采用RNA测序技术分析儿童呼吸道合胞病毒毛细支气管炎的转录组特征

本研究通过对呼吸道合胞病毒（RSV）毛细支气管炎患儿血白细胞进行RNA测序，探讨与发病机制及疾病严重度相关的生物学特征。本研究是一项病例对照研究，以2019年10月至2022年4月于温州医科大学附属第二医院儿童呼吸科住院临床诊断为毛细支气管炎，RSV抗原阳性和（或）RSV核酸阳性的87例患儿作为病例组，将病例组按病情分为轻、中、重三组，按有无特应征分为特应征组和无特应征组，选择同期40名健康体检儿童作为对照组，提取病例组和对照组儿童的全血白细胞RNA进行测序，分析数据得到差异表达基因（DEGs），再通过基因本体论（GO）注释、京都基因和基因组百科全书（KEGG）注释、蛋白质相互作用网络（PPI）构建筛选与发病机制、病情以及特应征相关的免疫生物学通路及基因。通过加权基因共表达网络分析（WGCNA）构建共表达网络，寻找与疾病严重度相关的潜在生物学指标。结果显示，病例组与对照组相比DEGs共有1 782个，其中上调基因1 586个，下调基因196个，这些DEGs的GO通路富集显示在分子功能中主要富集在过氧化物酶活性、氧化还原酶活性等过程，在细胞学组分中主要富集在细胞质囊泡腔、分泌颗粒腔中，在生物学过程中主要富集在中性粒细胞激活参与免疫反应、中性粒细胞脱颗粒、中性粒细胞激活等过程。DEGs的KEGG富集分析显示主要富集于病毒蛋白与细胞因子及其受体的相互作用信号通路。构建PPI网络后得到 CCL2、 IL-10、 MMP9和 JUN共4个处于核心位置的基因。不同病情组与对照组比较所得DEGs主要富集在逆行内源性大麻素信号转导和细胞凋亡通路上。WGCNA分析显示与血氧饱和度相关的棕色模块与病情关系最为密切，其基因主要富集在RNA解旋酶维甲酸诱导基因-I（RIG-I）样受体信号通路上。特应征组的特异性DEGs有230个，无特应征组的特异性DEGs有444个，KEGG富集分析结果显示两组均富集到NF-κB信号通路上，特应征不会导致RSV毛细支气管炎儿童免疫反应和转录组特征发生明显改变。综上，中性粒细胞激活、脱颗粒途径以及病毒蛋白与细胞因子及细胞因子受体的相互作用信号通路参与RSV毛细支气管炎宿主的免疫反应。 CCL2、 IL-10、 MMP9和 JUN基因可能与发病相关。在RIG-I样受体、细胞凋亡及内源性大麻素相关的信号通路中可能存在与疾病严重度相关的潜在生物学标志物。