基于UPLC-MS/MS技术的糖尿病肾病患者血清代谢组学特征及潜在生物标志物研究

为解决糖尿病肾病(DKD)早期诊断和鉴别诊断难题，西南医科大学附属医院团队采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)技术，对DKD、非糖尿病肾病(NDKD)、单纯糖尿病(SDM)及健康人群血清进行非靶向代谢组学分析。研究发现DKD患者特有的吡啶代谢和精氨酸生物合成通路异常，筛选出PG(14:0)和D-麦芽糖等可区分DKD与NDKD的潜在标志物，为临床精准诊疗提供新思路。

　　

在全球糖尿病(DM)患病率激增的背景下，糖尿病肾病(DKD)已成为终末期肾衰竭的主要诱因。尽管尿白蛋白/肌酐比值(UACR)和估算肾小球滤过率(eGFR)被KDIGO指南推荐为关键生物标志物，但约30%的DKD患者并不表现蛋白尿，现有指标在预测疾病进展方面存在明显局限。更棘手的是，糖尿病与非糖尿病因素导致的慢性肾病(CKD)在治疗策略上存在差异，而肾活检作为鉴别金标准具有侵入性风险。这些临床痛点呼唤着更精准、无创的诊断工具。

西南医科大学附属医院联合绵阳市中心医院的研究团队在《Diabetology》发表了一项突破性研究。该团队采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)技术，对222例受试者（包括53例DKD、54例NDKD、59例SDM和56例健康对照）的血清样本进行非靶向代谢组学分析。通过多变量统计分析、代谢通路富集和ROC曲线评估，系统揭示了DKD特有的代谢特征。

关键技术方法包括：1）采用UPLC-MS/MS平台进行高通量代谢物检测；2）基于XCMS算法的峰匹配和KEGG/HMDB数据库注释；3）MetaboAnalyst 6.0进行代谢通路分析；4）采用CKD-EPI 2021公式计算eGFR；5）通过Spearman相关分析评估代谢物与临床指标关联性。

【血清代谢轮廓分析】
PCA和OPLS-DA模型显示各组间代谢谱显著分离（R²
Y>0.75，Q²

0.38）。质量控制样本中93.8%（ESI+模式）和91.5%（ESI-模式）代谢特征的相对标准偏差(RSD)<30%，确保数据可靠性。

【差异代谢物筛选】
与NDKD组相比，DKD组甘油磷脂代谢通路中的磷脂酰甘油PG(14:0)（FC=1.96，AUC=0.740）和淀粉蔗糖代谢通路的D-麦芽糖（FC=1.94，AUC=0.838）显著升高。这些代谢物与血糖(Glu)和UACR呈正相关（r=0.155-0.458），提示其作为鉴别诊断标志物的潜力。

【DM向DKD转化的代谢特征】
相较于SDM组，DKD组呈现多通路紊乱：
1）甘油磷脂代谢：溶血磷脂酸LPA(16:3/18:5/22:5)和磷脂酸PA(18:3)显著升高（AUC 0.793-0.847）
2）吡啶代谢：尿苷(Uridine)、胞苷(Cytidine)和胸苷(Thymidine)水平增加（AUC 0.725-0.881）
3）精氨酸生物合成：L-谷氨酰胺(L-Glutamine)和L-瓜氨酸(L-Citrulline)上升（AUC 0.767）
这些代谢物与尿素(Ur)、肌酐(Cr)、胱抑素C(CysC)等肾功能指标显著相关（P<0.001）。

【共性代谢异常】
DKD与NDKD共享甘油磷脂代谢、甘油酯代谢和色氨酸代谢通路异常。其中2-氧己二酸(2-Oxoadipate)在两组均显著积累，可能通过产生活性氧加剧肾脏氧化应激。

这项研究首次系统揭示了DKD特异的吡啶代谢和精氨酸生物合成通路异常，并鉴定出7个可预测DM向DKD转化的代谢标志物。PG(14:0)和D-麦芽糖的发现为无创鉴别DKD与NDKD提供了新工具，而LPA类物质和核苷代谢物的异常提示了糖脂代谢紊乱与肾功能损伤的分子关联。尽管需要更大样本验证，这些发现为开发DKD早期预警系统和精准治疗靶点奠定了重要基础。

研究创新性体现在：1）同时设置NDKD和SDM双疾病对照；2）发现DKD特有代谢通路；3）将代谢物变化与eGFR等临床指标动态关联。局限性包括单中心设计、未区分糖尿病类型等。未来研究可结合靶向代谢组学，深入探索这些代谢物是否直接参与DKD发病机制。