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猴痘病毒（MPXV）威胁全球健康，现有防治手段存局限。研究人员开展 MPXV 感染患者尿液代谢组学研究，发现 MPXV 感染改变氨基酸和激素代谢，5′- 二氢腺苷和尿酸是潜在标志物，还扰乱甾体激素合成。该研究为 MPXV 防治提供新视角。
猴痘，这个听起来有些陌生却又不容小觑的疾病，由猴痘病毒（MPXV）引发，是一种人畜共患疾病。它与曾经臭名昭著的天花病毒关系密切，在 1980 年世界卫生组织宣布天花彻底根除后，猴痘病毒逐渐成为对公共卫生影响重大的痘苗病毒。原本，猴痘病例多集中在非洲的一些地区，但在 2022 年，它却突然在多个非流行地区爆发，截至 2023 年 9 月，115 个国家受到波及，出现了超过 90630 例确诊病例，约 161 人不幸死亡。
面对猴痘的威胁，现有的防治手段却不尽如人意。在预防方面，像 MVA - BN 和 LC16 等天花疫苗虽有一定的预防效果，但既无法完全阻挡 MPXV 感染，还伴随着多种副作用，其安全性也有待进一步评估。治疗上，替考韦瑞马特（tecovirimat ，美国和欧洲已批准用于天花治疗，但用于猴痘治疗尚未获得充分监管批准）和布林西多福韦（brincidofovir，美国已批准，但受胃肠道和肝毒性限制 ）虽有一定疗效，却也存在各自的问题。因此，迫切需要开发更安全、有效的针对 MPXV 的药物和疫苗。
为了深入了解猴痘病毒，探寻更好的防治策略，中山大学中山医学院、广州医科大学附属市八医院等研究机构的研究人员开展了一项关于猴痘病毒感染患者尿液代谢组学的研究，该研究成果发表在《iScience》杂志上。
研究人员采用了液相色谱 - 质谱（LC - MS）非靶向和靶向代谢组学技术，对 23 例 MPXV 感染患者、32 例 HIV 感染患者、26 例 HIV - MPXV 共感染患者以及 40 例健康个体的尿液样本进行分析。通过这种方法，研究人员能够全面地检测尿液中的代谢物变化，进而揭示猴痘病毒感染对人体代谢的影响。
研究结果主要体现在以下几个方面：
- 代谢组学分析的稳定性评估和多变量统计分析：研究人员对样本进行了严格的处理和分析，结果显示该方法具有很强的稳健性和稳定性，仪器稳定，数据重复性好。通过主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘法判别分析（OPLS - DA）等多变量统计分析，发现不同组别的代谢物存在显著差异，这为后续研究奠定了基础。
- 猴痘感染导致大量代谢物下调：基于 OPLS - DA 结果，研究人员共鉴定出 19671 种代谢物。其中，MPXV 感染导致 369 种代谢物上调，7880 种代谢物下调；HIV - MPXV 共感染导致 246 种代谢物上调，8463 种代谢物下调。这表明 MPXV 感染会引起代谢物的显著变化，且与健康对照组相比，患者的代谢物主要呈下调趋势。
- MPXV 和 HIV 感染导致的代谢改变模式存在显著差异：与健康组相比，MPXV 或 HIV - MPXV 组的差异主要集中在一些氨基酸代谢物上，如 4 - 胍基丁酸、N - 乙酰 - D - 苯丙氨酸等。HIV 感染主要影响与甘油磷脂代谢相关的代谢物。此外，HIV - MPXV 共感染不仅影响氨基酸代谢，还显著影响甾体激素的合成。进一步分析发现，MPXV 对 HIV - MPXV 共感染的影响更大，HIV 感染则加剧了 MPXV 患者的代谢功能障碍程度。
- 潜在的代谢物标志物：研究人员通过基于随机森林的蒙特卡罗交叉验证机器学习特征选择方法，筛选出了潜在的代谢物标志物。5′ - 二氢腺苷（5′ - dehydroadenosine）、尿刊酸（urocanic acid）和假尿苷（pseudouridine）分别是 MPXV 感染、HIV - MPXV 感染和 HIV 感染的最佳分类标志物。此外，由多种代谢物组成的生物标志物组合可能更有助于诊断 MPXV 感染。
- MPXV 感染引发甾体激素生物合成紊乱：通过生物信息学分析，研究人员发现 MPXV 感染会扰乱甾体激素生物合成、胆固醇代谢、皮质醇合成和分泌等代谢途径。在 MPXV 感染组，与健康组相比，参与这些途径的关键代谢物，如皮质醇、孕烯醇酮和孕酮等，均发生了显著变化。
- 靶向验证证实猴痘病程中激素循环失调：研究人员进一步进行了尿液靶向代谢组学分析，并使用竞争酶联免疫吸附试验（ELISA）方法测量尿液中睾酮和孕酮的浓度。结果显示，MPXV 组和 HIV - MPXV 共感染组的睾酮和孕酮水平显著低于健康组，这表明猴痘感染会导致甾体激素水平广泛下调，尤其是性激素睾酮和孕酮，提示猴痘病程中激素循环失调。
研究结论和讨论部分指出，该研究系统地揭示了 MPXV 和 HIV - MPXV 共感染患者尿液的代谢特征，发现了 198 种在 MPXV 尿液中显著变化的代谢物和 206 种在 HIV - MPXV 尿液中显著变化的代谢物，其中 160 种在两组患者中重叠，这表明 MPXV 感染导致了严重的疾病进展。研究还发现，5′ - 二氢腺苷和尿刊酸分别是 MPXV 感染和 HIV - MPXV 共感染的潜在生物标志物。此外，MPXV 感染可能通过劫持下丘脑 - 垂体 - 性腺轴，抑制睾酮和孕酮等性激素的分泌，降低宿主的抗炎能力，导致疾病发生，还可能对生殖功能造成损害。然而，该研究也存在一些局限性，如 MPXV 感染导致激素水平下调的机制尚不清楚，需要在细胞或动物实验中进一步验证，患者感染 MPXV 后各种炎症因子的水平也需要进一步检测。尽管如此，这项研究为猴痘病毒感染的研究提供了新的视角，其代谢组学数据有助于深入了解 MPXV 感染的病理机制，为开发更有效的治疗方法和药物提供了重要依据。
