儿童 IBD 上皮的甲基化与转录研究
炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）的分子变化可能既与当前炎症有关，也与更持续的疾病状态有关。一项 2017 年首次在线发表于 Gastroenterology 的研究，分析儿童初诊时的肠上皮 DNA 甲基化和基因表达，并通过后续复查样本及患者来源类器官，考察这些特征是否随环境改变而保留。
研究在英国招募初诊且尚未接受治疗的 43 例克罗恩病患者、23 例溃疡性结肠炎患者和 30 例非 IBD 对照，收集 236 份黏膜活检，涉及末端回肠、升结肠和乙状结肠。初始多组学整体分析涉及 170 份样本。
研究同时记录组织炎症状态和至少 18 个月的临床结局。患者来源细胞的分子分析因此考虑 3 个方面：肠段来源、疾病类型，以及样本中是否存在活动性炎症。
不同肠段与疾病类型的分子差异
未先使用疾病标签的整体分析，已能按肠段区分上皮样本：末端回肠与结肠的甲基化和表达特征不同。同一肠段的对照样本相对接近，患者来源样本则表现出更大变异。这说明部位本身是理解分子差异的重要条件。
在回肠上皮中，研究识别出克罗恩病相关的甲基化和转录变化，而溃疡性结肠炎样本与对照的比较没有出现同样的显著差异。结肠的情况不同，两类 IBD 之间有较多共有变化，反映了部位与疾病类型对分子特征的共同影响。
研究还分析了差异表达基因附近的甲基化区域。例如，CD 和溃疡性结肠炎患者结肠上皮中的 BACH2 甲基化水平降低，同时其基因表达升高。
差异甲基化区域及表达基因富集于免疫、代谢和信号转导通路，部分干扰素及免疫调节通路为两类疾病和肠段共有。它们也在已知 IBD 遗传风险位点附近显著富集，而其他免疫相关复杂病风险位点的富集较少。
相邻菌群的 16S 数据没有像上皮甲基化和表达那样清楚分组。监督分析发现部分肠段及疾病相关变化，但个体内、个体间差异较大，菌群丰度与上皮差异表达之间未找到强相关或明确剂量关系。
校正炎症状态后的疾病相关差异
统计模型分别评估诊断类型和炎症状态的贡献。多数数据中，疾病诊断解释的变化多于当前炎症；结肠差异表达分析中，CD 与溃疡性结肠炎分别有 74% 和 82% 的差异基因主要与诊断相关。差异甲基化分析也显示，很多位点的变化主要由诊断状态解释。
作者检查了上皮与免疫细胞标志基因。虽然其中一些基因在 IBD 与对照之间表达不同，但这些标志均未与炎症状态相关，提示细胞组成变化和免疫细胞混入对所见疾病相关差异的影响较小。
复查样本与类器官保留了部分甲基化特征
14 例克罗恩病和 9 例溃疡性结肠炎患者的复查材料显示，疾病相关甲基化在最长约 20 个月的观察中保持较强一致性，即使期间用药和组织炎症状态已经改变。
研究又在额外一组 5 例克罗恩病患者和 7 例对照中建立肠道类器官。疾病与对照培养物的显微外观及培养表现相近，但甲基化分析显示部分疾病相关变化仍然保留，并通过位点检测核对了其中一些结果。
疾病分型与后续治疗过程的分子关联
研究利用甲基化和表达资料分析疾病分类。来自不同肠段的数据表现不同，其中部分甲基化模型较好地区分疾病与对照；回肠甲基化特征也用于区分两类 IBD，并在后续患者队列及另一种检测平台上进行核对。
乙状结肠甲基化模型区分疾病与对照的曲线下面积为 0.94，灵敏度 75%、特异度 100%；回肠甲基化模型区分克罗恩病与溃疡性结肠炎的相应数值为 0.92、57% 和 93%。同研究仅使用遗传风险位点建模时，曲线下面积为 0.49。
作者进一步将共同变化的基因或甲基化位点归为模块，再与治疗升级和生物制剂使用等结局比较。某些模块与初诊后患者是否需要生物制剂、到第 3 次治疗升级的时间有关。这属于观察性队列中的分子特征与临床过程关联。
在模块分析中，部分表达或甲基化特征能将患者分成具有不同治疗升级过程的组别，但初诊时的年龄、性别或部分临床表现没有与这些模块呈现同样关系。分子层面的异质性由此补充了常规患者信息。
最高相关的表达模块与甲基化模块包含较多共同基因，提示两层分子特征可能存在联系。作者同时强调，队列人数较少，尤其分子特征与治疗结局的关联仍属初步结果，需要在额外队列中验证。