重度烧伤患者多处于复杂多变的病理生理状态，易发生多种并发症，包括脓毒症、免疫抑制、过度炎症反应、MODS、高代谢综合征和过强的氧化应激。如何从重度烧伤患者中识别具有潜在器官衰竭风险甚至更容易死亡的患者，是当前重度烧伤急救的重中之重。

当前烧伤的病情评估和分型主要依赖基于烧伤面积和烧伤深度的烧伤分度、各类评分量表，如简明烧伤严重度指数和Baux指数，以及是否伴随其他损伤如吸入性损伤和多器官损伤等。脓毒症的病情、预后评估方法则包括脓毒症相关性器官功能衰竭评价、Baux指数以及英国国家早期预警评分。尽管这类分型标准很好地区分了轻症和重症患者，但是，这类评估方式往往是横断面评估，仅能在入院之初对病情进行初步评估，无法持续跟踪病情的变化，或由于病情波动引起内环境稳态失常进而引起评分结果与实际情况不符。因此临床中也迫切需要更具持续性、稳定性和具多器官功能代表性的病情评估和患者分型指标。

生物标志物可用于诊断疾病、判断疾病分期或者用来评价新药或新疗法在目标人群中的安全性及有效性，是疾病分型的重要指标。

烧伤生物标志物多被用于评估患者预后结局和诊断并发症。全身感染是造成烧伤患者死亡的最主要原因，然而临床上往往难以将早期大量组织破坏引起的发热与感染性发热明确区分开来。一项回顾性研究表明，可通过降钙素原的水平识别感染患者，感染性休克的患者体内降钙素原的水平显著高于未感染患者^［10］。急性肺损伤/ARDS也是重度烧伤患者常见的并发症之一。一项回顾性临床研究显示，烧伤后7 d利尿钠肽水平可以帮助鉴别是否发生ARDS的患者，并且鉴别能力优于吸入性损伤、年龄等常见指标^［11］。有学者整合了57种不同的生物标志物，在1 517例重度烧伤患者队列中鉴定这些生物标志物对高危（死亡）和低危（生存）患者的鉴别能力，这项研究表明烧伤后14 d的脑钠肽水平具有最大的预后价值，同样重要的指标还有每搏输出量指数、TNF-α和游离DNA^［12］。目前针对重度烧伤多器官损伤的诊断还依赖于传统的指标如心肌酶、肾小球滤过率、肌酐、转氨酶等，但当这些指标阳性时患者情况往往已经较为危急，利用这些指标无法提前识别具有潜在病情恶化风险的患者。

转录组学研究是对机体转录本进行高通量检测以探究疾病的发生、发展、转归和预后的分子机制和靶点。转录特征指的是组织样本或细胞中某类基因的整体转录水平，主要包括外显子基因的表达数量和表达丰度。转录表型的变化是疾病发生发展的分子生物学基础，其具有变化灵敏和疾病相关性，是疾病分型的良好靶标。

应用转录特征进行疾病的诊断和治疗有如下优点：（1）RNA转录本多以万计，具有巨大的挖掘潜力；（2）RNA转录本是疾病发生发展的基础，是开展后续治疗和预后评估的关键靶点；（3）RNA转录本随着病情转归而实时变化，能够动态评估患者的病情；（4）基于转录本的临床分型标志物往往与某一类特定病理现象相关。在重度烧伤包括烧伤脓毒症患者中，即使年龄段和损伤程度相近的患者也具有截然不同的临床转归，这种患者间的异质性主要与各类并发症，包括过度炎症反应、免疫抑制、MOF和高代谢综合征有关^［13］。在重度烧伤转录组分析中也识别到了与上述并发症有关的通路激活^［9］，提前识别这些病理现象的发生发展及其与生存预后的关联，对于重度烧伤的诊断和治疗具有重大临床价值。

IL、程序性死亡受体1（programmed cell death protein 1，PD1）抑制剂和各类靶向免疫细胞的细胞因子能够在一定程度上恢复部分免疫细胞的功能，但目前仍然没有可用于治疗重度烧伤的免疫调节药物。这主要是由于当前对重度烧伤免疫抑制的确切机制、主要效应细胞、致病分子和重要通路还未研究透彻，大多数研究仅局限于某种特定亚型免疫细胞的功能恢复，而无法从全局角度去探究机体免疫功能的整体变化。

采用转录组学技术能够同时完成对人体数十种免疫细胞、上千条通路、上万个关键调控分子的全局分析。通过一份全血样本转录组芯片可以同时研究22~56种免疫细胞亚型的相对丰度和功能，该芯片涵盖了大多数固有免疫和适应性免疫细胞，如单核细胞、中性粒细胞、巨噬细胞、树突状细胞、T细胞和B细胞等。此外，该芯片还能够区分不同免疫细胞类型，如可以将T细胞进一步分为Th1、Th2、Th17、Th22和调节性T细胞等，而Th1/Th2和Th17/调节性T细胞比例失衡是重度烧伤包括烧伤脓毒症免疫抑制的重要机制之一。单细胞转录组测序可以检测样本中单个细胞的转录本，借此技术可以分析某些特定亚型细胞之间或者不同样本的同类亚型细胞之间的转录组差异，进而发掘关键的致病通路和分子。有学者通过转录组分析确定了一组与严重烧伤小鼠IL-6、IL-8和IL-1b有关的转录本，通过功能富集分析表明，该转录本与代谢和分解代谢相关的生物过程以及蛋白酶体、缺口信号转导和细胞周期的途径显著相关，这为后续研究严重烧伤的治疗靶点提供了参考^［22］。免疫抑制中的细胞成分改变与烧伤的病程也有关系。既往研究表明，烧伤患者的中性粒细胞、树突状细胞、T细胞随着病情进展呈现先增多后减少的趋势。有研究者对烧伤患者伤后0~1、1~2、2~4、4~7 d的血液样本进行转录组分析，找出了上千个随着病情进展波动变化的转录本^［23］，这大大拓宽了对重度烧伤免疫抑制研究的范畴。但部分学者认为免疫抑制可能是机体面对重大损伤后免疫系统耗竭所致，同时有证据表明中性粒细胞、树突状细胞、T细胞等免疫细胞伴有自发性的凋亡。因此，在未来还需要借助转录组学技术，开展重症烧伤后免疫功能的动态改变、免疫抑制的分子机制和关键靶点筛选等方面的研究，以进一步阐明免疫抑制的发生机制。

重度烧伤包括烧伤脓毒症并发的多器官损伤是机体面对外界巨大损伤刺激时，由氧化应激、代谢增强、炎症因子风暴等多种损伤应激引起的全身性组织损伤^［24］。在烧伤的低动力复苏期，循环灌注下降会加重心肌负担并有潜在肾衰竭的风险^{［25, 26, 27］}。既往的研究常认为，重度烧伤包括烧伤脓毒症患者普遍处于高氧化应激状态和线粒体解偶联状态，这种病理现象会导致器官耐缺氧能力下降，对高耗氧组织如骨骼肌和心肌具有严重的危害^［28］。因此，对多器官损伤的研究要着重于从患者整体病理状态着手，基于系统性角度的治疗方案是重中之重。

在一项脓毒症血液样本的转录组基因芯片研究中，研究人员找出了一组与肺损伤、肾损伤和肝衰竭相关的转录本，这组转录本被认为与过度炎症反应和免疫异常具有重要联系^［29］。同样与循环障碍和免疫功能异常有关的还有脑损伤，有研究证实防御素α3、基质金属蛋白酶8、基质金属蛋白酶9和脂质运载蛋白2在循环中的转录水平可辅助诊断脑损伤^［30］。通过转录组学研究初步鉴定的靶标具有潜在的治疗价值。在基于Genecard和基因表达综合数据库的组学分析中，研究人员观察到与4-辛基衣康酸酯有关的264个药理靶点、1 953个病理靶点和72个抗脓毒症相关基因，同时在分子构象模拟中证实4-辛基衣康酸酯通过调节基质金属蛋白酶9、基质金属蛋白酶12、沉默信息调节因子、过氧化物酶体增殖物激活受体α和热休克蛋白90α，从而发挥抗脓毒症作用^［31］。通过转录组学研究不仅能够寻找与脓毒症相关的关键靶点，还能够揭示这些关键靶点与已知关键分子的相关性，有效拓展上下游通路机制研究。通过对脓毒症患者进行网络分析，有学者证实了一组与降钙素原、C反应蛋白、IL-1β、IL-10、IL-22、TNF-α和γ干扰素水平有关的转录本，与健康志愿者以及SIRS患者相比，上述关键分子在脓毒症患者中严重失调，这些关键分子在脓毒症的机制研究和治疗方面具有重要潜在价值^［32］。作为中心法则的重要补充，非编码RNA与mRNA之间的调控机制解释了许多疾病的发病机制，也揭示了众多治疗靶点。表达差异是功能差异的基础，有研究者在一项脓毒症患者铁死亡相关微小RNA（microRNA，miRNA）研究中构建了miRNA-mRNA调控网络，并且提出了非编码RNA let-7b-5p和富核转录因子1相互作用的可能性^［33］。另一项非编码RNA研究构建了长链非编码RNA-miRNA-mRNA的调控网络，并且通过生物基础实验证实了长链非编码RNA IL-17受体A-1通过miRNA-7847-3p/蛋白激酶C γ介导的MAPK信号通路减轻LPS诱导的脓毒症^［34］。

重度烧伤会诱发脓毒症，脓毒症是重度烧伤患者死亡的主要因素之一。一方面，烧伤脓毒症患者伴有的氧化应激和广泛的组织损伤可诱发全身炎症反应；另一方面，重度烧伤患者病程长，皮肤和肠黏膜屏障受损和免疫抑制常诱发全身性感染，临床中需要大量使用抗生素。然而多重耐药菌使得临床用药手段十分有限，往往无法满足重度烧伤抗感染需求。在重度烧伤包括烧伤脓毒症治疗中，抗炎症治疗和逆转免疫抑制被认为具有治疗MOF和感染的潜在价值，但是目前用于抗炎和免疫疗法的靶点还相当匮乏。通过转录组学研究免疫治疗靶点具有得天独厚的优势，主要源于其研究载量巨大，能够覆盖绝大多数细胞和免疫相关基因。此外，基于大数据与人工智能技术在医学领域的交叉应用，免疫细胞浸润、免疫评分、分子对接和免疫检查点抑制剂等相关研究技术与方法的应用，极大程度拓展了重度烧伤包括烧伤脓毒症领域抗炎和免疫疗法靶点研究的前景。

重度烧伤会诱发异常炎症/免疫反应，主要表现为炎症级联反应的激活和免疫抑制，进而增加患者对脓毒症和MOF的易感性^［35］。

固有免疫细胞和适应性免疫细胞是免疫疗法的重要靶标。中性粒细胞是固有免疫的主要效应细胞之一，一项有关脓毒症中性粒细胞的单细胞测序研究证实，人体内的中性粒细胞可以分为5个不同的亚群。中性粒细胞亚群稳态在烧伤患者和健康人之间存在显著差异，相同亚型的中性粒细胞在烧伤患者体内也可执行不同的功能。机体烧伤后，中性粒细胞迅速活化，并伴有明显的脱颗粒和代谢异常，这些异常在伤后1~3 d之间存在显著差异，这为在烧伤早期通过干预中性粒细胞治疗脓毒症提供了理论依据。此外，该研究还鉴定了以前未描述的转录因子，包括锌指蛋白787、锌指蛋白467等，调控该类转录因子可能成为烧伤早期抗炎症因子风暴治疗的重要策略^［36］。有学者在另一项单细胞测序研究中证实，烧伤脓毒症患者体内有一类特殊的树突状细胞亚型，其主要在脓毒症发生后24 h内通过TNF受体-核因子κB和γ干扰素受体2-Janus激酶-信号转导及转录活化因子3依赖性途径活化，能够有效激活幼稚CD4⁺T细胞，同时促进CD4⁺T细胞转化为调节性T细胞，靶向这类树突状细胞的治疗具有调控全身炎症因子风暴和MOF的能力^［37］。

CD4⁺T细胞和CD8⁺T细胞在外周循环中的比例下降是重度烧伤患者适应性免疫功能抑制的主要特征之一。一项药物对照试验证实，持续1周给予重度烧伤患者西咪替丁，能够提高患者体内外周血单个核细胞中CD8⁺T细胞的比例，并且显著改善重度烧伤引起的外周血单个核细胞增殖抑制^［38］。既往有研究者证实，骨髓源性免疫抑制细胞数量与烧伤脓毒症长期临床预后不良显著相关。该研究团队基于单细胞测序技术寻找到3类在烧伤脓毒症后特异分化的免疫原性抑制细胞，这些细胞在烧伤脓毒症病程中持续表达免疫抑制型转录本，逆转该类细胞的免疫抑制效应具有潜在的治疗价值^［39］。肿瘤领域的免疫检查点疗法已经在临床广泛应用，而该疗法在烧伤脓毒症领域的应用尚处于基础研究阶段。有研究表明，PD1、细胞毒性T细胞相关蛋白4等免疫检查点抑制剂在脓毒症免疫抑制中具有潜在治疗价值，但其具体机制尚未可知^［40］。免疫检查点的治疗价值与其研发进度并不匹配，这说明需要加强加快该方向的研发。免疫抑制是病毒感染的高危因素，一项关于重度烧伤患者的转录组学研究证实了一组与病毒和免疫抑制有关的转录本，其与Th1和Th2分化、B细胞受体信号通路活化、αβT细胞活化及分化有关。该研究初步确定了CD28和可诱导共刺激因子等7个免疫检查点抑制剂与重度烧伤病毒感染具有显著关系，同时证实CD69分子具有作为免疫治疗靶点的可能性^［19］，这对于感染多重耐药菌的烧伤患者而言具有重要临床意义。另一项组学研究还证实，免疫检查点相关基因CD274在烧伤脓毒症中过表达，并且其介导的细胞抑制可能与CD8⁺/CD4⁺T细胞铁死亡有关^［41］。

总的来说，针对异常炎症/免疫反应的免疫疗法在重度烧伤抗感染中展示出了巨大的应用潜力。转录组学研究能够甄别细胞转录表型和治疗靶点，在重度烧伤免疫疗法机制研究和靶点开发中具有重要的应用价值。

当前，重度烧伤转录组学研究样本分类简单、研究层次不深入，主要原因如下：（1）不同地区人群在种族、营养结构方面存在差异，导致他们对外界创伤的应激反应不同；（2）儿童和老年患者的抗创伤能力和应激反应强度与成人有差异^［42］。因此，在未来的重度烧伤转录组学研究中，应该着重增加不同地区和不同年龄层次的样本量。

转录组学研究的全面性不足主要体现在2个方面：（1）研究层次不足。转录组学研究尤其是单细胞转录组学研究，在解释烧伤脓毒症巨噬细胞和树突状细胞抑制的作用机制方面发挥了重要作用^［43］。然而，目前由于转录组学研究的成本尤其是单细胞测序的成本仍然较为高昂，相关研究仍然不足，这导致了对重度烧伤免疫细胞抑制的研究多停留在表型鉴定阶段，对免疫细胞的发育轨迹、功能演变和细胞通讯方面的研究十分欠缺。重度烧伤病程是一个实时、动态、全身性的变化过程，因此对细胞功能的时空变化进行研究在解释其表型异常中具有重要意义。（2）研究范围不足。目前关于重度烧伤的转录组学研究集中在烧伤相关免疫抑制、休克和感染等方面。然而，重度烧伤是一类引起多器官应激的全身性疾病。重度烧伤引起的肠道菌群易位、心肌损伤、肾衰竭和炎症因子风暴等并发症的转录水平调控机制还未得到深入研究。

目前，还未就烧伤脓毒症转录组学的数据格式形成规范，其临床信息往往不全面，现有转录组学数据库常缺失患者基本信息、一般病情、合并症、抢救过程、预后跟踪和用药经过等，有待进一步规范。