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为解决猫慢性肾病（CKD）早期诊断难题，根特大学研究人员开展相关研究，发现多种代谢物可提前诊断，意义重大。
猫是许多人喜爱的宠物，然而，有一种疾病却悄然威胁着它们的健康 —— 慢性肾病（Chronic kidney disease，CKD）。在兽医临床实践中，猫慢性肾病是极为常见的病症，更是 5 岁以上猫咪的主要致死原因之一。当下，诊断晚期 CKD 并非难事，但早期 CKD 的诊断却让兽医们头疼不已。目前常规检测方法存在诸多缺陷，比如检测灵敏度和特异性不足，往往要等到约 75% 的肾单位受损时才能发现肾脏损伤，这无疑延误了最佳治疗时机。因此，寻找可靠的早期生物标志物，实现 CKD 的早期精准诊断，成为了亟待解决的问题。
为了攻克这一难题，根特大学（Ghent University）兽医学院等机构的研究人员展开了深入研究。他们通过一系列实验，成功发现了多种能够提前诊断猫 CKD 的关键代谢物和代谢物比率，为早期诊断带来了新的曙光。相关研究成果具有重要意义，有望推动猫 CKD 诊断技术的革新，为患病猫咪的及时治疗和健康管理提供有力支持。
在研究过程中，研究人员采用了多种关键技术方法。他们从比利时根特大学兽医学院小动物诊所及 15 家一线和二线兽医诊所，招募了私人饲养的猫作为样本队列。通过超声引导膀胱穿刺收集无菌尿液，静脉穿刺采集血清样本。利用超高效液相色谱 - 四极杆轨道阱高分辨率质谱（UHPLC-Q-Orbitrap HRMS）技术对样本进行分析。在数据分析阶段，运用 R 语言进行统计和机器学习分析，采用多种统计方法和机器学习算法构建预测模型。
研究人员首先对猫群进行分组研究。基线研究群体包含 61 只健康猫和 63 只 CKD IRIS 2 期（CKD2）的猫，纵向研究群体则有 26 只始终保持健康的猫和 22 只在 1 年内发展为 CKD2 的猫。对这些猫的年龄、性别、身体状况评分（BCS）、肌肉状况评分（MCS）、收缩压（SBP）等多种临床特征进行分析后发现，在基线 CKD2 群体中，BCS 和 MCS 显著低于健康基线猫；在纵向研究中，仅发展为 CKD2 的猫在 T-12时 SBP 显著高于保持健康的猫，但这一差异未持续到后续随访。同时，肌酐、对称二甲基精氨酸（SDMA）、尿素和尿比重（USG）等指标在基线群体和纵向研究群体中也呈现出不同程度的差异。
在代谢改变研究方面，研究人员通过靶向代谢分析，在血清和尿液中分别生成 80 种和 64 种代谢物，其中 61 种代谢物在两种基质中都存在。经计算代谢物比率并进行单变量分析后发现，在纵向群体的 T-12时，未检测到显著差异；在 T-6时，共有 92 种代谢物和代谢物比率存在显著差异，在尿液和基质比率中变化最为明显。其中，血清与尿液中 3 - 羟基犬尿氨酸的比率（S/U 3 - 羟基犬尿氨酸）颇具潜力，在健康组中保持稳定，在发展为 CKD2 的猫中则逐渐升高。
为评估单个生物标志物和指标组合的预测性能，研究人员运用多种数据分析策略。单变量二元逻辑回归显示，S/U 3 - 羟基犬尿氨酸在早期 CKD 诊断中表现出色，是最具潜力的单个生物标志物。多变量统计分析（如 LASSO 回归和 LIMMA 结合广义线性模型（GLM））和机器学习（ML）建模（随机森林（RF）和支持向量机（SVM））结果表明，基于血清代谢物构建的模型预测性能更优。例如，LASSO 回归模型纳入 21 种血清代谢物时，在 T0、T-6和 T-12均有较高的预测性能；LIMMA 结合 GLM 模型使用 8 种血清代谢物时，也能获得较高的 AUC 和准确率。
研究人员还探究了临床参数对模型预测能力的影响。将年龄、SBP、BCS、MCS、尿素等临床参数与代谢物数据一同纳入模型构建，结果发现，包含血清代谢物的模型依然具有最高的预测能力。尿素在多个模型中被选入且重要性较高，同时，肌酐、SDMA、2 - 羟基乙磺酸盐和乌头酸等代谢物在所有模型中也具有较高的重要性。
在讨论部分，研究人员指出，3 - 羟基犬尿氨酸作为色氨酸降解的主要途径，在肾脏疾病中，其代谢会受到干扰，导致血浆和组织中浓度升高。2 - 羟基乙磺酸盐在 CKD 中的作用此前报道较少，在猫 CKD 中血清和尿液中水平升高，可能与猫的牛磺酸代谢差异有关。乌头酸作为柠檬酸循环（TCA）的中间产物，其活性在 CKD 中受氧化应激影响下降，且与肾功能显著相关。虽然 SDMA 和肌酐作为单个生物标志物存在局限性，但在多变量和 ML 模型中，与其他代谢物结合可实现非氮质血症阶段的准确诊断。
总的来说，这项研究利用代谢组学技术，成功找到了多个可用于早期诊断猫 CKD 的关键代谢物和代谢物比率。S/U 3 - 羟基犬尿氨酸作为单个生物标志物表现突出，而基于代谢物和临床参数构建的线性支持向量机模型，预测性能更高。研究还确定了肌酐、SDMA、尿素、2 - 羟基乙磺酸盐和乌头酸等关键血清代谢物。这些成果为改进猫 CKD 的诊断工具奠定了基础，有助于实现更有效的疾病管理。不过，研究也存在一定局限性，如样本量相对较小、未纳入 CKD1 期猫等。未来，还需进一步研究合并症（如甲状腺功能亢进）对诊断的影响，推动代谢组学诊断在兽医学中的实际应用。
