综述：代谢组学：神经退行性疾病生物标志物发现的新前沿

本综述系统探讨了代谢组学在神经退行性疾病（如ALS、AD、PD、MS、HD）生物标志物研究中的前沿进展，揭示了氧化应激、糖脂代谢异常、线粒体功能障碍等关键病理机制，并总结了谷氨酸、牛磺酸、酰基肉碱等潜在代谢标志物，为疾病早期诊断和靶向治疗提供了新视角。

　　

Abstract

代谢组学作为系统生物学的重要分支，通过分析小分子代谢物（<500 Da）的动态变化，为揭示神经退行性疾病的复杂机制提供了独特视角。研究表明，代谢紊乱是阿尔茨海默病（AD）、帕金森病（PD）等疾病的早期事件，早于典型病理蛋白聚集的出现。

Background

神经退行性疾病以神经元进行性丢失为特征，伴随认知和运动功能衰退。尽管病因尚未完全阐明，但代谢重编程已被证实参与疾病进程。代谢物作为细胞活动的终产物，能够灵敏反映线粒体功能异常（如ATP合成减少）、氧化还原失衡（如GSH/GSSG比率改变）等病理状态。

Aim of review

本文聚焦五种典型神经退行性疾病：肌萎缩侧索硬化（ALS）、AD、PD、多发性硬化（MS）和亨廷顿病（HD），系统阐述其特异性代谢特征。例如，AD患者脑脊液中β-羟基丁酸升高提示酮体代谢异常，PD患者血浆8-羟基脱氧鸟苷（8-OHdG）水平增高反映DNA氧化损伤。

Key scientific concepts of review

1. 代谢通路异常

• 能量代谢失调：HD中乳酸/丙酮酸比值升高提示糖酵解增强，AD脑组织葡萄糖利用率下降与Aβ毒性相关
• 脂质重塑：MS患者髓鞘磷脂（如鞘氨醇-1-磷酸）水平异常直接影响神经传导
• 氨基酸代谢紊乱：ALS患者脑脊液谷氨酸浓度超过正常值3倍，引发兴奋性毒性

2. 潜在生物标志物

疾病	上调标志物	下调标志物
AD	3-羟基犬尿氨酸	二十二碳六烯酸（DHA）
PD	8-OHdG	辅酶Q10

3. 技术挑战
尽管GC-MS和LC-MS技术已鉴定出HD中>200种差异代谢物，但批次效应和数据库覆盖度不足仍是跨研究验证的主要障碍。未来需整合多组学数据（如代谢组-基因组网络）以提升标志物特异性。

4. 治疗启示
靶向代谢干预策略显示潜力：PD动物模型中补充烟酰胺核糖可使NAD⁺水平恢复40%，改善运动功能；AD临床试验显示酮酯饮食可提升脑酮体利用率达25%。