脓毒症中升高的生长分化因子-15：临床关联与免疫细胞背景

Elevated growth differentiation factor-15 in sepsis: clinical associations and immune cell context.

作者信息Wenzhe Li, Yuqian Li, Yixi Wang, Ziwei Wu, Jian Cui, Jialing Wang, Xiangyou Yu

PMID41918885

期刊Front Cell Dev Biol

发布时间2026-03-16

DOI10.3389/fcell.2026.1789747

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实验完整度

中

包含临床血清ELISA检测与单细胞RNA测序数据分析两个证据层级，但缺乏功能验证或机制验证，样本量小且为探索性设计。

主要模型

脓毒症患者（n=19）健康对照者（n=23）单细胞RNA测序数据（GSE217906）中的外周血单个核细胞

重点核对

患者入组标准（Sepsis-3定义，年龄≥18岁，ICU住院超过24小时等）血液样本采集时间（ICU入院24小时内）及处理（离心3000g 10分钟，-80°C保存） GDF-15 ELISA试剂盒（Elabscience，Cat. No. E-EL-H0080）单细胞RNA测序质量控制阈值（线粒体基因>10%、血红蛋白基因>2.5%等）统计分析（Spearman相关、ANCOVA调整年龄）

摘要

背景：由于宿主反应的显著异质性和现有严重程度评分及常规炎症生物标志物在捕捉整合细胞应激反应方面的生物学分辨率有限，脓毒症的早期临床评估仍具有挑战性。生长分化因子-15（GDF-15）是一种应激反应性细胞因子，在危重症中升高；然而，其在脓毒症中的临床关联和免疫细胞特异性背景仍未完全阐明。方法：在这项前瞻性观察性探索性研究中，通过酶联免疫吸附测定法测量了一小组成年脓毒症患者（n=19）和健康对照者（n=23）的血清GDF-15浓度。使用非参数相关性分析评估了循环GDF-15水平、疾病严重程度评分、器官功能障碍标志物和炎症生物标志物之间的关联。为了提供生物学背景，分析了公开可用的单细胞RNA测序数据（GSE217906），以表征急性脓毒症期间GDF15表达的免疫细胞特异性模式。结果：与健康对照者相比，脓毒症患者循环GDF-15浓度显著升高（中位数1390 vs. 1050 pg/mL）。在脓毒症患者中，疾病严重程度较高和炎症生物标志物水平升高的患者观察到较高的GDF-15水平。独立单细胞转录组数据分析显示，急性脓毒症期间免疫细胞中GDF15表达增加，其中浆细胞和单核细胞中相对富集。探索性接受者操作特征分析提示，循环GDF-15对28天死亡率的描述性区分模式与既定严重程度评分和常规炎症生物标志物的方向相似。结论：循环GDF-15水平在脓毒症中升高，并与疾病严重程度、器官功能障碍和炎症活动相关。GDF15表达的免疫细胞特异性富集为其在急性脓毒症期间的升高提供了生物学背景。总之，这些发现提示GDF-15可能至少在部分程度上反映危重症中的全身性生物应激，值得在更大规模、特征明确的人群中进一步研究。

临床队列样本收集与血清生物标志物测量

评估脓毒症患者与健康对照者之间循环GDF-15及其他炎症标志物的水平差异

在ICU入院24小时内采集脓毒症患者外周血，健康对照者在常规采血时采集；离心分离血清后，使用商业ELISA试剂盒测量GDF-15、IL-6、CRP和PCT浓度。

临床严重程度和器官功能障碍评估

量化脓毒症患者的疾病严重程度和器官功能障碍程度

收集临床数据，计算SOFA和APACHE II评分，记录实验室指标（WBC、肌酐、BUN等）和血管加压药使用情况。

循环GDF-15与临床指标的关联分析

确定GDF-15水平与疾病严重程度和炎症标志物之间的关联

使用Spearman等级相关分析评估GDF-15与SOFA、APACHE II、IL-6、CRP之间的相关性。

单细胞RNA测序数据分析

表征急性脓毒症期间免疫细胞中GDF15的表达模式

从GEO获取GSE217906公共数据，使用Seurat包进行质量控制、聚类，鉴定主要免疫细胞群，并比较GDF15表达。

探索性28天死亡率ROC分析

探索GDF-15对脓毒症患者28天死亡率的区分能力

进行探索性ROC分析，并调整年龄的探索性逻辑回归。

实验环节	名称	品牌	货号
血清生物标志物测量	人GDF-15 ELISA试剂盒	Elabscience	E-EL-H0080
人降钙素原ELISA试剂盒	Elabscience	E-EL-H1492
人白细胞介素-6 ELISA试剂盒	Proteintech	KE00385
人C反应蛋白ELISA试剂盒	Proteintech	KE00004

实验环节

名称

品牌

货号

血清生物标志物测量

人GDF-15 ELISA试剂盒

Elabscience

E-EL-H0080

人降钙素原ELISA试剂盒

Elabscience

E-EL-H1492

人白细胞介素-6 ELISA试剂盒

Proteintech

KE00385

人C反应蛋白ELISA试剂盒

Proteintech

KE00004

环节	核对要点
临床队列	样本量（脓毒症19例，对照23例），年龄差异（p=0.001），Sepsis-3诊断标准，排除标准（活动性恶性肿瘤、年龄<18岁等）阅读提示：Materials and Methods - Study design and participants
血清样本采集与生物标志物测量	采血时间（ICU入院24小时内），离心条件（3000g 10分钟），存储温度（-80°C），ELISA试剂盒种类和货号，测量重复数（重复两次）阅读提示：Materials and Methods - Blood sample collection and biomarker measurements
临床严重程度评估	SOFA和APACHE II评分计算，实验室指标（WBC、血红蛋白、血小板、肌酐、BUN等），血管加压药使用状态阅读提示：Materials and Methods - Clinical data collection
单细胞RNA测序分析	数据来源（GSE217906），质量控制阈值（基因数>200且<8000，线粒体基因≤10%，血红蛋白基因≤2.5%），聚类分辨率（0.4），细胞注释标记基因阅读提示：Materials and Methods - scRNA-seq data processing and quality control
统计分析	Spearman相关性（两尾），ANCOVA校正年龄，ROC分析为探索性，未进行多变量建模阅读提示：Materials and Methods - Statistical analysis

环节

核对要点

临床队列

样本量（脓毒症19例，对照23例），年龄差异（p=0.001），Sepsis-3诊断标准，排除标准（活动性恶性肿瘤、年龄<18岁等）

阅读提示：Materials and Methods - Study design and participants

血清样本采集与生物标志物测量

采血时间（ICU入院24小时内），离心条件（3000g 10分钟），存储温度（-80°C），ELISA试剂盒种类和货号，测量重复数（重复两次）

阅读提示：Materials and Methods - Blood sample collection and biomarker measurements

临床严重程度评估

SOFA和APACHE II评分计算，实验室指标（WBC、血红蛋白、血小板、肌酐、BUN等），血管加压药使用状态

阅读提示：Materials and Methods - Clinical data collection

单细胞RNA测序分析

数据来源（GSE217906），质量控制阈值（基因数>200且<8000，线粒体基因≤10%，血红蛋白基因≤2.5%），聚类分辨率（0.4），细胞注释标记基因

阅读提示：Materials and Methods - scRNA-seq data processing and quality control

统计分析

Spearman相关性（两尾），ANCOVA校正年龄，ROC分析为探索性，未进行多变量建模

阅读提示：Materials and Methods - Statistical analysis

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