慢乙肝重症化中肠道微生态失衡分子机制的宏蛋白组与代谢组学研究

Microbiota dysbiosis has been suggested to play vital roles during HBV-induced acute-on-chronic liver failure (ACLF) pathogenesis and progression, which create new challenges for the prevention and clinical treatment of ACLF. Therefore, understanding the molecular mechanism of intestinal microbiota dysbiosis might help to reduce the incidence and mortality of ACLF in population with chronic HBV infection. This project first aims to develop a shotgun-based metaproteomics method to analyze complex microbiota proteome, by combining the high-throughput MDLC-HRMS/MS platform with both metagenomics-dependent and -independent bioinformatics workflows. This metaproteomic method will then be used to characterize and compare gut microbiota metaproteome expression profiles from normal, chronic HBV and ACLF patients, to describe the dynamics of structure dysbriosis of gut microbiota during chronic HBV and ACLF. Clinical data will be cross-referred to select key proteins and pathways participated the microbiota dysbriosis; metabolomics data will be linked to investigate the impact of metaproteome expression changes on the metabolism network and functions, and to select key proteins (enzymes) related to metabolic changes. Diagnostic and prognostic protein or metabolite markers that reflecting microbiota dysbriosis process during chronic HBV and ACLF will be screened to provide foundations to develop novel prevention and treatment strategies.

肠道微生态失衡在慢性重症乙肝与慢加急性肝衰竭（ACLF）发生发展中起到初始激发、继发加重作用，对临床肝衰竭的防治带来了新的挑战。因此，研究肠道微生态失衡分子机理将有助于减少慢性携带者急性发作及重症化的发生率和死亡率。本项目拟利用高通量多维液相-高分辨串联质谱平台，结合基于宏基因组与非基于宏基因组的信息学手段，开发适用于研究复杂微生态样品的鸟枪法宏蛋白组学策略。本项目将利用该宏蛋白组学研究对比正常、慢性乙肝和慢加急性肝衰竭中肠道菌群蛋白表达谱，阐明肠道菌群在慢肝与慢加急性肝炎病理条件下结构失衡的动力学过程。结合临床数据，筛选参与肠道菌群失衡过程的关键蛋白与通路；结合代谢组数据，研究宏蛋白表达谱变化对整体代谢网络结构和功能的影响，筛选与代谢变化相关的蛋白（酶）；筛选能反映慢性或慢加急性肝衰竭中微生态失衡的蛋白或代谢物类预警或预后标志物，为慢性乙肝和慢加急性肝衰竭的防治提供新思路和新策略。

肠道微生态失衡在慢性重症乙肝与慢加急性肝衰竭（ACLF）发生发展中起到初始激发、继发加重作用，因此阐明肠道微生态失衡分子机理具有一定的科学价值和现实的临床意义。以往对于微生态相关的研究主要集中于菌落及基因层面的描述，而对于功能层面的动态描述报道较少，针对这种不足，本项目力图通过技术突破在蛋白组层面上对CHB-ACLF发展过程中的微生态失衡过程进行描述，为相关的机制研究提供菌群的动态功能变化信息。 本项目首先针对人肠道微生态样本，开发适合描述菌群宏蛋白组组成及其变化的前期处理手段，3D多维液相分离和高通量质谱鉴定技术和基于iBAQ非标定量的宏蛋白组组成评估方法学。本项目也建立了一套非基于宏基因组的多引擎平行迭代搜库宏蛋白组数据处理流程，为宏蛋白组的数据深度解析提供了支撑。在以上宏蛋白组学方法学研究基础之上，本项目对比了慢性乙肝（CHB）和慢加急性肝衰竭（ACLF）与正常人群肠道微生物宏蛋白表达谱的变化，发现了众多ACLF特异性的肠道菌群的蛋白功能群变化可能参与了ACLF的疾病发生发展过程。同时，利用高通量代谢组学与蛋白组学研究方法，本项目发现了ACLF发病前CHB病人关键的炎症进展相关的血液代谢物与蛋白指标，并开发了一个可供临床区分不同炎症程度CHB病人的代谢诊断模型，以及一个基于血液蛋白标志物的ACLF诊断和预后模型。