仍然表现出显著的区分能力(AUC=0.969)。
机器学习模型还识别出其他差异蛋白,如BMP-6、CASP-8和OPN,但FGF-5在所有队列中均表现出显著性,且为模型中最具重要性的蛋白。
生物学意义与机制探讨
FGF-5可能参与调控细胞增殖和分化,与FGFR受体结合后激活MAPK、Ras等信号通路,这些机制可能与FH患者的白细胞端粒缩短和心血管重塑有关。在临床应用方面,该方法能够弥补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。另外,在资源有限的地区,FGF-5检测可以作为FH筛查的首选工具。
写在最后
本研究通过Olink血浆蛋白组学和机器学习方法,发现FGF-5作为一种前景可期的FH诊断生物标志物。FGF-5可以有效地区分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新的思路。未来的研究需要进一步验证FGF-5的临床应用价值,开发多标志物联合评分(如FGF-5+炎症蛋白),提升诊断效能;探索FGF-5在FH心血管并发症中的病理机制;推动FGF-5检测的临床转化,以弥补遗传检测的不足。然而,本研究也存在一定的局限性,如样本量较小,需要在更大规模的队列中进行验证;并且,本研究主要针对高加索人群,需拓展至其他种族群体。FGF-5在FH中的具体作用机制也尚待进一步研究。
在此研究中,我们以尊龙凯时人生就博为支持,加速了对FH的理解,并为相关临床研究与诊断提供了新的方向。