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治疗难治性炎症性肠病患者黏膜脂质组学的显著变化及其临床意义
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月21日 来源:BMC Gastroenterology 2.5
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本研究针对生物制剂治疗无效的炎症性肠病(IBD)患者,通过先进的脂质组学技术分析其黏膜脂质谱特征。研究人员比较了难治性UC患者与初治中重度UC患者、缓解期患者及健康对照的黏膜脂质差异,发现难治性UC患者存在显著的促炎性脂质(如神经酰胺Cer)和保护性脂质(如甘油磷脂PC/PE)水平变化,揭示了长期黏膜炎症的动态过程,为理解IBD难治机制提供了新视角。
炎症性肠病(IBD)是消化系统常见的慢性炎症性疾病,主要包括溃疡性结肠炎(UC)和克罗恩病(CD)。虽然生物制剂如抗肿瘤坏死因子(anti-TNF)药物的应用显著改善了IBD治疗效果,但约30%患者会出现治疗无应答现象。这种难治性状态背后的分子机制尚不清楚,成为临床治疗面临的重大挑战。近年来,脂质代谢在IBD发病中的作用日益受到关注,神经酰胺(Cer)和甘油磷脂等脂质分子被发现参与调控肠道炎症和黏膜屏障功能,但难治性IBD患者的脂质特征仍缺乏系统研究。
来自挪威北极大学等机构的研究团队Oystein K.Moe等人开展了一项开创性研究,首次全面描绘了难治性IBD患者的黏膜脂质谱特征。研究团队收集了21例难治性UC和14例难治性CD患者的黏膜活检样本,与初治中重度IBD患者、生物制剂诱导缓解的患者以及健康对照进行比较。通过先进的脂质组学分析技术,研究人员发现难治性UC患者存在独特的脂质代谢紊乱模式,相关成果发表在《BMC Gastroenterology》杂志。
研究采用的主要技术方法包括:1) 前瞻性收集来自挪威三家医疗中心的患者队列,严格定义难治性标准(包括血清药物浓度监测和排除感染因素);2) 改良Folch法提取黏膜脂质;3) 超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(UHPLC-QTOFMS)进行非靶向脂质组学分析;4) 使用BioPAN工具进行脂质代谢通路分析;5) 采用广义最小二乘法和UMAP等统计方法处理数据。
研究结果显示,在"黏膜脂质谱在溃疡性结肠炎中的变化"部分,难治性UC患者表现出显著的脂质改变:与健康对照相比,神经酰胺(Cer)、己糖基神经酰胺(HexCer)、鞘磷脂(SM)、甘油磷脂酰胆碱(PC)、甘油磷脂酰乙醇胺(PE)和甘油磷脂酰丝氨酸(PS)均发生显著变化。更值得注意的是,与初治中重度UC患者相比,难治性UC患者的促炎性脂质如Cer 42:3;O2和SM 40:0;O2显著降低,保护性脂质PC 34:1和PE 38:1也明显减少。脂质网络分析显示PC:PE比值显著降低,提示黏膜屏障功能受损。
在"克罗恩病的黏膜脂质谱"部分,研究发现难治性CD患者虽然也显示出PE、SM等脂质的变化,但程度较UC患者轻微,且与初治CD患者无显著差异。值得注意的是,所有缓解期IBD患者(包括UC和CD)的脂质谱与健康对照无显著差异,表明成功的治疗可使脂质代谢恢复正常状态。
通过"脂质通路分析",研究揭示了潜在的作用机制:在难治性UC中,PE→PS通路被激活而PE→PC→PS通路受抑制,相关基因PTDSS2和PEMT表达可能发生改变。脂肪酸代谢分析预测ELOVL3和SCD等基因的异常可能参与难治性状态的形成。
在讨论部分,作者指出这些发现具有重要临床意义:1) 首次系统描述了难治性IBD的脂质特征,填补了知识空白;2) 发现长期炎症导致脂质代谢从初期的促炎状态转变为复杂的代谢紊乱;3) PC:PE比值降低可能反映上皮细胞应激和死亡增加;4) 缓解期脂质正常化的现象提示脂质代谢状态可作为治疗效果的生物标志物。研究也存在一些局限性,如样本量限制了对CD亚组的深入分析,且未能验证预测的基因表达变化。
这项研究为理解IBD难治机制提供了新的视角,发现的脂质变化特征可能成为未来诊断和治疗的新靶点。特别是PC:PE比值和相关代谢酶可能成为预测治疗反应和开发新药的分子靶标。研究结果也支持将脂质组学纳入IBD精准医疗策略,为个体化治疗提供依据。随着进一步研究的深入,这些发现有望转化为改善难治性IBD临床管理的有效手段。
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