TREM-1, TREM-2 and their association with disease severity in patients with COVID-19.

Article, 2023-10, Annals of Medicine. [IF 4.4]

DOI: 10.1080/07853890.2023.2269558.

原文链接：https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/07853890.2023.2269558

主要完成单位：山东省立医院

通讯作者：刘帅（山东省立医院）

第一作者：范如岳（山东省疾病预防控制中心）程作旺（济南市章丘区人民医院）

其他作者：黄智生，杨莹，孙娜，胡彬，侯配斌，刘波，黄传君

摘要

新型冠状病毒（SARS-CoV-2）引发的新型冠状病毒肺炎（COVID-19）肆虐全球，给人类健康和公共卫生安全带来巨大伤害。缺乏精准的生物标志物判定患者的疾病严重状态导致的诊断延迟和治疗不充分与新冠肺炎患者预后密切相关。除了临床使用的典型生物标志物和药物靶点外，有必要确定新型的生物标志物和候选靶标来定义新冠病毒引发的宿主炎症失调状态。在一组不同病情严重程度的住院COVID-19患者中，我们分别使用ELISA和流式分析检测了TREM-1和TREM-2在外周血血浆和免疫细胞亚群表面的表达情况，并评价其与主要临床指标的相关性。我们发现： COVID-19患者血浆中可溶性TREM-1和TREM-2的表达上调，并且随疾病严重程度而增加。COVID-19患者循环血液中T淋巴细胞表面膜结合型的TREM-1和TREM-2表达也同步上调。sTREM-2水平与PaO2/FiO2呈负相关，与C反应蛋白(CRP)、降钙素原(PCT)、IL-6水平呈正相关。ROC曲线分析显示，sTREM-1和sTREM-2预测患者重症化的趋向与CRP和IL-6相当，在区分疾病严重程度方面优于白细胞或中性粒细胞绝对计数和PCT。这些结果突出了TREM-1和TREM-2在新冠病毒感染中的重要作用。TREM-2和TREM-1是响应SARS-COV-2感染的关键宿主免疫因子，可作为COVID-19的潜在诊断生物标志物和治疗靶点。

引言

重症新冠肺炎有其独特的特征，但其急性表现与细菌引起的脓毒症相似，根据Sepsis-3国际共识，许多重症新冠肺炎患者符合脓毒症的诊断标准。目前呼吸道病毒作为脓毒症的重要原因已被广泛接受，但病毒性脓毒症的诊断仍然不足。原则上病毒性脓毒症的诊断需要病原学证据，然而血培养取样的阳性率通常较低；而且病毒感染的临床症状通常是非特异性的，许多符合病毒性脓毒症诊断标准但感染证据较弱的患者接受了过度的抗病毒治疗；而诊断延迟和治疗不足继续影响重症新冠肺炎患者的治疗结果。因此，除了临床上已使用的典型生物标志物和药物靶点外，还应该筛选和检测其他有前景的生物标志物和药物作用靶标。

髓样细胞触发受体（Triggering receptors expressed on myeloid cells，TREMs）是表达于髓系细胞（粒细胞、单核细胞和巨噬细胞）的膜受体，与炎症、神经退行性疾病、骨重塑、代谢综合征、动脉粥样硬化和癌症相关。目前TREM家族的研究主要集中在TREM1和TREM2。它们的可溶形式（sTREM-1和sTREM-2）是TREM-1或TREM-2胞外域脱落的结果。TREM-1可以放大急性感染期间的炎症反应。而TREM-2最初被认为是TREM-1的拮抗物。然而，进一步的研究发现TREM-2与诱导对病毒感染的2型免疫反应有关，这可能导致一些慢性肺部或呼吸道传染病的发展。迄今为止，在呼吸道感染中，特别是在 SARS-COV-2 引起的病毒性脓毒症中，TREM-1和TREM-2的作用尚未得到广泛研究。本研究旨在初步阐明TREM-2和TREM-1可以作为COVID-19重症化发展的生物学标志物或治疗靶标，这对于临床诊疗和转化研究具有极其重要的意义。

研究方法

分别使用ELISA和流式分析检测了TREM-1和TREM-2在COVID-19患者外周血血浆和免疫细胞亚群表面的表达情况，并评价其与主要临床指标的相关性。患者临床严重程度分级遵循新型冠状病毒感染诊疗方案（试行第十版）。

研究结果

一、TREM-1, TREM-2在新冠肺炎住院患者中显著表达，且随疾病严重程度而增加。

分泌型TREM-1，TREM-2在新冠肺炎患者血浆中显著上调，而且在重症患者中表达量最高（图1A-B）；考虑到炎症/抗炎平衡的重要作用及其与临床过程和结果的相关性，我们探讨了sTREM-1/sTREM-2比值与疾病严重程度之间的关系。中度组的sTREM-1/sTREM-2比值高于对照组。然而，新冠肺炎患者与对照组的sTREM-2/sTREM-1比值无显著差异（图1C-D）。

图1. TREM-1, TREM-2在不同严重程度新冠肺炎患者血浆中表达情况

二、新冠肺炎患者T细胞表面膜结合型TREM-1, TREM-2表达显著增加。

膜结合型TREM-2在中度、重度和健康对照组CD14⁺单核细胞表面表达水平相当；非肺炎组的TREM-1⁺CD14⁺单核细胞百分比略高于COVID-19组（图2A-B）。TREM-1和TREM-2在CD4⁺和CD8⁺T细胞表面选择性表达。与对照组相比，新冠肺炎患者TREM-1⁺CD4⁺、TREM-2⁺CD4⁺、TREM-1⁺CD8⁺和TREM-2⁺CD8⁺T细胞亚群百分比显著升高。然而，中度和重度患者之间没有统计学差异（图3C-F）。与非肺炎组相比，重度而非中度COVID-19患者中TREM-1⁺CD19⁺细胞的百分比也有所上调（图3G）。表面TREM-2水平在中度COVID-19患者CD19⁺细胞中被显著诱导（图3H）。

图2. 新冠肺炎患者外周血免疫细胞表面TREM-1, TREM-2表达情况

三、sTREM-2水平与PaO2/FiO2呈负相关，与CRP、PCT、IL-6呈正相关。

为了进一步评估sTREM-1和sTREM-2表达与临床病程和炎症指标之间的关系。我们分析了sTREM-1、sTREM-2与PaO2/FiO2比值、CRP、PCT和IL-6水平之间的相关性。我们发现：sTREM-2水平与CRP、PCT、IL-6呈正相关，与PaO2/FiO2呈负相关（R=-0.2478, P=0.0309）（图2A）。而sTREM-1水平仅与血浆CRP、PCT水平呈正相关， 与IL-6、PaO2/FiO2比值无显著相关性（图2B）。

图3.  sTREM-2, sTREM-1水平与PaO2/FiO2、CRP、PCT、IL-6相关性分析。

四、sTREM-1和sTREM-2对重症感染的预测价值。

采用受试者工作特征（ROC）曲线评价sTREM-1和sTREM-2对重症感染的预测价值。确实，sTREM-1和sTREM-2的表达比白细胞和中性粒细胞亚群绝对计数和PCT更好地区分重症病例；且与CRP、IL-6等传统炎症指标具有相同的预测价值（图4）。这些发现表明TREM-1和TREM-2具有潜在的预测能力，由此推测炎症和抗炎失衡与SARS-COV-2感染的不良预后密切有关。

图4. ROC曲线评价sTREM-1和sTREM-2对重症感染的预测价值。

结论