使用全血的RNA速率预测疾病轨迹

为什么明日的健康可能藏在今日的血液中

当我们生病时，医生主要评估的是我们此刻的状况：体温、血压以及当下的化验结果。但如果一份血样不仅能反映当前，还能揭示未来几天或数周疾病的走向——我们会急剧恶化、很快康复，还是对新治疗产生反应？这项研究提出了一种从血液中读取这种“行进方向”的方法，利用基因活动的模式来预测未来的健康状态。

解读基因不断变化的“乐谱”

我们体内的每个细胞都在不断开启和关闭基因，产生作为DNA工作副本的RNA分子。传统检测测量的是这些成熟RNA的稳态水平，提供身体当前状态的快照。研究者基于一种较新的概念——RNA速率，不仅关注成熟的RNA信息，还关注其未完成的“未剪接”形式。比较两者可以判断某个基因的活动是上升还是下降——更像是观察一辆车的行驶方向，而不仅仅看到它停在哪里。团队探究了这一原本用于单细胞的原理，是否能扩展到来自患者的全血样本，从而预测疾病如何演变。

从单次样本预测疾病的新工具

作者开发了一种称为VeloCD的方法，利用散装血样中的RNA速率。它基于简单的思想：血液中当前的RNA模式反映了一个人现在的病情；未剪接与剪接RNA的平衡表明这些模式即将如何改变；而这些未来的模式又对应未来的临床状态。VeloCD通过学习结局已知的人群——例如那些最终是否被感染、或是否对治疗有反应的人——来工作。对于新患者，该工具计算其血液RNA模式可能的变化，然后估计他们趋向于每一类已知结局组的概率，从而有效地描绘出他们可能的疾病轨迹。

在真实感染与治疗中测试该方法

为了检验VeloCD的预测是否合理，研究者首先使用了高度受控的感染研究，在这些研究中健康志愿者被刻意暴露于甲型流感或SARS-CoV-2并被密切跟踪。尽管只采集了一次血样用于预测，VeloCD仍能预见谁后来会检测出感染，以及大致提前多久，有时甚至在标准PCR检测能检测到病毒之前。该方法在更现实的场景中也有效。在HIV和结核病患者中，VeloCD有助于预测哪些人在启动HIV治疗后会发生一种称为免疫重建炎症综合征的危险并发症。在接受强效抗炎药的炎症性肠病患者中，首次给药后的早期血样能暗示数周后谁会进入缓解期。

在繁忙的医院中识别最危险的儿童

或许对VeloCD最引人注目的测试来自一项针对欧洲多家医院发热儿童的大型研究，病情从轻度病毒感染到危及生命的细菌疾病不等。医生常常难以判断哪些孩子会恶化、哪些会很快恢复。利用每个孩子的首次血样，VeloCD将轻病患者与已经危重的患者区分开来，然后审视位于两者之间的大量中间组——他们病情足以入院但未达到重症监护。于此中等组中，血液RNA轨迹指向严重模式的儿童，更可能表现出高炎症标志、需要手术、住院时间更长或随后需要重症监护——这些信号常规体征和症状并不容易揭示。

这对患者和医生意味着什么

总体而言，研究表明血液中基因活动的运动方向可以提供疾病如何展开的早期警示。VeloCD并不取代对病因的诊断，但它提供了另一层信息：来自一次抽血的预后。经过进一步改进与更大规模的验证研究，这类基于RNA的预测可能有助于识别潜伏感染的暴露者、标记最有可能恶化的患者，并尽早揭示昂贵治疗是否可能奏效。从长远看，从血液读取RNA速率可以支持更个性化的护理，帮助临床医生对可能走向危险的患者更早干预，同时避免对已在康复道路上的患者进行不必要的治疗。

引用: Dunican, C., Wilson, C., Habgood-Coote, D. et al. Predicting trajectories of illness using RNA velocity of whole blood. Nat Commun 17, 3652 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71685-5

关键词: RNA速率, 血液转录组, 疾病预后, 传染病, 精准医学