接受不同脊髓刺激方式治疗的患者的转录组学概况 (SCS-OMICS)

背部手术失败综合征 (FBSS) 对专家来说是一个真正的挑战，因为它的临床复杂性和经济重要性不仅体现在治疗费用方面，还因为该综合征在工作年龄和预期寿命正常的患者中的发病率很高。 该综合征是腰骶部手术的并发症，发生率为5-40%。

多年来，脊髓刺激 (SCS) 已安全有效地用于治疗 FBSS 患者。 尽管最初认为主要的作用机制是由 Wall 和 Melzack 在 1965 年描述的“门控理论”所解释的，但应该指出的是，除此之外的其他机制可能有助于缓解 SCS 引起的疼痛。 这些包括抑制髓质水平的神经元兴奋性和超敏反应，以及神经递质（如 GABA、乙酰胆碱、腺苷、血清素和去甲肾上腺素）释放的变化，这些神经递质参与疼痛的传递和调节。 然而，SCS 治疗效果的分子机制仍然未知。

遗传学研究用于为疼痛发作和维持的分子机制提供新的见解。 这些可以由假设驱动，从而评估默认分子的表达，或者独立于假设，在整个基因组的基因水平上探索基因表达。 微阵列芯片测量给定样本中数百个基因的表达。 用于研究各种生物系统，它们已被用于评估中枢或周围神经系统不同部分转录水平的广泛变化，导致发现新的疼痛相关基因，如 Kv9.1 亚基钾通道或 KCNS1。

最近，一些动物模型研究表明，SCS 会导致基因表达发生广泛变化。 Tilley 及其合作者发现，SCS 对 5HTra、cFOS 和 GABAbr1 等的表达产生调节作用，施加的电流量与 GABAbr1、Na/K ATP 酶（负相关）、5HT3r 和 VIP（正相关）的表达之间存在很强的相关性相关性）在髓质水平和背根神经节水平。 这些作者专注于分析在周围神经损伤动物模型中显示出改变的基因组。 Stephens 和合作者对植入脊髓刺激器的坐骨神经结扎继发神经性疼痛的大鼠的脊髓进行了 RNA 测序，发现在应用 SCS 后基因表达发生了变化。 他们发现，在 SCS 后，谷氨酸能突触中蛋白质致密突触后支持蛋白网络表达中一些关键基因的表达下调；这可能会破坏这个密集的网络，从而降低突触信号的有效性。 他们还发现，SCS 可以激活附近的脊髓束，影响远端脊髓节段的神经元和光泽细胞。 Vallejo 和 Tilley 的小组还在神经性疼痛的动物模型中进行了广泛的转录组分析，发现 SCS 在脊髓和背根神经节水平上对基因表达产生显着调节，两种组织中的基因组和代谢途径相似，并且直接或与神经再生、炎症和免疫反应的调节以及离子传输的调节间接相关。 我们小组使用实时聚合酶链反应分析了不同标记物（来自大麻素受体、阿片受体和阿片肽）的基因表达，该反应从接受 SCS 治疗的 FBSS 患者外周血样本中获得的淋巴细胞 RNA，观察到脑啡肽原显着增加（ PNK) 遵循 SCS 相对于基线水平并随着时间的推移保持。

利用使用微阵列对基因组进行大规模研究的优势，我们近年来开展了一项研究项目，主要目标是识别新的分子碱基，这些碱基由转录组学谱定义，在受 FBSS 影响的患者血浆中差异表达，用补药或常规 SCS 治疗。 这项研究由 Instituto de Salud Carlos III 通过项目 PI16/01364 资助（由欧洲区域发展基金/欧洲社会基金“打造欧洲的方式”/“投资于你的未来”共同资助）。 该项目得到了瓦伦西亚大学总医院临床研究伦理委员会的批准。 该研究符合当地法规、良好临床实践指南和赫尔辛基宣言的原则，以及有关保护个人数据以及有关医疗保健信息和文件的权利和责任的现行法律法规。 我们小组对受 FBSS 影响并接受 SCS 治疗的患者（反应患者）的血液进行了转录组学分析；我们在植入系统之前和之后的不同时间获取了样本，以便找到对治疗有反应的差异基因表达，这可以作为治疗有效性的潜在生物标志物。 我们还对 SCS 无效的患者（无反应者）进行了转录组学分析，将结果与有反应的患者进行比较，目的是发现对 SCS 治疗有反应的潜在生物标志物的差异表达。 最后，我们将诊断为 FBSS 的患者的表达与一组未出现疼痛的脊柱介入患者作为对照组进行比较；我们试图找出两个种群之间基因表达的差异，目的是寻找疾病发展的可能生物标志物。 我们纳入了 30 名接受 SCS 治疗的 FBSS 患者（其中 7 名患者无反应，23 名患者有反应）和 15 名对照患者。 我们已经完成了样本期的招募和分析，目前正处于最终结果的解释阶段和相应出版物的开发阶段。 尽管结果不确定，但初步分析表明，在比较对照组患者和接受 SCS 治疗的 FBSS 患者时，基线时有超过 190 个差异表达基因 (p < 0.05)。 我们还发现超过 750 个基因在 SCS 治疗开始前后植入的患者中差异表达。

假设

与 FBSS 相关的生化和分子过程以及发生在接受 SCS 的患者中发生的变化都是未知的。 转录组学分析似乎是很有前途的工具，可以深入了解慢性疼痛的潜在机制。 用 RT-PCR 对 RNA 进行定量将允许识别相关的差异基因并得出可靠的结论。

我们的假设基于这样一个事实，即不同的基因表达必须发生在与疼痛相关的临床情况下，并且这些改变应该在成功接受脊髓刺激治疗的患者中进行差异化修饰。

识别这些可能的状态或病理演变及其治疗的生物标志物将大大有助于建立更准确的治疗策略，并可作为治疗反应的预测生物标志物，指导治疗目标的选择，以制定未来的治疗策略。

研究目的

基于这些假设和我们小组先前获得的有希望的结果，研究人员旨在比较 SCS 系统的 DTM 编程是否产生与传统编程不同的表达水平效应，以寻求对此的反应和进化的生物标志物编程方式。

研究人员还旨在研究这些差异是否与显着不同的临床结果有关，并与不同方式的效果强度相关。