## 研究背景
家族性高胆固醇血症(FH)是一种由基因突变(如LDLR基因)引起的遗传性疾病。患者从出生之日起便暴露在极高的低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平下,导致早期动脉粥样硬化性心血管疾病(ASCVD)的发生。仅依赖LDL-C的水平来区分FH患者与普通高胆固醇血症(HC)个体存在困难。此外,FH的临床诊断依赖于遗传检测和荷兰脂质临床网络评分(DLCNS),但遗传检测的普及率较低,且在某些患者(如LDL-C在190-220 mg/dL之间)中存在漏诊的风险。因此,迫切需要一种更高效的生物标志物来辅助诊断。
FH患者分为遗传确诊组(genFH,n=114)和临床诊断组(clinfH,n=22),这些患者来自意大利、俄罗斯等地的脂质门诊。对照组包括健康人群(n=586)和普通高胆固醇血症患者(HC,n=55)。
## Olink蛋白组学关键作用标志物筛选
在筛选过程中,从264种蛋白中迅速锁定了FGF-5,其NPX值在FH患者中显示出超过两倍的差异(log2FC1,P<0.0001),且ROC曲线的AUC达到0.99。同时,验证机器学习模型的结果将Olink数据作为XGBoost算法的输入,确认FGF-5为主要预测因子,其重要性评分最高,且排除了其他蛋白(如BMP-6、CASP-8)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,为后续的ELISA验证打下了基础。
## 亮点结果
FGF-5在FH患者中显著升高。与基因诊断的高胆固醇血症患者组(genFH)与对照组相比,genFH组中的血浆FGF-5水平(NPX值)几乎是对照组的两倍(log2倍数变化1,P<0.0001);ROC曲线下面积(AUC)达到0.999(95% CI: 0.989-1.000),特异性和敏感性接近完美。在独立验证队列(俄罗斯),结果一致(AUC=1.000)。
FGF-5在与LDL-C相匹配的genFH与HC之间仍能显著区分(AUC=0.969)。此外,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在所有队列中表现为一致显著的标志物。
## 生物学意义与机制探讨
FGF-5参与细胞增殖和分化的调控,与FGFR受体结合后可激活MAPK、Ras等信号通路,可能与FH患者的白细胞端粒缩短和心血管重塑相关。在临床应用方面,该方法可以补充DLCNS的不足,FGF-5能够辅助识别LDL-C水平中等升高但DLCNS评分低的FH患者。此外,在资源有限的地区,作为替代遗传检测方案,FGF-5检测可作为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是一种有前途的FH诊断生物标志物。FGF-5能够高效地区分FH患者(包括基因证实和临床诊断的病例)与健康个体,为FH的早期诊断和管理提供了新思路。未来需要进一步研究验证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,探讨FGF-5在FH心血管并发症中的病理机制,并推动FGF-5检测的临床转化,以弥补遗传检测的不足。不过,本研究也存在一定的局限性,样本量较小,需在更大规模的队列中进行验证,同时研究应扩展至其他种族。最后,FGF-5在FH中的具体作用机制尚需深入研究。
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