代谢组学在类风湿关节炎中的研究进展.pdf

综述讲座代谢组学在类风湿关节炎中的研究进展吴泓 虎义平 王庆文【摘要】类风湿关节炎()多见于 岁女性是以慢性、侵蚀性及对称性为主要特点以滑膜炎为病理学基础以关节晨僵、肿痛、畸形和活动障碍等为主要表现的且原因不明的一种常见的系统性自身免疫性疾病 随着时代的发展 的患病率有逐渐上升的趋势(通过 年与 年版类风湿关节炎诊疗指南比对得出)目前 的发病机制仍未明确 代谢组学通过分析生物体对各种环境刺激所产生的直接反应非靶向性在大量的样本中寻找出潜在的疾病标志物最后参照疾病标志物对特定的代谢物群体进行靶向检测验证标志物对疾病的作用 通过代谢组学的方式了解 的炎症过程中所产生的代谢产物及产物的作用机理这对临床探索 的发病机制具有重要意义【关键词】类风湿关节炎 代谢组学 疾病诊断标志物中图分类号.文献标识码:./.()().:.【】().().【】一、背景代谢组学()是指生物体系因生物刺激、病理生理扰动或遗传信息改变等引起的总体、动态的代谢变化作为系统生物学最下游的“组学”是整体性研究生命体系功能变化的重要学科分支 其研究对象为复杂的生物体系种类非常多常见的生物样本包括生物体液、动物或人体组织和细胞 代谢组学又分为非靶向性代谢组学()和靶向性代谢组 基金项目:国家自然科学基金面上项目(、)广东省基础与应用基础研究基金项目()深圳市科创委重点基础研究项目()深圳市炎症与免疫性疾病重点实验室建设项目()深圳市基础研究面上项目(、)深圳市卫健委医防融合项目()作者单位:贵州遵义遵义医科大学(吴泓、王庆文)广东深圳北京大学深圳医院风湿免疫科深圳市炎症与免疫性疾病重点实验室(吴泓、虎义平、王庆文)通信作者:王庆文:.学()非靶向性代谢组学范围宽泛目的从生物样本中同时分析尽可能多的代谢物 靶向性代谢分析主要是定量特定的代谢物特点可以是关注一种或几种相关的代谢通路 常用于研究药物代谢的药代动力学衡量某种疗法或基因修饰的效果 非靶向性代谢组学的步骤是样品前处理代谢物提取检测分析仪器全扫描检测(目前检测分析常用方式分别是质谱、核磁共振等)数据预处理统计分析及差异代谢物结构鉴定而靶向性代谢分析的步骤是代谢物标准品的检测分析选择性离子监测分析方法优化和标准曲线制作样品前处理样品提取物分析通过对比样品和标准品进行数据分析定量特定的代谢物 多见于 岁女性是以慢性、侵蚀性及对称性为主要特点以滑膜炎为病理学基础以关节晨僵、肿痛、畸形和活动障碍等为主要表现的且原因不明的一种常见的系统性自身免疫性疾病因其独特的疾病特征如未尽早干预可导致患者的终身齐齐哈尔医学院学报 年第 卷第 期 .残疾这对社会及家庭有着巨大的影响 流行病学调查显示从城市到农村的患病率是明显下降的 有.的世界患病率而在中国的患病率为.其中女性的患病率明显高于男性 根据 年在中华内科杂志中所发表的关于类风湿关节炎的治疗指南中表示 的早期诊断对治疗和预后均影响重大而目前诊断 主要是根据 年 发布的 分类标准与 年/发布的 分类标准做出诊断 但上述两种分类标准仅是对于已出现 相关症状及相关指标阳性并达到所满足条件的患者才可诊断不利于对尚未出现症状或者未满足条件的 患者的早期诊断而且目前 发病机制未明对于某些特殊类型或亚型的 比如 相关肺间质性病变()的发病机制未明且暂无确切的诊断标志物 了解 的发病过程中所产生的代谢产物及产物的作用机理这对研究 疾病的发生、发展以及找出疾病诊断的标志物具有非凡的意义采用代谢组学的方式寻找 相关标志物及探究致病机制具有高灵敏性、易操作性及全面性的优点可以利用现代化学仪器的分析技术例如核磁共振波谱()或质谱()的方式去检测任意一个生物或细胞内所有的代谢物得到其特有的代谢产物图谱变化情况所有的代谢物经多变量综合分析法进行分析得到整体的生物学功能情况该方式使得研究更具可靠性及预见性 这为我们更进一步且是以一种更加便捷、直观的方式去深入了解 及其发病机制提供了新的思路 本文就 通过代谢组学方式进行研究的进展进行综述二、氨基酸代谢与 氨基酸是含有碱性氨基和酸性羧基的有机化合物是构成机体营养所需蛋白质的基本物质也是一种主要的能量来源特别是在葡萄糖可利用性有限的条件下大多数氨基酸可作为糖异生的底物 滑膜的炎症反应可以影响氨基酸代谢及其衍生物的表达 等利用气相色谱质谱法()分别对骨关节炎患者及 患者的滑膜组织进行检测结果显示骨关节炎患者及 患者的均有出现氨基酸代谢紊乱及其衍生物表达的异常其中 的紊乱及异常情况较骨关节炎更甚研究分析提出支链氨基酸的代谢紊乱在 中起到重要作用并指出代谢途径及其相关衍生物的异常可能使关节持续处于炎症以及滑膜不断增生之中最终致使关节破坏甚至残疾该研究还发现 处于活动期时所需能量其中有部分是由氨基酸代谢产生的能量所提供 等对 例 患者及 名正常人的血浆使用 的检测方式进行检测经综合分析得出 种具有显著差异的生物代谢标志物分别为 半胱氨酸、柠檬酸和 谷氨酰胺研究发现以上 种氨基酸含量增加时可以缩短炎症的病程该结论还需进一步研究证实在该研究中通过研究代谢途径发现 患者的牛磺酸生物合成途径较正常人的丰富但牛磺酸含量却低于正常 在 等研究中同样得出牛磺酸在 患者中的含量是降低的 牛磺酸是一种人体非必需的具有镇静、消炎以及抗氧化等作用的由含硫氨基酸转化而来的内源性氨基酸 根据 等及 等研究结果患者牛磺酸含量降低但牛磺酸生物合成途径相较于正常人的生物合成途径增多由此分析可能是炎症活动的过程需要消耗牛磺酸提供充足的能量也可能 的炎症机制与牛磺酸存在一定作用关系这尚且需要进行进一步研究验证 等进行代谢组学研究 采用液相色谱质谱法()的检测方式研究发现在 患者的血清中丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、脯氨酸及鸟氨酸的含量是少于正常人的而谷氨酰胺、缬氨酸及赖氨酸多于正常人 甘氨酸由内源性的抗氧化剂组成即谷胱甘肽抗氧化的作用是本体所自带的通过研究发现甘氨酸还具有细胞的保护作用即抗应激性以及抗炎的作用脯氨酸具有调节免疫及抗炎的作用而精氨酸可由脯氨酸作为含氮底物进行合成产生又可由天冬氨酸经尿素循环产生鸟氨酸是由精氨酸经柠檬酸循环分解得出因此就上述结论推断这些氨基酸的减少可能促进炎症发展 等对 患者的血液及尿液采用核磁共振的方式进行代谢组学研究研究结果为:谷氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸和缬氨酸与 水平成正比而半胱氨酸、胱硫氨酸、蛋氨酸与 水平成反比由此可见谷氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸和缬氨酸可能是 致病因子当机体处于炎症急性活动期时血浆中的 出现升高且 患者的滑膜组织中可产生 根据研究结果分析谷氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸和缬氨酸可以促进炎症的发生而半胱氨酸、胱硫氨酸、蛋氨酸可以抑制炎症 综上研究我们可以看出氨基酸在 的发病机制中具有重要意义三、脂质代谢与 脂质代谢是机体脂肪消化吸收、合成与分解的过程此过程是通过各种酶的作用下进行的也是体内重要且复杂的生化反应 据报道 患者冠状动脉粥样硬化症的发生率比正常人高约 倍 研究齐齐哈尔医学院学报 年第 卷第 期 .表明脂质代谢与炎症存在相关联系除高密度脂蛋白胆固醇与超敏 值呈负相关外血脂成分中甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇、极低密度脂蛋白胆固醇均与超敏 值呈正相关 有研究表明中性粒细胞的炎症反应过程即激活、黏附、扩散和迁移可以被载脂蛋白()和高密度脂蛋白所抑制并且这一抗炎作用与脂筏数量密切相关脂筏是一种位于细胞质膜上微结构域其中含有大量的鞘磷脂及胆固醇抗炎作用在人体内也得以证实载脂蛋白 是高密度脂蛋白的主要组成蛋白研究指出载脂蛋白 具有抑制激活以及减少已激活的中性粒细胞并通过抑制中性粒细胞继而抑制其炎性反应及调节自身免疫起到防止自身免疫性疾病发生的作用 等研究采用 的方式得出 患者的胆固醇水平高于健康对照组胆固醇的积累可以促进炎症反应、炎症小体激活、单核细胞和中性粒细胞的产生该研究还发现 患者血清癸酸水平较健康对照组显著降低癸酸是椰子油的重要组成成分是一种中链脂肪酸以中链甘油三酯的形式存在于动物体内具有免疫调节作用及抗菌活性如它促进大鼠 的分泌和 的表达以降低趋化因子及细胞因子水平可以对抗与食物相关革兰氏阴性菌感染因此癸酸能否作为 的特异性标志物还有待进一步验证 等发现特级初榨橄榄油中的多酚可以显著降低关节内促炎细胞因子和前列腺素 水平而这些因子的表达与关节炎疼痛的产生相关花生四烯酸()是很多生物活性分子的重要前体其中包括前列腺素 它可以促进炎症 等通过让 患者摄入蓝贻贝作为分组条件蓝贻贝中含有丰富的(鱼油中的成分之一二十二碳六烯酸)和(鱼油中的成分之一二十碳五烯酸)基于代谢组学核磁共振的检测方式探索摄入蓝贻贝对 患者的影响研究发现摄入 和 可以减低红细胞中的花生四烯酸从而减少关节压痛及关节肿胀数目还可以降低患者 指标 等的研究中也发现脂质代谢与 存在有密切联系在该项研究中采用 的检测方式对骨关节炎及 患者的滑膜组织进行分析及检测发现 患者的脂肪酸(山毛酸、棕榈油酸、亚油酸、花生酸、十八醇、肉豆蔻酸、硬脂酸、棕榈酸、油酸及月桂酸)含量是多于骨关节炎患者的并且在 患者的成纤维样滑膜细胞中有较高水平的亚油酸这可能不仅与通过脂肪分解增加所需能量的供应有关而且还与 的炎症反应有关 等研究表明脂肪酸(棕榈酸酯、油酸、反式十八碳烯酸、顺二十碳三烯酸、二十二碳六烯酸、酮异戊酸和 甲基氧戊酸)可能是关节炎炎症的标志 结合上述结论可为我们探究 的发病机制提供一些相关的信息但具体的通路及详细的过程有待更深入性的研究四、糖代谢与 葡萄糖在生物学的领域中占据着重要地位它是生物的主要能源物质 近年来有研究发现 与糖代谢的紊乱有关 等通过对 患者的滑膜组织进行研究发现成纤维样滑膜细胞的糖酵解的作用增强激活的巨噬细胞对糖酵解存在依赖因此在阻断糖酵解的作用后很可能起到抑制炎症的作用 等经 检测 患者与健康对照组的血清发现 患者葡萄糖较健康对照组略有减少但这一结果无统计学意义在研究糖代谢时发现 患者的丙酮酸水平显著增加这说明糖酵解活性是增强的并发现三羧酸循环中第一中间体柠檬酸也显著增加这表明糖酵解及三羧酸循环同步增快可加快能量产生这证实炎症可诱导能量动员和能量消耗基于这些与能量代谢相关的代谢产物紊乱推测出 所致全身炎症可加速能量的产生与消耗 等研究使用核磁共振波谱的分析方式检测新发 患者的血清及尿液得出 与血糖、乳酸呈正相关 与丙酮酸呈负相关该研究表明血清中的能量代谢紊乱为 患者 升高的关键特征之一 以上研究表明 的发生、发展需要消耗大量的能量且能量主要由无氧环境下的糖酵解所提供这为我们提供一个 的治疗思路即破坏其炎症的无氧条件并阻断糖酵解以达到抑制 发生、发展的目的五、维生素与 维生素必须由食物中获取而来且是机体为维持正常的生理功能所必需的一类微量有机物质对机体有重要的作用主要体现在机体生长、发育及代谢当中相关研究显示维生素、维生素、维生素 与 的发病、活动程度等存在一定关系、维生素 在机体中的表达量对免疫系统的发育存在一定的影响这种影响主要出现在胎儿时期通常是因维生素 缺乏或减少所致 经对新生儿及成年人的血样进行研究发现新生儿时期维生素 浓度与成年早期 发生无关 等研究显示缺乏维生素 受体时炎症及关节炎的严重程度会加剧并且维生素 摄入低会增加 的易感性 等对早期的 患者进行研究发现血清中 羟维生素 水平降低会增加疾病的活动度及严重程度 早期的 患者每周补充维生素 可缓解疼痛 患者使用维生素 后 疼痛评分较治齐齐哈尔医学院学报 年第 卷第 期 .疗前下降但经统计学计算后并无显著差异患者使用维生素 补充剂进行治疗后 评分较治疗前下降但这一现象在统计学上差异并不显著综上所述我们从氨基酸代谢、脂代谢、糖代谢及维生素四个方面分别对 进行论述我们可以看出 的炎症过程与各类代谢均有着重要联系单一的某种代谢物都无法有效且准确的诊断出 或对 进行疾病整体的评估而以联合的生物标志物的形式去诊断 的准确性及有效性较之单一的生物标志物更具优势 我们希望有更多的且更具代表性的代谢组学相关研究去不断为 的早期诊断及评价研究、指导治疗带来新思路和新应用从而对 患者进行早期干预以期这一疾病得到更有效地治疗甚至治愈的可能参 考 文 献 .:.():.任向楠梁琼麟.基于质谱分析的代谢组学研究进展.分析测试学报():.().:./.?.():.:.:.:.():.:.:.:.中国类风湿关节炎诊疗指南.中华内科杂志():.曾小峰朱松林谭爱春等.我国类风湿关节炎疾病负担和生存质量研究的系统评价.中国循证医学杂志():./.:.:.:.:.:.():.:.:.:.:.():.():./.():.:.:.:.().:.:.胡艳丽李瑞雪井丽巍.牛磺酸的研究进展.黑龙江医药():.:.():.:.().:.齐齐哈尔医学院学报 年第 卷第 期 .:.():.:.:.:.():.:.:.():.(收稿日期:)病理性近视后葡萄肿研究进展王云仪 方严【摘要】后葡萄肿是病理性近视的重要并发症之一是区域曲率半径小于相邻眼壁向外凸起的部分与多重病因相关可导致视网膜和视神经的机械性损伤其脉络膜厚度和巩膜厚度明显降低常伴有近视性脉络膜新生血管等 因检查手段不同呈现出不同的形态特征进而分为多型 现今临床上常使用后巩膜加固术和巩膜胶原交联术治疗后葡萄肿【关键词】后葡萄肿 病理性近视 眼底病变 发病机制 综述中图分类号.文献标识码:./.:.【】().【】近视已逐渐发展为全球公共卫生问题随着近视的不断发展眼轴的机械性拉伸可导致脉络膜和视网膜色素上皮层变薄最终引发多种视网膜退行性 改 变 即 从 高 度 近 视 转 变 为 病 理 性 近 视()其中包括黄斑出血、后葡萄肿()、黄斑部漆样裂纹、脉络膜新生血管()等 病理性近视多见于高度近视眼但其并发症 也可发生在非高度近视眼 是眼底区域曲率半径小于相邻眼壁曲率半径向外凸起的部分是眼轴过度拉伸导致的眼底形态学改变可导致视网膜和视神经的机械性损伤 年技术娴熟的解剖 基金项目:安徽省卫生健康科研项目()作者单位:安徽淮南安徽理工大学第一附属医院 通信作者:方严:.学家安东尼奥斯卡帕首次描述了 他在一份眼睛标本中观察发现每只眼睛的后部都有明显的向外凸起 是病理性近视的重要并发症之一与其他多种并发症存在密切联系对于 发病病因及临床表现的研究可以帮助临床医生及时诊断治疗也可以及时预测其他并发症的发生并及早干预 对其发病机制的研究可以让人们更好地了解病理性近视在组织病理学上的发病机制现如今光学相干断层扫描()、广域成像、三维磁共振成像()等技术的发展对于 形态的观察越发完善其分类也因观察方法不同而各有特点各种分类之间互相联系但各个分类之间没有统一的标准这仍需研究者对各类的特点进行统一观察归纳 也应与简单巩膜后凸及继发性 相鉴别 如今各种手术材料齐齐哈尔医学院学报 年第 卷第 期 .