基于核磁共振血清代谢组学的脓毒症及脓毒性休克诊断生物标志物研究

为解决脓毒症及脓毒性休克高死亡率难题，研究人员通过核磁共振（NMR）技术分析患者血清代谢谱，发现丙酮酸/乳酸（Pyr/Lac）和苯丙氨酸/酪氨酸（Phe/Tyr）比值可作为反映氧化应激和酶活性变化的关键生物标志物，为疾病诊断与治疗提供新靶点。

　　

脓毒症和脓毒性休克是重症监护病房中死亡率最高的疾病，尽管现代医学已取得显著进展，但其治疗仍面临巨大挑战。传统理论认为过度炎症反应是主要病因，但抗炎疗法的失败促使科学家重新审视发病机制。近年来，氧化应激被证实是推动疾病进展的核心因素，它破坏细胞代谢平衡，导致多器官功能衰竭。在这一背景下，印度桑杰·甘地医学科学研究生院（Sanjay Gandhi Postgraduate Institute of Medical Sciences, SGPGIMS）与生物医学研究中心（CBMR）的Swarnima Pandey团队开展了一项开创性研究，成果发表于《Biophysical Chemistry》。

研究人员采用核磁共振（NMR）技术中的一维¹H CPMG脉冲序列，分析了78例患者（41例脓毒性休克、21例脓毒症和16例疾病对照）的血清代谢谱。通过定量评估丙酮酸/乳酸（Pyr/Lac）和苯丙氨酸/酪氨酸（Phe/Tyr）比值，揭示了乳酸脱氢酶（LDH）活性升高与苯丙氨酸羟化酶（PAH）活性降低的关键病理特征。

结果部分

1. 代谢比值差异：脓毒性休克组的Pyr/Lac比值最低，而Phe/Tyr比值最高，两组比值与APACHE II评分分别呈负相关和正相关。
2. 诊断效能：受试者工作特征曲线（AUROC）显示，两种比值对疾病分层具有高度鉴别力。
3. 机制阐释：Pyr/Lac比值降低反映线粒体功能障碍和缺氧，Phe/Tyr升高则标志氧化应激对PAH的抑制。

结论与意义
该研究首次将代谢组学与酶活性分析结合，证实Pyr/Lac和Phe/Tyr比值可作为脓毒症动态监测的“双指标系统”。这不仅为早期诊断提供无创工具，更为靶向抗氧化治疗开辟新路径。例如，调控LDH活性可能改善组织缺氧，而保护PAH功能或可减轻氨基酸代谢紊乱。研究团队已就相关发现申请专利（202411080285），标志着转化医学的重要突破。

这项研究的创新性在于跳出了传统炎症框架，从代谢视角重新定义脓毒症病理过程。未来，基于NMR的代谢监测有望成为重症医学的常规手段，推动个性化治疗时代的到来。