血清代谢组学揭示肺结节病的预后代谢特征:尿酸与类固醇激素的临床价值

【字体: 时间:2025年08月03日 来源:BMC Pulmonary Medicine 2.8

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  针对肺结节病预后预测难题,上海肺科医院团队通过UPLC-MS/MS非靶向代谢组学分析29例患者血清,鉴定出209种差异代谢物,发现尿酸(UA)、睾酮硫酸盐(TS)、别孕烯醇酮硫酸盐(AS)和24,25-二羟基维生素D3与疾病进展显著相关(AUC 0.818-0.899),为个体化诊疗提供新靶点。

  

肺结节病作为一种病因未明的全身性肉芽肿疾病,其临床进程充满不确定性——约半数患者可自发缓解,而另一部分却会进展为肺纤维化甚至多器官衰竭。这种"命运分叉"现象长期困扰临床医生:当面对初诊患者时,究竟该立即启动激素治疗还是选择观察?现有指标如血清血管紧张素转换酶(SACE)和 Krebs von den Lungen-6(KL-6)预测价值有限,过度治疗与延误干预的风险始终如影随形。更棘手的是,糖皮质激素这把"双刃剑"在抑制炎症的同时,可能带来骨质疏松、代谢紊乱等副作用。

上海肺科医院呼吸与危重症医学科的研究团队独辟蹊径,将目光投向血清代谢组学这片蓝海。他们敏锐意识到,代谢物作为基因与环境相互作用的终末产物,可能隐藏着疾病进展的"密码"。通过超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)技术,团队对29例未经激素治疗的肺结节病患者和10名健康人血清进行深度扫描,并依据18个月随访结果将患者分为自愈组(11例)和进展组(18例)。

研究采用三大关键技术:1)基于Scadding分期和病理确诊的严格入组标准,排除结核等干扰因素;2)正负离子模式双通道的UPLC-MS/MS非靶向代谢组学分析;3)通过MetaboAnalyst 6.0进行通路富集和ROC曲线评估。这些方法确保从海量数据中挖掘出真正具有生物学意义的信号。

血清代谢组学分析揭示疾病特征

PCA和PLS-DA模型清晰区分患者与健康人(R2=0.998)。进展组KL-6水平显著高于自愈组(p=0.0112),这与肺泡上皮持续损伤的病理特征吻合。最引人注目的是209种差异代谢物的发现:1-硬脂酰甘油磷酸丝氨酸等10种代谢物上调,而组氨酸、25-羟基胆固醇(25HC)等199种代谢物下调。25HC的减少尤为关键,这种由活化巨噬细胞产生的氧化固醇本应抑制NLRP3炎症小体,其缺乏可能导致炎症失控。

预后相关的代谢指纹

OPLS-DA分析在两组间鉴定出25种差异代谢物,其中4种明星分子脱颖而出:

  • 尿酸(UA):进展组显著降低,与CD8+T细胞负相关,可能反映抗氧化防御耗竭

  • 睾酮硫酸盐(TS)和别孕烯醇酮硫酸盐(AS):与IL-2正相关,提示下丘脑-垂体-肾上腺轴失调

  • 24,25-二羟基维生素D3:维生素D代谢异常或与肉芽肿中1α-羟化酶过度活化有关

这四种标志物联合预测的AUC达0.975,媲美传统标志物KL-6(AUC=0.848)。多因素分析证实UA降低独立于肾功能(p=0.03),强化了其疾病特异性价值。

代谢紊乱的生物学解读

通路分析勾勒出三大失调网络:

1)氨基酸代谢:组氨酸和β-丙氨酸通路异常,可能影响免疫细胞能量供应

2)脂质重编程:胆汁酸和鞘脂代谢紊乱与动脉粥样硬化风险增加相呼应

3)免疫代谢交叉:嘌呤/嘧啶代谢与花生四烯酸通路激活,推动慢性炎症

特别是溶血磷脂酰胆碱(LysoPC)的升高具有双重意义——既通过G2A受体促进调节性T细胞功能,又刺激IFN-γ分泌,完美诠释了结节病"免疫失衡"的本质特征。

这项发表于《BMC Pulmonary Medicine》的研究开创性地构建了肺结节病代谢预后模型。其临床意义在于:

1)为"观察or治疗"的临床困境提供客观依据,避免激素滥用

2)UA等分子可能成为治疗响应的动态监测指标

3)维生素D与类固醇代谢异常为开发新型免疫调节剂指明方向

局限性如样本量较小、缺乏饮食控制等,为后续多中心研究留下空间。但毋庸置疑,这项工作将代谢组学从实验室推向了临床决策前沿,为实现肺结节病精准医疗迈出关键一步。

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