《Scientific Reports》：Transcriptional stratification of necrotizing enterocolitis identifies distinct disease subtypes
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本研究針對新生兒壞死性小腸結腸炎（NEC）的高死亡率（30-50%）但分子機制不明的臨床困境，通過RNA測序分析患者腸道組織，首次識別出三種分子亞型（脂質代謝型、中間型、炎癥型），并揭示各亞型獨特的轉錄特征、細胞組成及通路活性差異。該研究為NEC的分型診斷、靶向治療及預后評估提供了關鍵分子依據，推動個體化醫療策略發展。
壞死性小腸結腸炎（NEC）是新生兒中最兇險的腸道炎癥性疾病，尤其青睞早產兒，死亡率高達30%-50%。盡管半個世紀以來醫學界不斷探索，但其發病機制仍如一團迷霧，臨床治療長期依賴經驗性抗生素和急診手術，缺乏針對性策略。更棘手的是，患者間癥狀差異顯著，暗示NEC可能存在不同亞型，但傳統診斷方法無法捕捉這種異質性。面對這一困境，來自首爾大學醫學院的Jean Lee、So Hyun Nam等研究者另辟蹊徑，試圖從基因轉錄層面揭開NEC的分子面紗。
近日，這項題為《壞死性小腸結腸炎的轉錄組分層識別出 distinct disease subtypes》的研究在《Scientific Reports》正式上線。團隊通過對10名NEC患兒的腸道組織進行RNA測序（RNA-seq），結合生物信息學分析，首次將NEC劃分為三個具有獨特分子特征的亞型：脂質代謝主導型（G1）、炎癥反應亢進型（G3）以及介于二者之間的中間型（G2）。這一發現不僅解釋了為何患者對相同治療反應不一，更為開發亞型特異性療法奠定了基礎。
關鍵技術方法概述
研究團隊收集了10例手術NEC患兒的病變組織（NEC）、病灶旁正常組織（NEC-margin）及3例非NEC手術患兒的正常腸道組織（Normal）。利用Illumina平臺進行RNA測序，數據經STAR軟件比對至人類基因組（GRCh38），并通過DESeq2進行差異表達分析。通過主成分分析（PCA）聚類識別亞型，進一步結合公共單細胞RNA測序（scRNA-seq）數據庫進行細胞類型投射和反卷積分析，使用PROGENy進行通路活性評分，并通過免疫組化（IHC）驗證關鍵蛋白表達。
研究結果
RNA測序與NEC聚類分析
主成分分析顯示，NEC病變組織與病灶旁組織轉錄譜無顯著分離，但僅分析NEC組織時，可明確分為三個集群（圖1C）。PC1軸關聯炎癥相關基因（如受體信號傳導），PC2軸關聯脂質結合與細胞外基質基因（圖S1）。與正常組織相比，NEC整體差異表達基因（DEGs）達3,688個，富集于免疫應答、細菌反應等通路（圖1D-E）。
NEC亞型的轉錄組特征
G1（脂質型）高表達脂質代謝基因（如APOA1、MTTP）；G3（炎癥型）富含細胞因子（如IL6、S100A9）和免疫激活基因；G2（中間型）無顯著特異性通路，但缺氧和TGFβ相關基因上調（圖2A、4A-E）。單細胞投射分析發現，G3的炎癥基因主要在巨噬細胞中高表達（圖2B）；反卷積分析進一步顯示G3中巨噬細胞比例顯著升高，而腸上皮細胞比例下降（圖2C）。免疫組化驗證了CCL25在G1上皮細胞、S100A9在G3巨噬細胞中的特異性高表達（圖3）。
亞型特異性通路活性
通路分析表明，G3中NF-κB和低氧通路高度活躍；G2中TGFβ通路激活；G1中JAK-STAT通路被抑制。值得注意的是，表皮生長因子受體（EGFR）通路在所有亞型中均持續激活，提示其可能作為NEC嚴重程度的通用標志（圖4E）。
結論與意義
本研究首次從轉錄組層面證實NEC存在三種分子亞型，分別由脂質代謝紊亂、炎癥過度激活及中間表型驅動。這種分層不僅解釋了患者臨床表現的差異，還為個體化治療提供了方向：例如，炎癥型患者或可從靶向IL-8（已知與NEC嚴重程度相關）的策略中獲益，而脂質型患者可能需要調節膽固醇穩態。盡管樣本量有限，亞型與臨床指標（如胎齡、CRP）的未顯著關聯趨勢仍具提示價值。研究通過整合批量與單細胞轉錄組數據，構建了NEC分子分型的多維框架，為后續機制探索、生物標志物開發及臨床試驗設計奠定了基石。
