【案例解析】大样本代谢组学研究揭示冠心病临床分型及早期诊断标志物 | 代谢组专题

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话不多说，进入今天的专题：代谢组学研究案例解析——大样本代谢组学研究揭示冠心病临床分型及早期诊断标志物。

文章信息

文章题目：冠心病的全面代谢组表征

Comprehensive Metabolomic Characterization of Coronary Artery Diseases

发表期刊：Journal of the American College of Cardiology

影响因子：19.896

发表单位：中国药科大学、南京医科大学、江苏大学附属武进医院等

研究手段：LC-MS，内部验证+外部验证

研究背景

冠心病（Coronary Artery Diseases，CAD）被称为人类健康的第一杀手，在中国其发病率和死亡率呈逐年上升并年轻化的趋势。早期干预是治疗冠心病的重要手段，而早期干预的前提是早期诊断。本研究旨在基于大样本冠心病代谢组学研究，发现生物标志物并研究扰动通路，深入理解冠心病发生发展的分子机制，最终助力临床转化，为冠心病的早期诊断及分型提供新依据。

研究方法

对来自4个独立中心2,324例疑似冠心病（均经冠脉造影金标准验证）血浆样本，按照不同临床阶段分为5组进行对比研究：冠脉正常（NCA）、冠脉硬化症（NOCA）、稳定型心绞痛（SA）、不稳定型心绞痛（UA）、心肌梗死（AMI），采用液相色谱质谱技术（LC-MS）进行非靶向代谢组鉴定并进行多元变量统计分析。

代谢组学研究分为两个阶段：第一阶段生物标志物发现，设计了12个交叉对比组深入比较不同分型的代谢扰动，寻找并鉴定生物标志物；第二阶段生物标志物验证，通过内部诊断准确率、外部多中心预测准确率的综合验证，评估生物标志物的临床诊断意义（见图1）。

图1 代谢组研究方案

研究发现

1.生物标志物的发现及鉴定

研究人员采用LC-MS技术对血浆样本进行高通量、高覆盖代谢组学数据采集，同时结合生物信息学进行数据挖掘。

从近2000个代谢物中，发现、鉴定了与冠心病发生发展表型特征密切相关的差异代谢物共89个，扰动的代谢通路主要包括磷脂（溶血磷脂酰胆碱和溶血脂酰乙醇胺）代谢降低、多不饱和游离脂肪酸升高、氨基酸代谢升高、肉碱代谢升高、胆汁酸代谢减弱等（见图2）。

图2 冠心病不同临床分型的差异代谢物及关联网络

2.生物标志物验证及临床诊断价值的评估

基于鉴定的差异代谢物，进一步筛选出12组灵敏度高、特异性强的代谢标志物组，用于临床冠心病的快速诊断及不同分型的区分诊断。这些代谢标志物组在发现阶段的AUC值为0.938至0.996（n=1,086），在验证阶段预测准确率为89.2%到96%（n=933），在3个外部中心预测准确率为85.3%到96.4%（n=305）（见图3）。

图 3 生物标记物临床诊断价值的评估

研究结论

研究基于 4 个中心、超过 2000 例血浆样本队列的高通量、高覆盖代谢组学研究，首次绘制了冠心病不同临床分型的代谢特征谱，发现并鉴定了 89 个差异代谢产物，可有效预测冠心病的疾病进程，进而为早期诊断提供新的依据。

参考文献

Fan Y, Li Y, Chen Y, Li P, Qi LW et al, Comprehensive Metabolomic Characterization of Coronary Artery Diseases. Journal of the American College of Cardiology, 2016, 68,1281-1293.

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