探索成纤维细胞活化蛋白作为慢性肺同种异体移植物功能障碍的早期生物标志物

Exploring fibroblast activation protein as an early biomarker in chronic lung allograft dysfunction

作者信息Yudai Miyashita, Taisuke Kaiho, Hideki Nagata, Takashi Hiroshima, Yusuke Sugiura, Kaijie Zhang, Megan E Kelly, Yuanqing Yan, Takahide Toyoda, Alicia Steffens, Haiying Sun, Hiam Abdala-Valencia, Toru Kimura, Bowen Wang, Carl Atkinson, Ankit Bharat, Takashi Kanou, Yasushi Shintani, Chitaru Kurihara
PMID41412718
发布时间2026-05-07
DOI10.1183/13993003.01738-2025

实验完整度

结合两个小鼠原位肺移植模型的单细胞RNA测序、人体组织单细胞测序和病理验证、以及240例患者的临床队列和生存分析,包含功能与机制验证。

主要模型

小鼠原位肺移植模型(C57BL/6→C57BL/10) 小鼠原位肺移植模型(BALB/c→C57BL/6) 人肺组织(对照组和CLAD患者各5例) 240例肺移植受者的临床队列(经支气管活检)

重点核对

模型:C57BL/6→C57BL/10小鼠原位肺移植模型,时间点:静息、第7天、第28天 模型:BALB/c→C57BL/6小鼠模型,时间点:静息、第7天、第35天 临床队列:240例肺移植受者,62例CLAD和178例对照,活检时间在移植后1年内 FAP阳性面积阈值:10.8%,用于区分CLAD 统计模型:Cox比例风险模型,调整变量包括白蛋白、ICU住院天数、移植后最佳FEV1

摘要

问题:慢性肺同种异体移植物功能障碍(CLAD)是肺移植术后晚期移植物衰竭的主要原因。成纤维细胞活化蛋白(FAP)在纤维化条件下活化的成纤维细胞中选择性上调。我们探究FAP表达在慢性肺同种异体移植物功能障碍中是否增加,以及它是否可以作为早期诊断标志物。材料与方法:我们对两个小鼠原位肺移植模型(C57BL/6→C57BL/10和BALB/c→C57BL/6)和来自5名对照和5名CLAD患者的人肺组织进行了单细胞RNA测序。我们通过免疫组化对240名肺移植受者(62名CLAD和178名非CLAD)的经支气管活检中FAP表达进行了定量。受试者工作特征曲线确定了最佳FAP阳性面积阈值。采用Kaplan-Meier分析和Cox比例风险模型评估FAP阳性与CLAD之间的关联。结果:在小鼠和人的单细胞数据中,FAP表达仅限于病理性成纤维细胞亚群,并且在CLAD中显著升高。在临床队列中,FAP阳性面积阈值10.8%可区分慢性功能障碍,曲线下面积为0.78(95% CI,0.72-0.85),敏感性为65%,特异性为84%。FAP阳性预测CLAD无生存期缩短(P < 0.0001)和总生存期缩短(P = 0.03)。CLAD的风险比为5.23(95% CI,3.11-8.82;P < 0.001),在多变量调整后仍然显著(风险比5.43;95% CI,3.22-9.16;P < 0.001)。答案:FAP表达在CLAD中升高,并与随后的CLAD和生存相关。组织FAP可能有助于早期风险分层并为临床监测提供信息;然而,鉴于其区分度中等,需要在多中心队列中进行前瞻性验证。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
FAP表达在慢性肺同种异体移植物功能障碍(CLAD)中是否升高,以及它能否作为早期诊断标志物。
核心机制
FAP在活化的成纤维细胞中选择性上调,尤其在病理性成纤维细胞中,与纤维化重塑相关,但具体机制网络未完全阐明。
主要证据
在两种小鼠肺移植模型和人类CLAD肺组织中,单细胞RNA测序显示FAP在病理性成纤维细胞中高表达;在240例肺移植受者的经支气管活检中,FAP阳性面积高于对照,且与较短的CLAD无生存期和总生存期相关(HR 5.23,调整后HR 5.43)。
研究意义
FAP作为组织生物标志物可能有助于CLAD的早期风险分层和临床监测,但需多中心前瞻性验证。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立小鼠肺移植模型及单细胞RNA测序

评估FAP在CLAD小鼠模型中的表达动态和细胞定位

C57BL/6捐赠肺移植到C57BL/10受体,在静息、第7天和第28天收获样本(n=2/时间点),进行单细胞RNA测序;另分析公开数据集BALB/c→C57BL/6模型(静息、第7天、第35天)。

2

小鼠肺组织病理和免疫组化验证

验证单细胞发现的FAP在活化成纤维细胞中富集,并评估纤维化程度

对小鼠肺切片进行H&E、三色染色、PSR、Collagen-1、α-SMA和FAP免疫组化,并用Orbit Image Analysis量化FAP阳性面积。

3

人肺组织单细胞RNA测序

比较CLAD患者和对照肺组织中的FAP表达和成纤维细胞亚群

对5例对照和5例CLAD(BOS)患者肺组织进行单细胞RNA测序,并对成纤维细胞亚群进行聚类和FAP表达分析。

4

人肺组织病理和免疫组化验证

验证人CLAD肺组织中纤维化和FAP表达增加

对人肺组织切片进行同样的染色和FAP定量。

5

临床队列中FAP表达与CLAD关联分析

评估FAP表达是否可作为CLAD早期诊断标志物并预测预后

对240例肺移植受者的经支气管活检进行FAP免疫组化和定量,进行ROC分析、Kaplan-Meier生存分析和Cox回归。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Cell Ranger----
Seurat----
Orbit图像分析软件----
10x Genomics10x Genomics--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
小鼠肺移植模型
小鼠品系、移植方向、时间点、每个时间点的样本量(n=2)
阅读提示:见'Materials and methods'中的'Overall design'及图1A
单细胞RNA测序
样本类型、数量、分析流程(Cell Ranger/Seurat)
阅读提示:见'Materials and methods'中的'Single-cell profiling'
免疫组化
抗体、染色方法、图像分析模型(Orbit)
阅读提示:见'Materials and methods'中的'Histology/IHC and image analysis'
临床队列
患者纳入/排除标准、TBLB时间、CLAD定义、FAP阳性面积阈值
阅读提示:见'Materials and methods'中的'Clinical cohort'及图5
统计分析
统计方法、ROC分析、Cox模型协变量
阅读提示:见'Materials and methods'中的'Statistics'