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为评估猫肝脂沉积症(FHL)的代谢变化并寻找生物标志物,研究发现 13 种差异代谢物,血清 2 - 羟基丁酸(2-HB)可作 FHL 生物标志物。
猫是可爱又独特的小动物,作为 obligate carnivores(专性食肉动物),它们在蛋白质和脂肪代谢方面有着特殊的需求。然而,这种独特的生理特点,却让猫咪们容易患上一种常见的肝脏疾病 —— 猫肝脂沉积症(Feline Hepatic Lipidosis,FHL)。FHL 的特征是肝细胞内甘油三酯(TG)过度积累,会导致肝功能受损和肝内胆汁淤积等问题。目前,虽然知道 FHL 的一些基本情况,但它的发病机制还不明确,在临床诊断方面,也缺乏有效的生物标志物来进行早期检测。
为了解决这些问题,安徽农业大学的研究人员开展了一项关于猫肝脂沉积症的研究。研究成果发表在《Scientific Reports》上,这项研究对于深入了解 FHL 的发病机制、实现早期诊断和有效治疗具有重要意义。
研究人员为了探究 FHL 的代谢变化并寻找有效的生物标志物,采用了多种关键技术方法。在样本选取上,从安徽农业大学教学动物医院、大庆仁信宠物医院和大庆康安宠物医院获取临床病例,通过严格的筛选标准,确定了 FHL 患病猫(FS 组,n=12)和健康猫(CS 组,n=12)。利用气相色谱 - 质谱联用(GC/MS)代谢组学技术分析两组猫血清中的代谢物差异,通过主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘法判别分析(OPLSDA)等统计方法筛选差异代谢物。还用受试者工作特征(ROC)曲线评估差异代谢物的诊断价值,并对血清 2 - 羟基丁酸(2-HB)进行验证。
下面来看看具体的研究结果:
- 血常规和血清生化指标分析:与 CS 组相比,FS 组血小板(PLT)减少,血清中碱性磷酸酶(ALP)、丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、肌酸激酶(CK)、总胆红素(TBIL-V)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平显著升高,肌酐(CREA-S)、磷(P)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平显著降低。这些结果表明 FHL 会引起猫的血液指标和脂质代谢异常1。
- 血清代谢的多变量统计分析:PCA 和 OPLSDA 分析显示,FS 组和 CS 组样本存在明显的代谢差异,且模型不存在过拟合问题,这为后续筛选差异代谢物提供了可靠的基础2。
- 差异代谢物的筛选:以 VIP>1 和 P<0.05 为标准,研究人员发现了 13 种在 CS 组和 FS 组血清中存在显著差异的代谢物。其中,2-HB、N - 甲基 - DL - 丙氨酸等代谢物上调,α- 亚麻酸、D-(甘油 1 - 磷酸)等代谢物下调3。
- 差异代谢物代谢通路的富集分析:将这些差异代谢物映射到 KEGG 数据库进行富集分析,发现 FHL 发病过程中涉及 ABC 转运体、癌症中的胆碱代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢等多个代谢通路。其中,α- 亚麻酸代谢是与代谢物差异密切相关的关键通路4。
- 差异代谢物的 ROC 曲线分析:对血清差异代谢物进行 ROC 分析,发现 α- 亚麻酸、甘油磷酸等多种代谢物具有一定的诊断潜力。而半乳糖醛酸和 2-HB 的 AUC 值分别为 0.91 和 0.90,显示出较高的诊断准确性和效能5。
- 猫血清 2-HB 水平的变化及验证:FS 组血清 2-HB 水平显著高于 CS 组。通过计算,确定诊断 FHL 的 2-HB 最佳临界值为 564.8 ng/L,以此值进行随机样本测试,对 FHL 的检测率可达 100%,假阳性率为 0%,这表明血清 2-HB 水平可作为 FHL 的生物标志物67。
研究结论和讨论部分指出,本研究通过代谢组学分析,发现了 13 种与 FHL 发病相关的差异表达代谢物,这些代谢物参与了多种关键代谢通路。血清 2-HB 水平可作为 FHL 的风险指标,其诊断 FHL 的 AUC 为 0.90,临界值为 564.8 ng/L 时,敏感性为 75%,特异性为 100% 。此外,研究还发现 FHL 患病猫血清中 α- 亚麻酸(ALA)水平显著降低,适当补充 ALA 可能有助于 FHL 的恢复,但还需进一步临床试验验证。总的来说,这项研究为 FHL 的早期诊断和治疗提供了新的思路和潜在靶点,对提高猫咪的健康水平具有重要意义。