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为深入探究血吸虫病代谢机制，巴西伯南布哥联邦大学的研究人员开展代谢组学相关研究。他们分析多项研究后发现关键代谢物及途径。该成果为诊断和治疗血吸虫病提供新思路，强烈推荐科研读者阅读。
巴西伯南布哥联邦大学（Universidade Federal de Pernambuco, UFPE）的 Milena Lima Rodrigues 等人在《BMC Infectious Diseases》期刊上发表了题为 “Metabolomics assays applied to schistosomiasis studies: a scoping review” 的论文。这篇论文在血吸虫病研究领域意义重大，为深入了解血吸虫病的代谢机制、开发更有效的诊断和治疗策略提供了宝贵的见解。
研究背景
代谢组学（Metabolomics）是一种用于表征和量化生物系统中代谢物的分析方法，能为各种生理和病理条件下的代谢状态提供重要信息。它基于体内平衡原理，外部干扰会改变内源性代谢物谱，这些变化就像是疾病的 “指纹”。不过，代谢组学的发展面临诸多挑战，比如方法缺乏标准化，样本收集、处理和分析过程中的生物变异性、复杂的数据处理以及技术偏差等问题，都影响了研究结果的可重复性和可比性 。同时，将代谢组学的发现转化为临床实践也困难重重，只有极少数代谢生物标志物和检测组合得到了临床验证和应用。
血吸虫病（Schistosomiasis）是一种被忽视的热带疾病，由血吸虫属的特定吸虫引起，全球超过 2.5 亿人受其影响，热带和发展中地区负担尤其沉重。这种疾病通过与被尾蚴（寄生虫的感染性幼虫阶段）污染的淡水直接接触传播。尽管过去三十年，吡喹酮（Praziquantel，PZQ）通过大规模治疗有效降低了血吸虫病的感染率和感染强度，但低强度感染依然存在，在卫生条件差和卫生设施不足的地区尤为明显。及时准确地诊断血吸虫病对有效治疗和阻止疾病进展至关重要 。
在寄生虫感染研究领域，代谢组学技术如毛细管电泳 - 质谱联用（Capillary electrophoresis coupled with mass spectrometry，CE-MS）、液相色谱 - 质谱联用（Liquid chromatography coupled with mass spectrometry，LC-MS）和核磁共振（Nuclear magnetic resonance，NMR）光谱等，被广泛用于研究代谢物谱的动态变化。血吸虫病会引起显著的代谢变化，产生独特的生化特征，这些特征与疾病的生化状态相关，有望用于疾病诊断。因此，研究人员开展了此项研究，旨在回顾过去十年血吸虫病的代谢组学研究，深入了解其代谢机制，为未来研究以及诊断和治疗策略的开发提供信息。
研究方法
该研究遵循系统评价和 Meta 分析扩展的范围审查（Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses extension for Scoping Reviews，PRISMA-ScR）指南。研究人员精心制定了研究问题：“过去十年全球范围内关于血吸虫病的代谢组学研究的范围和性质是什么？”
在搜索策略上，研究人员使用 PubMed 和 Web of Science 这两个著名的电子数据库，搜索时间范围为 2014 年 1 月 1 日至 2024 年 12 月 31 日。他们运用布尔运算符 “AND” 和 “OR” 组合相关描述词，搜索关键词为（“Metabolomics” OR “Metabolomic” OR “Metabonomics” OR “Metabonomic”）AND（“Schistosomiasis” OR “Schistosoma”），并在文献的标题和摘要中进行检索。
研究设定了明确的纳入和排除标准。纳入标准为：利用感染血吸虫病（包括合并感染病例）的人类或动物样本进行全面代谢组学分析的研究；至少使用核磁共振（NMR）、液相色谱 - 质谱联用（LC-MS）、气相色谱 - 质谱联用（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）或电喷雾电离质谱（Electrospray Ionization Mass Spectrometry，EC-MS）等分析技术之一；研究重点为识别感染对象的代谢物变化，探索血吸虫病诊断、预后或分期的有前景的模型。排除标准包括综述文章、灰色文献（如书籍章节、论文、学位论文、报告等）以及主要研究寄生虫直接检查或治疗的研究。
数据选择过程中，研究人员将检索到的文章汇总，提取关键信息到 Excel 电子表格，去除重复条目。由两名评审员（M.L.R. 和 A.R.S.G.）根据预定标准独立筛选标题和摘要，如有分歧则通过讨论达成共识，若仍无法达成一致，则由第三名评审员（R.O.S.）参与最终决策。数据提取也由负责研究选择的评审员进行，他们仔细阅读入选研究的全文，系统收集国家、出版年份、研究人群、感染物种、样本量、样本类型、分析技术、多元统计分析方法、主要代谢物和代谢途径、结果、局限性和结论等信息，并进行综合讨论。
研究结果
文献筛选结果
在 PubMed 和 Web of Science 数据库中分别检索到 36 篇和 47 篇文章，去除重复后共保留 48 篇文章进行筛选。根据排除和纳入标准，最终选择 14 篇文章进行分析，文章选择过程通过 PRISMA 流程图清晰展示。
所选研究的特征
- 研究地点：多数研究在亚洲（n = 9）开展，其中中国有 7 项研究 ，巴西有 3 项研究 ，泰国 2 项研究 ，博茨瓦纳和美国各有 1 项研究。
- 样本类型和样本量：5 项研究使用人类样本，9 项研究使用动物模型（主要是小鼠）。人类研究中，部分样本量较小（40 - 65 人），但 Ndolo 等人的研究例外，涉及 527 名儿童。动物模型研究的样本量在 9 - 70 之间，中位数为 28。
- 感染物种：主要研究的血吸虫物种包括埃及血吸虫（S. haematobium）、曼氏血吸虫（S. mansoni）和日本血吸虫（S. japonicum），还有两项研究涉及湄公血吸虫（Schistosoma Mekongi），有一项研究同时分析了曼氏血吸虫、日本血吸虫和湄公血吸虫感染的早期阶段。
- 分析技术：LC-MS 是最常用的技术，8 项研究使用；NMR 和 GC-MS 分别在 3 项研究中使用。75% 的研究将色谱技术与质谱联用，25% 的研究单独使用 NMR 光谱。
- 多元统计分析：几乎所有研究都使用主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）作为无监督技术，同时使用偏最小二乘判别分析（Partial Least Squares Discriminant Analysis，PLS-DA）或正交偏最小二乘判别分析（Orthogonal PLS-DA，OPLS-DA）作为有监督方法，部分研究还使用热图（HeatMaps）进行探索性分析。
代谢组学特征
血吸虫病感染与多种生理过程的显著紊乱有关，包括三羧酸（Tricarboxylic Acid，TCA）循环改变、葡萄糖和脂质代谢紊乱、肠道微生物群改变、免疫系统反应以及对遗传物质的反应。
在小鼠模型中，感染曼氏血吸虫的骨髓来源巨噬细胞线粒体呼吸增强，与 TCA 循环相关，表现为葡萄糖和棕榈酸转移增加、游离脂肪酸积累增加以及胆固醇酯减少 。在人类研究中，对于同时感染血吸虫病和乙肝病毒（Hepatitis B virus，HBV）或丙肝病毒（Hepatitis C virus，HCV）的患者，乳酸和高密度脂蛋白（High-Density Lipoprotein，HDL）是区分不同感染组的主要因素。血清乳酸水平在合并感染组中升高，而血清 HDL 水平在 HBV 或 HCV 单一感染个体中较高 。
研究还发现，尿液中的马尿酸（hippurate）与曼氏血吸虫感染强度密切相关 ；日本血吸虫感染时，血清代谢物如甘油醛（glyceraldehyde）反映了肝纤维化相关的生化改变 ；维生素 D 及其衍生物、灵芝酸被确定为肠道血吸虫病早期诊断的潜在生物标志物 。此外，曼氏血吸虫和日本血吸虫感染都影响蛋白质代谢、TCA 循环以及脂质和脂肪酸代谢等相同的代谢途径，共享一些与 TCA 循环相关的代谢物，如琥珀酸（succinate）和柠檬酸（citrate） 。
研究结论与讨论
研究人员通过对 14 项研究的综合分析，揭示了血吸虫病感染过程中的多种代谢变化，确定了潜在的生物标志物和代谢途径，这对于理解血吸虫病的发病机制、开发新的诊断方法和治疗策略具有重要意义。
多元统计分析在研究中发挥了关键作用，通过 PCA、PLS-DA 和 OPLS-DA 等方法，研究人员能够识别出与感染相关的关键代谢物，评估模型的预测能力和稳健性。然而，当前研究也存在一些局限性。首先，涉及人类受试者的研究较少，且缺乏使用独立数据集的外部验证，这可能影响模型的可靠性和普遍性。其次，非洲地区的研究较少，而血吸虫病在非洲的发病率最高，这可能限制了研究结果在全球范围内的适用性 。此外，实验条件的差异，如样本类型和感染阶段的不同，导致所识别的代谢物存在较大差异。
未来的研究需要更多地关注人类受试者，加强外部验证，增加在非洲地区的研究，以提高研究结果的可靠性和适用性。同时，整合基因组学、脂质组学和蛋白质组学等其他组学技术，将有助于更全面地了解血吸虫病相关的代谢和分子相互作用，为精准医疗干预提供新的机会 。
这篇论文系统回顾了过去十年血吸虫病的代谢组学研究，为该领域的进一步发展指明了方向，有望推动血吸虫病诊断和治疗的进步，改善全球血吸虫病患者的健康状况。
