Front Microbiol：CXCL8, CXCL9, CXCL10和CXCL11是慢性乙型肝炎肝损伤的生物标志物

背景：乙型肝炎病毒(HBV)是急性和慢性肝炎感染的最关键因素。目前，全球有3.5亿人患有慢性乙型肝炎(CHB)，其中约1.2亿人为中国人。CHB是一种典型的炎症性疾病，已被确定为肝脏相关疾病进展的主要原因，可导致死亡。HBV感染后，肝脏微环境的细胞因子发生变化，如炎症细胞因子聚集。趋化因子的表达增加，产生浓度梯度信号，帮助将中性粒细胞和T淋巴细胞等炎症细胞招募到炎症部位，引发炎症反应。一方面，这些炎症细胞帮助生物体消灭病毒。另一方面，它们不断破坏肝实质。因此，HBV感染持续很长一段时间，最终引发肝损害疾病。世界卫生组织(世卫组织)报告称，2019年，乙肝病毒导致约82万人死亡，主要死于肝硬化和肝细胞癌(HCC;世界卫生组织(世卫组织)2018年乙型肝炎情况介绍。目前，HCC最有效的治疗策略是肝切除术，但只有一小部分患者可以进行手术，因为他们被诊断为晚期肝癌。因此，在临床实践中迫切需要有效的生物标志物来预测chb诱导的肝损伤，以便临床及时干预，防止疾病恶性发展。因此，我们从肝脏微环境中的差异表达基因开始，探索可用于预测HBV感染后肝损伤的分泌到血液中的生物标志物。芯片分析技术被广泛应用于癌症发病机制的研究，但越来越多的研究集中在传染性疾病的研究上。

目的：我们通过基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus, GEO)数据集下载了基因芯片，分析和预测肝脏组织微环境中四种趋化因子与CHB的表达的相关性，包括趋化因子(C-X-C motif)配体(CXCL)8、CXCL9、CXCL10和CXCL11。然后，在临床血液样本中检测这4种趋化因子，以确定它们是否可以作为HBV感染引起肝损伤的预测因子。

方法：采用GEO GSE83148数据集，对HBV感染的枢纽基因进行研究。采用实时定量聚合酶链式反应(qPCR)在细胞水平上鉴定HBV感染对hub基因表达的影响。同时，收集健康、HBVfree和CHB患者的血清样本和临床信息。采用酶联免疫吸附试验(ELISA)验证细胞实验结果，Pearson相关分析阐明hub基因与HBV感染指标及肝损伤相关指标的相关性。最后，利用GEPIA基因表达谱交互分析(Gene Expression Profiling Interactive Analysis, GEPIA)数据库分析hub基因在肝损伤疾病中的表达差异。

结果：趋化因子(C-X-C motif)配体(CXCL)8、CXCL9、CXCL10和CXCL11被鉴定为HBV感染中的枢纽基因。HBV感染后，这四种趋化因子的表达均明显升高，分泌到血清中的浓度也升高。4种趋化因子与HBV感染相关指标及肝损伤相关指标均显著相关，其中与谷丙转氨酶(ALT)、天门冬氨酸转氨酶(AST)、乙型肝炎e抗原(HBeAg)呈正相关，与AST/ALT比值、乙型肝炎核心抗体(HBcAb)呈负相关。此外，CXCL9、CXCL10、CXCL11在HCC组织中的表达明显高于正常组织。

图1 HBV感染中Hub基因的鉴定(A) top50差异基因热图，蓝色表示下调基因，粉色表示上调基因;(B)差异表达基因的火山图。(C)差异基因GO分析图;(D)差异基因KEGG分析图;(E) top50差异基因的PPI网络。(F)枢纽基因相互作用网络

图2 HBV感染后CXCL8、CXCL9、CXCL10、CXCL11 mRNA水平的差异(A) CXCL8, CXCL9, CXCL10和CXCL11 mRNA水平的验证。(B) HBV质粒转染后CXCL8、CXCL9、CXCL10和CXCL11 mRNA水平的验证。NC为HBV对照质粒，HBV为HBV 1.3 mer WT复制子质粒。** p < 0.01， *** p < 0.001， **** p < 0.0001。

图3 hbv感染者、无hbv感染者与健康组之间血清CXCL8、CXCL9、CXCL10和CXCL11水平的差异采用ELISA法检测健康组、无hbv组和hbv感染组血清(A) CXCL8、(B) CXCL9、(C) CXCL10、(D) CXCL11水平。CXCL8、CXCL9、CXCL10和CXCL11的检出限分别为12.5 ~ 9,000 pg./ml、17.8 ~ 12,000 pg./ml、28 ~ 3,200 pg./ml和31 ~ 16,000 pg./ml。**** p < 0.0001。

表1 健康组、无HBV组、CHB组比较

结论：本研究结合生物信息学、细胞实验和临床相关性分析，发现CXCL8、CXCL9、CXCL10、CXCL11可作为预测HBV感染肝损伤的血清生物标志物。

原文出处：Yu X,  Chen Y,  Cui L,et al.CXCL8, CXCL9, CXCL10, and CXCL11 as biomarkers of liver injury caused by chronic hepatitis B.Front Microbiol 2022;13