逆转录pcr的产物是什么
爱新觉罗卞18557648072…… PCR扩增产物 可分为长产物片段和短产物片段两部分.短产物片段的长度严格地限定在两个引物链5'端之间,是需要扩增的特定片段.短产物片段和长产物片段是由于引物所结合的模板不一样而形成的,以一个原始模板为例,在第一个反应周...
@戎傅775：2012新课标卷第40(4)反转录作用的模板是MRNA,产物是CDNA.若要在体外获得大量反转录产物,常采用PCR技术.这里用PCR的原料是反转录后的DNA还是... - 作业帮
爱新觉罗卞18557648072…… [答案] DNA啊!PCR是以脱氧核糖核苷酸为原料的 而MRNA的组成是核糖核苷酸 原料都不同 而且PCR技术的原理是利用DNA双链的原理.以MRNA为原料会得到双链的RNA
@戎傅775：逆转录用的模板,酶,产生的产物分别是什么? -
爱新觉罗卞18557648072…… 逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程.可表示为RNA—DNA 所以用的模板为RNA,酶为逆转录酶,产生的产物为DNA
@戎傅775：我想问什么是反转录PCR? -
爱新觉罗卞18557648072…… 反转录PCR就是把RNA提取后反转录成cDNA,并以其为模板进行的PCR反应,通常用于检测某种RNA是否被表达,或者比较其相对表达水平 巢式PCR(nested PCR),是指利用两套PCR引物(巢式引物)对进行两轮PCR扩增反应.在第一轮扩增...
@戎傅775：用MRNA为原料进行PCR,得到的是什么? -
爱新觉罗卞18557648072…… 双链DNA!mRNA进行的是RT-PCR,即反转录PCR.定义参见 http://baike.baidu.com/view/3044690.htm
@戎傅775：逆转录PCR的介绍 -
爱新觉罗卞18557648072…… 逆转录PCR(reverse transcription PCR)或者称反转录PCR(reverse transcription-PCR, RT-PCR),是聚合酶链式反应(PCR)的一种广泛应用的变形.在RT-PCR中,一条RNA链被逆转录成为互补DNA,再以此为模板通过PCR进行DNA扩增.
@戎傅775：RT - PCR的原理是什么?有何用途? -
爱新觉罗卞18557648072…… RT-PCR有两种解释:1,最常用的理解:RT 是'逆转录'(reverse transcription)的缩写2,现在也有人这么用:RT是'实时'(real time)的缩写1,先说逆转录PCR:这项技术使用的'逆转录酶'来自逆转录病毒,是一种能按照碱基互补配对原则...
脓毒症患者发生急性呼吸窘迫综合征 （ARDS）的早期基因表达变化情况仍不清楚，了解其早期基因表达变化将有助于提供相关的治疗和预后依据。本研究于三级护理中心纳入入院后24小时内从急诊科入院到重症监护室的危重病人，收集患者全血RNA。比较脓毒症合并ARDS患者与单纯脓毒症患者的外周血全基因组表达。我们选择两样组间表达量的比值log2FC>1和错误发现率FDR<0.25的基因，确定其重要性，并进行通路分析。与仅患脓毒症的患者相比，患有脓毒症合并ARDS的患者中上调了多个基因。差异表达最多的基因包括：初始中性粒细胞对感染反应的关键介质：嗅介蛋白-4，脂质转运蛋白-2，CD24和杀菌/通透性增加蛋白。这些基因表达差异经过年龄、性别、研究批次、白细胞计数以及是否存在肺炎或误吸的调整后仍然存在。通路分析显示，参与已知呼吸道和感染途径的基因过度表达。这些数据表明，多个与中性粒细胞相关的基因可能参与脓毒症相关ARDS的早期发病机制。此外，脓毒症相关ARDS早期发生的可识别基因表达差异可能进一步阐明对中性粒细胞相关机制的理解。
急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是脓毒症常见的早期并发症，但为什么只有一小部分脓毒症患者会发展为ARDS仍不完全清楚。美国国家心脏、肺部和血液研究所最近创建了一个临床网络，旨在将脓毒症和其他易感疾病患者纳入临床试验，重点是预防ARDS和在ARDS发展之前治疗早期急性肺损伤患者。因此，需要深入了解脓毒症引起的内皮损伤导致ARDS肺特异性毛细血管渗漏的早期机制。
一种识别患ARDS风险较高的脓毒症患者的策略是测量血浆中的蛋白质生物标志物。我们和其他研究人员报道了这种方法可能具有预测价值，特别是对内皮损伤的生物学标记物。然而，这种方法仅限于已被报道的候选生物标志物。相比之下，全血基因表达不仅有可能验证已知的生物标志物，而且有可能在ARDS发病机制中发现新的介质、通路和/或生物标志物。基因表达已经成功地识别了脓毒症的严重亚组，并得到了研究的支持，这些研究表明脓毒症的基因表达随着时间的推移而显著变化。然而，在脓毒症相关的ARDS中只发表了三项临床微阵列研究，这些研究集中在病程较晚的患者，从入院到采集血样之间有长达48小时的延迟。
基于基因转录变化先于并指导大多数重要生物过程这一基本概念，我们试图了解全血基因转录的早期变化，在我们的病例中，在接受医疗护理后的几个小时内，全血基因转录将脓毒症患者与未发生肺损伤的患者区分开来。本研究的主要假设是，患有早期严重脓毒症的危重患者全血样本的基因表达可以揭示ARDS患者与无ARDS患者在生物学上可能的基因表达的差异。
人类受试者
我们前瞻性地研究了2009年10月至2012年4月期间从急诊科入住三级护理医院重症监护室(ICU)的危重患者，作为正在进行的肾和肺损伤早期评估(EARLI)队列的一部分，其细节已在之前发表。在本研究中，经急诊科收治的危重症患者在分诊到ICU时被纳入。在当前的分析中，我们从该队列中纳入了符合严重脓毒症共识标准的患者，并在ICU入院后24小时内提取了全血RNA样本。脓毒症被定义为已有证实或疑似感染，并具备以下全身炎症反应综合征（SIRS）特征中的两项或更多:1)温度>38℃或<36℃;2)心率>90次/分钟;3)呼吸频率>20次/分钟或动脉二氧化碳分压<32mmhg或需要机械通气;或4)白细胞计数(WBC) > 10^9/L或<4.0 10^9/L。至少有一个器官功能障碍的患者被归类为严重脓毒症。低血压、需要机械通气、少尿、精神状态改变和乳酸性酸中毒是包括器官功能障碍的例子。休克定义为收缩压<90 mmHg或使用血管加压药物。如果患者在入组24小时内符合柏林ARDS定义的标准，则被定义为患有ARDS。为了研究明确定义的临床表型，如果胸片诊断为ARDS或动脉血气缺失或未接受正压通气，则排除患者(n = 10)。如果没有收集到适合RNA分离的全血，患者也会被排除在外(流程图，图1)。样本量是根据先前脓毒症相关ARDS的基因表达研究确定的。共纳入57例患者;其中29例为无肺损伤的脓毒症，28例为伴有ARDS的脓毒症。这项研究得到了加州大学旧金山分校机构审查委员会的批准。知情同意的程序已在前面介绍过。
标本采集和临床表型
ICU入院后24小时内采集全血，分离RNA(方法见下文)；同时采集血浆。脓毒症的判定由经验丰富的重症监护医师进行。ARDS的诊断由两名董事会认证的重症监护医生决定，他们对微阵列结果数据不知情。患者被分为ARDS患者和非ARDS患者，随访至出院或直到住院第60天，以上两个结局以先到达的为准。60天死亡率定义为直到随访60天的住院死亡。
标生物样本的收集、处理和测量
全血储存在编码和鉴定的PAXgene管(PreAnalytiX, Hombrechtikon, CH)中，温度为−80°C。RNA通过PAXgene miRNA试剂盒(Qiagen, Valencia, CA)提取，用相同的材料和方法分两批处理，以平衡病例组和对照组。通过电泳(Bioanalyzer, Agilent)和分光光度法评估RNA的质量、数量和纯度。NuGEN Ovation全血试剂(NuGEN Technologies, San Carlos, CA)用于扩增、破碎和生物素标记，使全血RNA的基因表达无需额外的珠蛋白减少。标记的cDNA被杂交到Affymetrix Human GeneChip Gene 1.0 ST芯片上(Affymetrix, Santa Clara, CA)，该芯片集成了28,869个基因和764,885个探针（每个基因26个探针）。信号强度荧光图像由Affymetrix Model 3000扫描仪读取，并转换为GeneChip探针结果文件。实验设计、RNA提取、微阵列处理和生物信息学符合MIAME(关于微阵列实验的最低信息)的要求，完整的原始和标准化微阵列数据可通过国家生物技术信息中心的基因表达Omnibus获得(GEO登录号GSE66890)。
为了确定基因表达的升高是否与蛋白产物的增加有关，我们测量了血浆中脂质转运蛋白-2的水平。我们选择脂质转运蛋白-2，因为它很容易在血清样本中测量，并且与ARDS的发病机制有关。血浆脂质转运蛋白-2用市售的双抗体夹心ELISA (NGAL又称LCN2酶联免疫吸附测定试剂盒(cat KIT 036)， Bioporto, Gentofte, Denmark]。
定量逆转录实时聚合酶链反应
选择差异表达基因进行定量聚合酶链式反应(qPCR)鉴定。使用taqman特异性的嗅介蛋白-4 (OLFM4)、脂质转运蛋白-2(LCN2)、杀菌/通透性增加蛋白(BPI)、CD24分子(CD24)、羟基羧酸受体3 (HCAR3)和膜金属内肽酶(MME)的标记物检测这些基因(Life Technologies，Carlsad，CA)的信息水平。还测定了管家基因葡萄糖醛酸酶β (GUSB)和次黄嘌呤磷酸核糖转移酶1 (HPRT1)。使用ABI Prism 7000序列检测系统(Life Technologies, Carlsbad, CA)进行实时qPCR。按照运行方法，PCR在95°C激活20 s，然后在95°C激活1 s，在60°C激活20 s，循环40次。
所有计算均采用2-3个技术重复的平均阈值计数(Ct)值。内部控制基因(管家基因)的平均Ct值用于计算样本的ΔCt值。使用2−ΔΔCt方法进行数据分析，并使用对数变换、均值居中和自动缩放(46,56,67)对数据进行校正以进行统计分析。最小值被设置为相对数量1。如果一条信息在40次PCR循环后未被检测到，则Ct值为40，因为40次PCR循环是检测的极限。
所有计算均使用2-3个技术重复的平均阈值计数（Ct）值。内部对照（管家基因）的平均Ct值被用来计算样本的Ct值。数据分析采用了2^(-ΔΔCt)方法，并且通过对数变换、均值居中和自动缩放对数据进行了统计分析的校正。最低值被设置为相对量1。如果在40个循环的PCR之后未检测到消息，则分配的Ct值为40，因为40个循环是检测的极限。
统计方法
我们比较了ARDS合并脓毒症患者与单纯脓毒症患者的全基因组基因表达。微阵列通过使用Affymetrix的“鲁棒多阵列”(RMA)归一化实现了阵列特定效应。归一化数组值以log2的尺度报告(平均归一化表达式通常为7.0.)。为了进行统计分析，我们删除了所有实验组平均log2强度小于3.0的阵列探针。这是一个标准的界限，低于这个界限的基因表达与背景噪声难以区分。计算每个基因的调节t统计量、折叠变化和统计学显著性。在R (www.R-project.org)中使用 “limma”包为每个基因拟合线性模型。
我们在调整后的分析中考虑了对照组之间的批次和相关临床差异。患者年龄、性别、RNA处理和外周白细胞的差异可导致表达水平的差异。具体来说，脓毒症的类白血病样反应特征可能会影响白细胞衍生基因的表达测量。例如，WBC为18,000 cells/μL m的患者，其某些基因表达的增加可能仅仅是由于中性粒细胞数量的增加，而不是中性粒细胞本身的功能性上调。由于肺脓毒症和非肺脓毒症可能通过独立机制导致ARDS，我们在分析中考虑了肺损伤的间接(非肺)和直接(肺炎或误吸)危险因素。
我们的调整分析包括两个模型:在模型1中，我们对年龄、批号、性别和白细胞进行了调整;在模型2中，我们调整了模型1中的所有特征，并将直接肺损伤作为ARDS的危险因素。本研究中调整直接肺损伤的基本原理是评估基因表达的变化是否是由于更普遍的直接肺损伤（肺炎或误吸）而不是与 ARDS 相关的生物过程所致。在敏感性分析中，我们将样本限制为休克患者，以确定 ARDS 中差异表达的基因是否与 ARDS 亚组中更常见的休克有关
我们选择的差异表达基因，其先验切点为< log2差异倍数变化，错误发现率(FDR)<0.25. 通过Benjamini-Hochberg方法计算出的FDR可以解释数千个基因被测试的事实。FDR 值表示误报的差异表达基因在差异表达基因的总集合中的预期比例（即，FDR 0.25 表示结果可能在 4 次中的 3 次有效）。为了确定所识别的差异表达基因的生物学合理性，我们系统地搜索了 PubMed 相关的基础和临床研究，报告这些基因或其产物与 ARDS 的发病机制相关。人类和动物研究都包括在内。我们的搜索策略示例如下: （“lung injury” OR “respiratory distress syndrome” OR “acute respiratory” OR pneumonia OR ARDS） AND （“lipocalin 2” OR “neutrophil gelatinase-associated lipocalin” OR “LCN2” OR “LCN 2” OR “NGAL”）。
为了识别信号通路和基因网络，我们使用 Ingenuity Pathways Analysis 应用程序（Ingenuity Systems，Redwood City，CA）纳入了 FDR 0.25 且log2差异倍数变化为0.2625的差异表达基因。所报告的P值是通过进行多重比较校正而得出的，它们提供了一个估计，即给定的富集是仅仅由于偶然因素而存在的概率。
采用适当的统计学检验(Spearman、χ2、t检验、Mann-Whitney)对临床特征、qPCR确认值和脂质转运蛋白2进行双变量分析，并使用STATA版本12 (STATA, College Station, TX)进行统计。
1 基线和临床特征
根据ARDS诊断，研究对象的基线和临床特征如表1所示。急性呼吸窘迫综合征患者的白细胞计数和绝对中性粒细胞计数(ANC)较无急性呼吸窘迫综合征患者低。直接肺损伤(肺炎或误吸)作为ARDS危险因素在ARDS患者中更为常见(P = 0.05)。伴有ARDS的脓毒症患者病情较无ARDS的脓毒症患者更为严重，APACHE III评分(P = 0.002)和休克(P = 0.02)显著增加。
2 候选基因鉴定，未调整和模型1:调整年龄，性别，批次和WBC
在该阵列上注释的28,127个基因中，24,403个(97%)满足平均log2强度>3，并进行差异表达分析。在未校正分析中，满足切割点为>1倍 log2差异和FDR<0.25的差异表达基因见表2。脓毒症ARDS患者上调的基因包括OLFM4、LCN2、CD24和BPI。HCAR3 和 MME 在患有 ARDS 的脓毒症患者中下调。在调整年龄、性别、批次和白细胞数量后，相同的基因出现差异表达（表3）。
对 PubMed 数据库的文献检索发现，四个已识别上调基因中的三个，即 LCN2、CD24 和 BPI，之前已在 ARDS 发病机制的研究中进行过描述（表 3）。我们的研究中发现的下调基因未发现文献中与 ARDS 发病机制有相关引用
在对仅包括33名感染性休克患者的敏感性分析中，我们发现在未经调整的分析中，差异表达最多的基因和相对差异表达的程度与整个队列中的情况相似。在这个亚组中，FDR稍微增加，可能是由于样本量减少所致（数据未显示）。
3 确定候选基因，模型2：根据年龄、性别、批次、WBC和直接肺损伤进行调整
将模型进一步调整以考虑直接肺损伤的存在，得出的候选基因与模型1中鉴定的相同，其log2折叠变化和FDR也相似。此外，还有七个附加基因（表4，粗体）满足>1个log2差异倍数变化和FDR ≤ 0.25的截点，这些基因在未经调整的分析或模型1中未被鉴定出。其中七个基因中有两个在文献中有相关引用：基质金属蛋白酶8（MMP8），也称为中性粒细胞胶原酶，以及血红蛋白（HP），两者在ARDS中上调表达。对这些基因进行事后分析，在未经调整的分析和模型1中都显示出类似的log2折叠变化和FDR，但未完全达到预定义的显著性截点（数据未显示）。
4 候选基因与ANC有相关性，但与ANC无相关性
由于已鉴定的几个候选基因参与了中性粒细胞介导的宿主防御机制，并且ANC的升高是脓毒症先天性免疫反应的重要中介因子，我们希望确定所鉴定的中性粒细胞相关基因(OLFM4、LCN2、CD24、BPI和MMP8)是否依赖于循环中性粒细胞的数量。如图2A和2B所示，除HCAR3与绝对中性粒细胞数呈正相关但弱相关外，基因表达水平与ANC无相关性(Spearman's ρ = 0.41, P = 0.002，图2A)。而模型1和模型2中上调基因与其他上调基因呈正相关，与下调基因呈负相关(P<0.05)。除SNORD64外，模型1和模型2中下调的基因也存在显著的互相关(图2A和2B)。
图2 散点图矩阵显示脓毒症相关急性呼吸窘迫综合征(ARDS)差异表达基因之间的Spearman相关性。A包括模型1中的差异表达基因。B表示模型2中确定的8个额外基因
5 差异表达基因的验证
对模型1中鉴定的所有基因进行qPCR，确认微阵列分析中鉴定的差异基因表达(OLFM4, LCN2, CD24, BPI)。2个下调基因qPCR均未得到确认(MME, HCAR3)，如图3所示。归一化阵列表达与基因qPCR表达水平高度相关(数据未显示)(Spearman's ρ >0.7, 所有基因均为P < 0.0001)。
图3 在log2尺度上验证定量PCR比较脓毒症和ARDS患者与脓毒症患者基因表达的标准化结果。y轴是信息水平相对于最低值的相对数量(RQ)，RQ = 1是任意设置的
血浆脂质转运蛋白-2水平与微阵列基因表达水平相关性良好(Spearman's ρ = 0.67, P<0.0001，图4A)。qPCR基因表达与血浆蛋白脂质转运蛋白 2之间也有一定的相关性(Spearman's ρ = 0.45, P = 0.005，图4B)。
图4 散点图矩阵显示脂质转运蛋白2 (LCN2)归一化微阵列基因表达水平与测量的LCN2血浆蛋白水平之间的相关性(Spearman's ρ = 0.67, P<0.0001) (A)和LCN2的归一化定量PCR (qPCR)表达水平与测定的LCN2血浆蛋白水平之间(B)( Spearman's ρ=0.45,P = 0.005) 95%置信区间。
由于LCN2也是急性肾损伤(AKI)的一个很好的生物标志物，在考虑入组时的肌酐后，我们测试了表达的 LCN2 与 ARDS 之间的关联。在49例非透析依赖型患者中，我们发现LCN2的相对数量每增加一个单位，ARDS发生几率增加81%[比值比(OR) 1.81, 95%可信区间(CI) 1.16-2.81, P = 0.009]。在肌酐调整后，这种相关性没有变化(OR 1.80, 95% CI 1.16-2.80, P = 0.009)。
6 评估先前脓毒症相关ARDS研究中鉴定的基因
我们使用下面材料和方法中描述的文献检索策略，将我们的结果与先前两次ARDS全血基因表达分析的结果进行了比较。Howrylak等人报道的8个基因中的3个基因在本研究中差异表达（FDR<0.25）。ADP -核糖化因子3 (ARF3)、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子 1A (CDKN1A)和含 patatin 样磷脂酶结构域 2 (PNPLA2)在ARDS中均被发现上调，尽管这些基因的log2差异倍数较小(表5)。在Dolinay等人的研究中发现的三个炎症小体基因中，半胱天冬酶 1 (CASP1)在模型2中差异表达，FDR为0.21。尽管Dolinay报道了与非脓毒症SIRS患者相比，脓毒症/ARDS患者中CASP1表达上调，但在我们的研究中，我们发现与脓毒症相比，ARDS中CASP1表达下调。在最近一项使用Howrylak研究公开数据的研究中，研究人员确定了12个差异表达基因。我们发现12个基因中有2个基因FDRs<0.25上调: Histone H3 蛋白 (HIST1H3H)和CDKN1A(表5)。
7 通路分析
通路分析包括模型 1 中 FDR <0.25、log2 差异倍数变化>0.26 的所有差异表达基因。包含 481 个基因，得到了6所示的关键致病通路。与患有ARDS的脓毒症患者显著相关的通路包括与重症急性呼吸综合征、呼吸道感染、病毒感染以及细胞感染相关的遗传程序。尽管呼吸道疾病通路中的基因表达上下调都存在（如通过不显著的Z分数所示），但传染病通路中的基因在ARDS中显著上调。此外，还存在几个与凋亡和细胞死亡相关的注释过表达。在模型2中，差异表达基因的通路结果也相似（数据未显示）。
本研究比较了急性呼吸窘迫综合征(ARDS)和非ARDS的危重脓毒症患者全血白细胞的早期转录差异，以确定可能影响ARDS发病机制的关键转录变化。我们的研究确定了几个差异表达的基因和转录途径。具体来说，我们发现LCN2、BPI、CD24和MMP8在ARDS患者中表达增加。这些基因中的几个先前被描述为ARDS发展的致病因素，因此支持这种鉴定差异表达基因的实验方法。此外，我们还发现了一些新的基因，包括OLFM4。结果经受住了年龄、性别、批次、白细胞计数和是否存在直接肺损伤的调整。此外，相同的基因仅在休克患者中存在差异表达，这表明所识别的基因不仅仅是并发器官衰竭的标志。
与以前的研究相比，我们的方法可能会缩小差异表达基因的集合，并为寻找可能调节脓毒症患者向肺损伤的转变的新基因提供经济性的手段。最后，我们的结果证实了先前在脓毒症相关ARDS的基因表达研究中发现的几个差异表达基因(35)，从而不仅验证了这些基因在ARDS发病机制中的可能相关性，也验证了本研究的方法。
所鉴定基因的潜在机制如表7所示。简单地说，lipocalin 2编码脂质转运蛋白2 (LCN2)，也称为中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)，由髓细胞和上皮细胞表达。它是AKI的众所周知生物标志物，由于清除细菌铁载体，从而限制革兰氏阴性细菌的铁获取，它具有已知的抗菌性能。尽管LCN 2在ARDS中的作用尚不完全清楚，但它可能在实验性革兰氏阴性肺炎中介导间充质干细胞的抗菌作用。它还与革兰氏阳性肺炎中巨噬细胞的失活和免疫抑制M2表型的诱导有关。LCN 2在先天性免疫反应中的关键作用和已知的AKI上调为其在ARDS发病机制中的作用提供了生物学上的合理性。尽管大多数早期发病机制研究都集中在血浆蛋白生物标志物上，但我们发现脂质转运蛋白2基因表达与血浆蛋白水平之间存在关联，这表明，至少在这个例子中，它们可能是相互关联的。此外，我们发现表达的LCN2与ARDS之间的关联与入组肌酐水平无关，进一步支持高表达的LCN2可能在ARDS发病机制中起直接作用。
CD24分子作为血小板p -选择素的粒细胞受体，在实验性急性肺损伤中，p -选择素是有害中性粒细胞-血小板相互作用的关键媒介，并可能作为ARDS患者血小板耗竭或阿司匹林治疗的潜在靶点。BPI蛋白储存在中性粒细胞颗粒中，通过中和脂多糖(LPS)发挥多能抗菌作用，对革兰氏阴性菌具有高选择性杀菌作用。在小鼠LPS急性肺损伤模型中，BPI类似物治疗通过降低肺毛细血管通透性和减少肺中性粒细胞内流，从而具有保护作用，可能是宿主对ARDS的反应中的一种可能的代偿效应。
除了确认先前与ARDS相关的基因外，我们使用的微阵列表达方法为新基因的发现提供了机会。例如，OLFM4在脓毒症和ARDS患者中表达更高。有趣的是，该基因由中性粒细胞表达，并可能在宿主防御中发挥关键作用。最近一项对OLFM4基因敲除小鼠的小鼠研究表明，OLFM4基因敲除小鼠体内细菌清除率增强，对细菌感染的抵抗力增强，这表明OLFM4可能负向调节脓毒症中的中性粒细胞杀菌活性。
所鉴定出的下调基因在未经调整和经过调整的模型中的一致性较低，在ARDS发病机制的文献中未见报道。此外，HCAR3和MME的qPCR检测均未证实下调。这些基因在ARDS发病机制中是否具有重要意义尚不清楚。
这项研究的一个有趣的结果是，在鉴定的基因中，中性粒细胞相关生物进程占主导地位，这一发现不能用循环中性粒细胞计数来解释。所有未校正和校正分析中鉴定的候选基因具有一致性，且上调的基因高度相关，提示这些基因可能在早期ARDS的发病机制中有共同调节作用。临床和动物研究都支持中性粒细胞相关机制直接参与ARDS早期发展的前提。中性粒细胞是第一个被招募到炎症部位的白细胞，尽管它们提供了抵御入侵微生物的最初防线，过度的中性粒细胞激活会对宿主组织造成间接损伤，并导致血管通透性增加。尽管这些机制可能具有宿主保护作用，但其代价可能是毛细血管-肺泡通透性增加和肺功能受损。因此，本研究中几个中性粒细胞相关基因的鉴定具有生物学上的合理性，并可能为ARDS发病机制的早期事件提供见解。需要进一步的研究来了解这些基因在中性粒细胞通过肺内皮细胞、通过肺间质和穿过肺泡上皮进入空气空间的多步骤募集和激活过程中可能有什么参与。进一步研究的考虑应包括特定于循环中性粒细胞的RNA分离，并分析支气管肺泡灌洗液中中性粒细胞基因表达。近年来基于微流控技术的人类中性粒细胞捕获方法的进步将使得这些方法成为可能。
ARDS患者的循环白细胞和绝对中性粒细胞计数较低，可能是因为肺微循环中的隔离。我们的主要分析进行了白细胞的调整，以考虑基因表达水平可能会因循环白细胞数量的差异而有所解释。然而，在未经调整的分析中，差异表达最显著的基因是相同的。此外，与脓毒症患者相比，ARDS患者的休克情况更为严重，疾病严重程度也更高。因此，目前尚不清楚基因表达差异是否与脓毒症中的ARDS相关，还是是否代表了更严重病情的患者群体中固有的其他机制。
Howrylak及其同事提出的基因标志中有三个基因在我们的队列中呈差异表达，这一发现是值得注意的。尽管这三个基因与中性粒细胞生物学关系不明显，但它们似乎都与细胞周期过程的调控相关。在Howrylak的研究中，发现参与细胞调节而非粒细胞活化的基因可能部分原因在于该研究中患者的疾病时间点较晚，他们在入住重症监护病房后最多进行了48小时的入组。例如，这些基因可能参与脓毒症病理生理学中宿主反应的后期阶段。样本获取的时机是评估ARDS发病机制的重要因素，因为ARDS通常在脓毒症病程的早期阶段发生，急性炎症性疾病的基因表达谱已被证明会随着时间的推移迅速改变。
局限性。限制因素。本研究具有几个优点，包括早期入组、PCR验证、前瞻性设计、对患者详细表型的分析以及mRNA表达与LCN 2血浆蛋白水平的相关性。但该研究也存在一些限制因素。首先，虽然FDR对于多重比较是稳健的，我们设定的0.25的截止点意味着每四个考虑的基因中可能有一个是误报。我们采用这种方法的目标是确定需要在第二个研究人群中进一步验证的候选基因；先前的文献表明，在这种情况下，这个FDR是合理的（2）。为了增加所呈现基因的可靠性，我们补充了对每个基因的文献搜索，以确定其生物学合理性。令人欣慰的是，在满足统计截止点的所有上调基因中，都在ARDS或脓毒症的文献中有过描述，如OLFM4的情况。通路分析也产生了相关且合理的结果。其次，我们的研究样本量较小，数据表明需要更大的样本量才能检测早期脓毒症中ARDS的基因标志。然而，据我们所知，本研究是迄今为止关于脓毒症相关ARDS最大的基因表达研究。第三，ARDS组的患者病情更严重，至少部分原因是由于肺损伤。我们怀疑脓毒症中的器官功能障碍机制有重叠之处，尽管所鉴定的基因可能不仅限于急性肺损伤的发展，但在休克患者中出现差异表达表明脓毒症全身疾病的严重程度并不能解释所鉴定的基因。最后，我们的方法只能检测循环白细胞中的基因变化，而不能检测其他在肺损伤发病机制中重要的细胞，如内皮细胞和上皮细胞。"
进一步研究的意义和领域。在ARDS组中发现的几个中性粒细胞相关基因的鉴定是有趣的，可能代表了一种研究先天性免疫在ARDS发展中的作用的新方法。未来应研究使用微流体提取循环中性粒细胞的方法，以确定中性粒细胞如何参与这些基因表达变化。此外，确定的细胞死亡和凋亡途径的优势在ARDS的发病机制中是生物学上合理的，并可作为未来假设的初步数据。此外，在ARDS发生前后收集患者的RNA对于了解不同疾病阶段的病理机制至关重要。最后，我们研究人群中的异质性可能减弱了基因表达差异。有必要进行更大规模的研究，并应考虑根据疾病严重程度和休克匹配的亚组，以进一步评估不同表现为非肺器官衰竭的ARDS机制可能不同的可能性。基因表达程序的进一步研究可能会增加对复杂疾病如ARDS亚型的理解。最近在脓毒症中的发现证明了基因表达亚表型如何被识别并应用于临床。
总之，本研究的结果表明，可以通过在脓毒症早期阶段的患者中利用全血基因表达检测出生物学上重要的机制，且脓毒症患者中的ARDS患者中有几个基因表达较高。这些数据鉴定了具有已知中性粒细胞相关功能的生物学上合理的基因，这些基因很可能在脓毒症相关ARDS的早期发病机制中具有重要作用。此外，该研究验证了几个在脓毒症相关ARDS微阵列研究中先前鉴定的基因可能的作用。未来的研究重点放在脓毒症相关ARDS早期发病阶段的基因表达差异上，可能进一步揭示涉及进展至ARDS的中性粒细胞相关机制。
参考文献：
Kangelaris KN, Prakash A, Liu KD, Aouizerat B, Woodruff PG, Erle DJ, Rogers A, Seeley EJ, Chu J, Liu T, Osterberg-Deiss T, Zhuo H, Matthay MA, Calfee CS. Increased expression of neutrophil-related genes in patients with early sepsis-induced ARDS. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2015 Jun 1;308(11):L1102-13. doi: 10.1152/ajplung.00380.2014. Epub 2015 Mar 20. PMID: 25795726; PMCID: PMC4451399.
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