血清代谢组学结合NMR与FTIR光谱技术鉴定类风湿关节炎患者TNF抑制剂治疗响应的独特炎症特征

本研究针对类风湿关节炎(RA)患者对TNF抑制剂(TNF-i)治疗响应差异的临床难题，通过核磁共振(1H-NMR)和傅里叶变换红外(FTIR)光谱技术分析血清代谢特征。研究发现乙酸等35种代谢物水平显著改变，FTIR在1000-1200 cm-1和1600-1700 cm-1波段可区分治疗响应者与非响应者（准确率83.1%），为RA精准诊疗提供了新型生物标志物。

　　

类风湿关节炎(RA)作为全球发病率1%的自身免疫疾病，其关节破坏和治疗抵抗问题长期困扰临床。尽管TNF抑制剂(TNF-i)已广泛应用于中重度RA患者，但约40%患者治疗无效，目前缺乏可靠的预测手段。这种"试错"治疗模式不仅延误病情，还加重医疗负担。

英国利物浦大学（University of Liverpool）的研究团队在《Metabolomics》发表创新研究，首次将核磁共振(¹H-NMR)与傅里叶变换红外(FTIR)光谱技术联用，分析了30例TNF-i响应者与8例非响应者的血清样本。通过建立代谢指纹图谱，发现乙酸等短链脂肪酸的异常与RA炎症相关，FTIR光谱在蛋白质二级结构区域(1600-1700 cm^-1)的差异可预测治疗响应性，为临床决策提供了客观依据。

研究采用¹H-NMR(700 MHz)检测35种血清代谢物，结合CRS算法筛选特征峰；FTIR通过ATR模式采集400-4000 cm^-1光谱，EMSC校正后分析碳水化合物/核酸(1000-1200 cm^-1)和蛋白质构象(1600-1700 cm^-1)区域。统计采用五折双重交叉验证的PLS-DA模型，以VIP值>1筛选关键变量。

3.1 ¹H-NMR血清代谢组学分析

研究发现RA患者血清乙酸水平显著低于健康对照(FDR<0.05)，2-羟基异戊酸、乙酰乙酸等代谢物构成区分模型的关键特征（准确率83.1%）。

3.3 TNF抑制剂响应预测

FTIR在1600-1700 cm^-1(酰胺I带)实现响应者与健康人的92.3%区分准确率，但响应者与非响应者区分度有限(59.7%)。β-折叠/α-螺旋比值(1622/1651 cm^-1)在非响应组显著异常(p=0.029)，提示蛋白质构象改变可能与治疗抵抗相关。

该研究创新性地揭示了血清代谢组与TNF-i疗效的关联：①乙酸等SCFAs的降低可能通过AhR通路影响调节性B细胞功能；②FTIR检测的核酸/碳水化合物区域(1000-1200 cm^-1)变化反映了RA特有的cfDNA积累和糖基化异常；③α-螺旋/β-折叠比值的改变提示自身抗体构象变化可能影响治疗响应。尽管样本量限制了对非响应者的预测效能，但这种快速（单次检测<1小时）、低成本（无需标记）的技术路线为RA精准分型提供了新思路，未来可通过扩大队列验证标志物的临床转化价值。