婴儿虐待性头部创伤外周血代谢组学特征及其与脑损伤区域关联的多组学整合研究

本研究针对虐待性头部创伤(AHT)临床诊断困难的问题，通过LC-HRMS技术分析婴儿血清代谢组特征，鉴定出53种差异代谢物，发现5种脑源性代谢物与特定脑区损伤相关，并通过蛋白质-代谢物关联分析揭示了AHT的分子机制，为开发早期诊断标志物提供了新思路。

　　

虐待性头部创伤（Abusive Head Trauma, AHT）是婴幼儿创伤性脑损伤（TBI）中最严重的类型，作为2岁以下儿童致死致残的首要原因，其临床诊断面临巨大挑战。由于症状非特异性且缺乏可靠筛查手段，约三分之一患儿初次就诊时被误诊，延误治疗时机。传统诊断依赖颅内出血、视网膜出血等继发性损伤的影像学检查，但亟需更直接的分子证据来揭示脑损伤机制并开发早期检测方法。

瑞士日内瓦大学医院的研究团队创新性地采用多组学策略，通过分析AHT婴儿外周血清代谢组特征并结合脑区域特异性蛋白表达数据，首次系统揭示了AHT特有的分子图谱。该研究发表于《Current Research in Neurobiology》，发现5种脑源性代谢物在AHT患儿血清中显著升高，且与特定脑区损伤存在空间关联，为理解AHT病理机制提供了新视角。

研究采用液相色谱-高分辨质谱（LC-HRMS）对4例严重AHT（GCS 3-4分）和4例婴儿猝死综合征（SIDS）对照的血清样本进行非靶向代谢组学分析，通过mzCloud数据库鉴定差异代谢物。整合小鼠脑代谢图谱和人类蛋白质组数据，采用Spearman相关性分析验证代谢物-蛋白质网络。关键实验技术包括：平行反应监测（PRM）靶向验证、过表达分析（ORA）筛选神经疾病相关代谢物，以及基于Human Protein Atlas的脑区域特异性蛋白筛选。

研究结果部分：
3.1 血清代谢组与严重AHT的关联
通过14,584个代谢特征实现AHT与SIDS的显著分离，鉴定出53种差异代谢物（19种上调，34种下调）。化学分类显示脂质类占1/3，包括脂肪酸、磷酸鞘脂等亚类。

3.1.3 脑相关代谢物在AHT外周血中升高
5种脑源性代谢物（14(S)-HDHA、S1P、AA、PA、5-HIAA）在AHT组显著升高，其中鞘氨醇-1-磷酸（S1P）在脑桥（PO）和延髓（MD）区域特异性富集。相关性分析显示这些代谢物存在协同变化趋势。

3.2 脑相关代谢物与蛋白质表达关联
整合165个差异表达蛋白数据发现，38个脑特异性蛋白与代谢物显著相关。如延髓高表达的触珠蛋白（HP）和凝血因子V（F5）与所有5种代谢物相关，血清淀粉样蛋白A1（SAA1）与4种代谢物存在关联，提示脑干区域在AHT中的易损性。

讨论与结论：
该研究首次建立AHT外周血代谢特征谱，发现神经保护性代谢物（如肌酸、烟酰胺）的耗竭与能量代谢障碍相关，而脑源性脂质（如14(S)-HDHA、AA）的升高反映了血脑屏障破坏和神经炎症。特别值得注意的是，5-羟基吲哚-3-乙酸（5-HIAA）作为血清素代谢产物，其异常升高可能解释AHT患儿常见的胃肠功能障碍。

多组学整合分析显示，代谢物-蛋白网络与脑干区域高度相关，这与AHT摇晃机制导致的轴索剪切损伤病理特征相符。虽然样本量限制需进一步验证，但该研究为开发基于外周血的多模态AHT诊断模型奠定基础，并为理解创伤后神经代谢重编程提供了新证据。未来研究可扩大队列并探索这些分子标记与长期神经预后的关联。