基于血清胆汁酸代谢组学揭示子痫前期新型生物标志物：GCDCA与GDCA-3-G的诊断价值

本研究针对子痫前期（PE）早期诊断临床挑战，通过靶向LC-MS/MS技术分析患者血清胆汁酸代谢谱。研究发现30种胆汁酸亚型存在显著差异，其中GCDCA单指标AUC达0.879，GCDCA与GDCA-3-G组合模型AUC为0.856，揭示胆汁酸代谢紊乱与PE病理机制关联，为早期诊断提供新策略。

　　

在全球范围内，子痫前期（preeclampsia, PE）影响着2-8%的妊娠妇女，每年导致超过50万胎儿死亡和7万孕产妇死亡，其中99%发生在中低收入国家。这种妊娠期高血压疾病已成为围产期死亡的主要原因之一，但其准确诊断始终是临床面临的重大挑战。由于疾病表现高度异质性，患者可能在出现严重并发症时仍无明显症状，且临床病程往往进展数周才能确诊。目前美国妇产科学院（ACOG）的诊断标准依赖于新发高血压和多器官功能损害评估，但这些指标的诊断性能远未满足临床需求。尽管可溶性fms样酪氨酸激酶1（sFlt-1）和胎盘生长因子（PlGF）等生物标志物已应用于临床，仍存在明显局限性，迫切需要更可靠的早期诊断指标。

随着代谢组学技术的快速发展，研究人员开始将目光投向胆汁酸代谢领域。近年研究发现胆汁酸代谢紊乱与高血压疾病存在密切关联：Qi等学者通过非靶向代谢组学发现胆汁酸代谢异常可通过调控血管炎症反应参与高血压前期发展；Louise团队则发现12-酮胆固酸在PE患者与健康孕妇间存在显著差异。这些发现提示胆汁酸代谢可能参与PE的病理生理机制。

在此背景下，北京大学第三医院研究团队开展了针对PE患者的血清胆汁酸代谢组学研究。研究人员采用基于DMED衍生化的靶向LC-MS/MS技术，对30例PE患者和30例孕周匹配的健康孕妇空腹血清中59种胆汁酸亚型进行绝对定量分析，旨在探索胆汁酸与PE发展的关联性，寻找可实现早期诊断的潜在生物标志物，为临床诊断提供新视角。

研究采用的主要技术方法包括：1）建立病例-对照研究队列（PE组与健康对照组各30例，来自北京大学第三医院2021-2023年样本）；2）使用DMED标记技术增强胆汁酸分离效果的LC-MS/MS定量分析；3）采用MetaboAnalyst 6.0进行统计学分析和机器学习模型构建；4）通过ROC曲线和交叉验证评估诊断效能。

Subject characteristics

研究对象的临床特征分析显示，PE组与对照组在年龄、孕周等基本特征上无显著差异，常规生化检测中的甘胆酸和总胆汁酸（TBA）也未见统计学差异，表明两组基线特征具有可比性。

Differences in bile acid profiles

通过LC-MS/MS对60份样本中59种胆汁酸亚型的绝对定量分析发现，30种胆汁酸亚型存在显著差异（12种上调，18种下调）。热图分析直观展示了PE患者与健康孕妇胆汁酸谱的差异模式。偏最小二乘判别分析（PLS-DA）显示两组间存在明显分离趋势。进一步筛选出26种符合FC≥2且p<0.05的差异胆汁酸亚型作为潜在生物标志物。

Performance of machine learning models

单变量分析显示11种胆汁酸亚型的AUC>0.8，其中甘氨鹅脱氧胆酸（GCDCA）的AUC达到0.879（95%CI[0.782,0.946]）。通过支持向量机模型进行多变量ROC分析发现，包含GCDCA和甘氨脱氧胆酸-3-O-β-葡萄糖醛酸苷（GDCA-3-G）的双标志物组合表现最佳，交叉验证AUC为0.856。增加标志物数量并未显著提升诊断效能。在PE组中，GCDCA显著上调，而GDCA-3-G明显下调。

研究结论与讨论部分指出，本研究采用的LC-MS/MS方法经前期验证具有良好特异性、灵敏度、准确度和精密度，DMED标记技术通过标记胆汁酸羧基显著增强了胆汁酸亚型的分离效果。以往研究表明肠道菌群失调可通过肠-胎盘轴诱发PE症状，而肠道菌群与胆汁酸代谢密切相关。PE作为妊娠期高血压疾病，多项研究发现TBA与PE显著相关，且胆汁酸代谢可能是血压调节的潜在介质。

本研究发现PE患者存在严重的胆汁酸代谢异常，鉴定出30种差异胆汁酸亚型，其中5β-胆烷酸-3,7β-二醇（UDCA）在PE患者血清中显著升高。单变量ROC分析显示GCDCA具有最高AUC值，此前研究显示GCDCA可用于妊娠期糖尿病的早期预测，而后者是PE的已知风险因素，这一发现提示两种妊娠并发症可能存在联合诊断潜力。

研究的创新性在于聚焦胆汁酸代谢，采用代谢组学技术分析90余种胆汁酸亚型，全面反映了PE患者与健康孕妇的胆汁酸代谢差异。虽然常规生化指标TBA和甘胆酸未见组间差异，但代谢组学研究揭示了胆汁酸代谢的显著区别，展示了该技术在生物标志物发现中的独特优势。

研究存在一定局限性：作为病例对照研究，样本采集于PE诊断后；仅按孕周和年龄匹配，未考虑BMI等其他健康因素；单中心小样本研究未设独立验证集。因此研究结果需要在更大规模、更多样化的人群中进行验证。

最终研究表明，GCDCA作为单一生物标志物时AUC可达0.879，而GCDCA与GDCA-3-G的双标志物组合是最佳诊断面板。这些发现揭示了PE中胆汁酸稳态的广泛破坏，证明了肠-肝轴扰动在其病理生理中的作用，并确定了一个简洁的血清标志物组合，值得进行前瞻性多中心验证。