《International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease》：Identifying Biomarkers for Chronic Obstructive Pulmonary Disease in the Salivary Metabolome
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目的：研究人员比较了不同气流阻塞严重程度的稳定期慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者与健康对照者的唾液代谢组学特征。患者与方法：在这项探索性研究中，47名COPD患者与48名年龄匹配的健康对照者提供唾液样本，采用飞行注射电喷雾质谱(FIE-MS)进行检测，光谱数据
目的：研究人员比较了不同气流阻塞严重程度的稳定期慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者与健康对照者的唾液代谢组学特征。患者与方法：在这项探索性研究中，47名COPD患者与48名年龄匹配的健康对照者提供唾液样本，采用飞行注射电喷雾质谱(FIE-MS)进行检测，光谱数据通过开源库DIMEpy包进行分析。结果：4种潜在生物标志物识别COPD存在的灵敏度为73%、特异度为72%；6种代谢物预测COPD队列中气流阻塞水平即FEV1% (P<0.001，R2>0.3，AUC>0.7)，多种多元分析方法锁定6种与COPD严重阶段相关的代谢物(P<0.001，AUC>0.7)。代谢物鉴定提示COPD患者蝶呤生物合成、脂质加工、核苷酸代谢及褪黑素发生改变。结论：这项概念验证研究表明唾液样本代谢指纹分析可行，可区分COPD患者与无COPD人群（包括吸烟者），并与以气流阻塞水平定义的COPD严重程度相关，同时为COPD病因涉及的代谢通路提供见解。
研究背景方面，慢性阻塞性肺疾病(COPD)为全球第四大死因，2021年致350万死亡。现行确诊依赖支气管扩张后用力肺活量检测，即FEV1/FVC<0.7，但存在操作耗时、老年及非高加索人群下限争议、哮喘与支气管扩张症亦可现阻塞、无法捕捉早期炎症与肺气肿改变、初级医疗可及性差等局限。既往血液、痰液、尿液生物标志物均未能可靠诊断COPD或评估气流阻塞程度。代谢组学可系统定量生物样本内源性代谢物，直接注射质谱(DIMS)高通量且免色谱。唾液占水99%，其化学组成随生理刺激与疾病变动，已用于口腔癌、肺癌等检测，但尚无研究将唾液代谢组用于COPD。该研究由Prince Philip Hospital等招募47例稳定期COPD患者（症状用药≥3月不变）与48名无症状健康对照（配偶、医院及大学职工），经威尔士伦理委员会16/WA/0036批准，旨在概念验证唾液是否可作为COPD代谢组学可行生物流体。
主要关键技术方法：研究采用横断面队列设计，样本来源于英国Prince Philip Hospital门诊稳定期COPD患者47例及年龄匹配健康对照48例，吸烟状态以呼气一氧化碳(eCO)界定。唾液经甲醇-氯仿提取后，使用Q Exactive plus质谱仪联合UHPLC系统行飞行注射电喷雾质谱(FIE-MS)非靶向分析，正负离子模式交替扫描四个m/z区间。原始mzML经DIMEpy开源包做分箱（0.125 m/z）、总离子流(TIC)归一与Pareto标度；特征筛选整合Welch t检验、ANOVA、随机森林(RF)、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)及主成分分析(PCA)，以交叉验证支持向量机(SVM)微平均AUC评估效能；注释借助DIMEdb按精确质量推定至MSI 2级。
研究结果部分，“初始判别与诊断标志物”中PCA显示组间分离，交叉验证准确率72%（灵敏度73%、特异度72%），四个判别代谢物（异黄蝶呤、3,5-二羟基癸酰辅酶A、PA(20:5-OH/8:0)、LysoPE(18:3/0:0)）微平均AUC 0.73–0.77。“FEV1%预测关联”中线性回归锁定6种唾液代谢物与FEV1%预测值显著相关（P<0.05）：腺苷单磷酸、2′-脱氧-5′-肌苷酸(dIMP)、乙酸随FEV1升高而上调；褪黑素、四氢生物蝶呤、蜜二糖随FEV1降低而升高，R2 0.308–0.432。“GOLD分期关联”中ANOVA选出5种代谢物区分GOLD 1–4期，蜜二糖与褪黑素随严重度上升，四氢皮质醇、2-十二烯醛、N-乙酰尸胺随严重度下降。
讨论部分总结：研究人员指出唾液代谢组可平行EBC（呼气冷凝液）研究区分COPD，但本组代谢物（蝶呤类、溶血磷脂、氧化磷脂酸、羟基癸酰辅酶A）未见诸既往非唾液COPD代谢组。异黄蝶呤属蝶呤代谢，关联嘌呤/叶酸与氧化应激；溶血磷脂类反映磷脂酶A与氧化炎症；THF（四氢叶酸）与褪黑素负相关FEV1契合氧化应激病理，且褪黑素药理已证减轻COPD症状。GOLD分期相关代谢物中2-十二烯醛示脂肪酸代谢改变，四氢皮质醇或系吸入类固醇代谢，N-乙酰尸胺牵扯多胺-一氧化氮通路。与Pulik等诱导痰多组学、Maniscalco等EBC-NMR、Freund等痰纳米颗粒研究相较，本研究优势在生物验证吸烟状态、允许伴发病与合并用药、自发唾液非诱导。局限含对照未行肺活量计、年龄性别未完全匹配、未记服药与采样时刻、未做外部验证。
结论部分翻译：这是一项探索性与假设生成研究，是首个已知将基于FIE-MS的非靶向代谢组学结合强力生物标志物筛选方法应用于稳定期COPD与对照者唾液的研究。其确认了利用唾液代谢谱区分疾病与健康（无症状）状态的早期可行性，并发现与气流阻塞存在及严重程度相关的新型代谢物差异。此外，这些代谢物作为COPD诊断与监测的新型无创唾液生物标志物具有生物学合理性，且通过增进对代谢通路的理解，甚至可能指明未来治疗靶点。
该文发表于《International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease》。
