近日，我院史渊源教授团队在JCR1区和中科院一区期刊《Journalofneuroinflammation》（当前影响因子9.18）上合作发表了乙型脑炎蛋白质组学研究成果。
该项工作由深圳北京中医药大学研究院，北京中医药大学生命科学学院，医院，国家蛋白质科学中心（北京），医院，威尔康奈尔医学院等多家单位联合完成。通讯作者为我院史渊源教授和国家蛋白质科学中心樊鹏程博士，共同一作为史渊源教授学生郝颖博士。
该项研究利用labelfree定量蛋白质组学技术发现了两种新的乙型脑炎亚型(JE1亚型和JE2亚型)，两种亚型与患者预后的显著差异相关。JE亚组之间蛋白质组表达的差异同认知损伤的不同预后有关。文章中发现血液中性粒细胞百分比(N%)、淋巴细胞百分比(L%)和单核细胞百分比(M%)水平的降低以及补体成分水平的升高可被预测为乙脑预后不良的临床标志物。本研究在国际上首次描述了乙脑患者认知障碍与脑脊液（CSF）蛋白质组学特征变化之间的关系，为蛋白质组学在精准医学中的应用做出了贡献。
图1乙型脑炎的分布和感染率
流行性乙型脑炎（简称乙脑），又名日本乙型脑炎（Japaneseencephalitis,JE）。是一种由乙脑病毒引起的中枢神经系统急性传染病。本病主要分布在亚洲远东和东南亚地区，经蚊传播，多见于夏秋季。但由于温室效应和气候变化，常年干旱干燥的地区（例如中国西北部）近年来也出现了集体性爆发（图1）。然而目前还没有有效的抗病毒药物。
乙脑病毒主要针对神经元和小胶质细胞，导致中枢神经系统（CNS）重度炎症，并导致大量神经元损伤或功能障碍。血脑屏障（BBB）的功能和结构完整性也受到损害。乙脑的临床预后往往很差，一些重症患者发病迅速，导致呼吸衰竭、预后不良和高死亡率。即使幸存的感染者，其中三分之一会发展成为神经系统后遗症，其中认知障碍是主要的后遗症之一，严重影响乙脑患者的生活质量，但造成认知障碍的机理尚不清楚。临床上无法判断哪些病人会发展成为神经系统后遗症，如认知障碍等。
图2脑积液蛋白质组学流程图
研究团队首先使用Orbitrap高分辨LC-MS/MS绘制了脑脊液蛋白质组谱图（图2）。本研究共收集了26例乙脑患者和33例对照组患者的脑脊液。大多数鉴定的蛋白质分布在细胞外胞质中、细胞外空的胞外蛋白，这表明CSF数据集反映了CSF蛋白质的天然分布。采用label-free技术，通过定量蛋白质组学分析，从59例脑脊液样本中鉴定到个蛋白，其中JE组上调或特异表达蛋白25个和JE下调或未表达蛋白36个。
图3JE患者脑脊液中差异表达的蛋白质：
A、蛋白质表达（JE/Conratio）与置信水平之间的关联。B、JE患者脑脊液上调蛋白的信号通路。C、JE患者脑脊液下调蛋白的信号通路。D、热图描绘了特征蛋白的相对丰度。
随后研究团队通过生物信息学方法评估JE患者认知障碍的预后和可能的发病机制。JE脑脊液中的免疫反应蛋白呈现上调趋势。在JE样本中发现许多抗体蛋白上调，包括免疫球蛋白J链（IGJ）和免疫球蛋白κ链V-I区（IGKV1-12）。补体蛋白在该组中也被发现上调，包括补体C1q亚组分B（C1QB）和补体C1q亚组分C（C1QC）。上调的蛋白质主要集中在与体液免疫反应相关的途径中，体液免疫反应由循环免疫球蛋白、淋巴细胞介导的免疫和经典的补体激活途径介导。JE患者脑脊液中的下调蛋白主要有参与神经系统发育的调节，包括神经元的生成、神经元的发育、神经元的识别、轴突的发生和轴突的发育。神经元和轴突发育蛋白的下调表明，在JE感染期间，神经元和轴突系统受损，这可能是乙脑感染造成神经损伤的原因之一（图3）。
图4HCL分析JE患者脑脊液中差异表达的蛋白质
图5不同乙脑亚组患者的临床症状和预后：
A、JE2患者具有较差的预后。B、JE脑脊液白细胞计数显着高于对照组。C、JE2患者血液中的WBC计数显著升高。D、JE2患者GCS评分明显降低。E、JE2患者MMSE评分明显降低。FMRI检查显示JE2患者尾状核周围病灶分布清晰。G、JE2的病灶面积和感染周长较大。
通过对脑脊液蛋白质组数据进行HCL分析，作者首次将乙脑患者可分为两种亚型，分别为JE1和JE2（图4）。两种亚型的预后表现在临床多项统计资料中得到了验证，结果表明JE2的患者具有较差的预后，并且更易导致认知损伤（图5）。
为了进一步阐述不同亚型的JE患者与蛋白和临床指标的相关性，以便更好地指导临床诊断，研究者从显著变化的关键蛋白和临床50多项检测指标中选择了25个关键因素（keyfactors）进行相关性分析。结果显示N%,L%,andM%与体液免疫调节成负相关，在JE2患者中显示明显降低，可作为重症患者预后不良的临床标记物。补体蛋白（C3,C5,C9等）的过度激活可能是导致JE2患者预后不良的关键因素之一。
结论
目前，重症乙脑治疗的难点在于预后标志物和治疗靶点不明确。临床治疗以生命支持为主，缺乏针对性的治疗策略。同时整合大样本量、高质量临床数据和大规模组学数据具有挑战性，但迫切需要。本研究首次分析了乙脑患者的临床和蛋白质组学数据，首次确定了两种新的亚型(JE1和JE2)，并在临床数据中验证了这两种亚型具有不同的预后表现。其中JE2的预后较差，患有认知障碍的风险较高。本研究另一重要成果是发现了多个可以直接指导临床的关键相关指标。另外，本研究还发现了可能与乙脑认知障碍相关的蛋白，如β-淀粉样蛋白，前体蛋白和载脂蛋白E，但具体调控机制有待进一步研究。综上所述，本文对了解乙脑病毒感染导致的认知障碍的发病机制提供了新的证据，也为蛋白质组学在精准医学领域的应用做出了贡献。
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