代谢组学在自身免疫性疾病中的应用概况

代谢组学在自身免疫性疾病中的应用概况

段聪夏玉凤(通讯作者)

（中国药科大学中药分析教研室江苏南京210009）

【摘要】代谢组学是最近几年发展起来的学科，通过对生物样品的代谢谱图分析，揭示机体的生理状态，探讨疾病致病机制和发展进程。本文主要是对自身免疫性疾病代谢组学研究的文献综述，并对其发展作一个展望。

【关键词】代谢组学；自身免疫性疾病；生物标记物

【中图分类号】R446【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2017）13-0006-01

自身免疫性疾病（autoimmunedisease，AD）是指是由于机体正常的免疫耐受功能受损，而导致自身组织损害。AD主要分为器官特异性自身免疫病和系统性自身免疫病，前者指组织器官的病理损伤和功能障碍仅发生在某一特定的器官包括慢性溃疡性结肠炎、胰岛素依赖型糖尿病、重症肌无力等疾病；后者是指抗原抗体复合物广泛沉积于血管壁等原因导致多种器官和组织损伤，表现出全身性或系统性，主要包括等类风湿性关节炎（RA）、系统性红斑狼疮（SLE）、硬皮病、自身免疫性溶血性贫血和干燥综合征等疾病。

1.代谢组学的概念

代谢组学的概念来自于代谢组，代谢组是指某一生物或细胞在特定生理时期内分子量小于1000的代谢产物，代谢组学则是对某一生物或细胞在特定生理时期内分子量小于1000的代谢产物同时进行定性和定量分析的一门新学科。目前代谢组学已被广泛应用于疾病诊断（阐明疾病发病机制）、探讨药物治疗的药理机制进一步寻找新药作用靶点等方面。

2.代谢组学在自身免疫疾病中的应用

2.1代谢组学在类风湿性关节炎中的应用

类风湿性关节炎（rheumatoidarthritis，RA）是一种以关节病变为主的慢性全身自身免疫性疾病，主要临床表现为关节滑膜炎，导致关节的软骨，韧带等组织及其多脏器损害。

Zhou[1]等收集类风湿性关节炎患者和正常人的血液样品，采用GC-MS进行血浆代谢产物分析，共鉴定出35种差异代谢产物，主要涉及到糖酵解途径，脂肪酸和氨基酸的代谢，三羧酸循环和尿素循环等。Fu[2]等建立牛肝GUS水解样品制备方法，采用LC-MS技术分析尿液氧化脂质轮廓，鉴定超过70种氧化脂质。RA患者的尿液氧化脂质轮廓表明RA的复杂性与氧化应激和炎症密切相关，与临床测量指标也密切相关，这为类风湿性关节炎的诊断提供了更多参考。

类风湿关节炎治疗药物主要有非甾体类抗炎药（NSAIDs）、慢作用抗风湿类药（SAARD）、糖皮质激素、生物制剂及中药和中药制剂等几大类。近年来，中药抗RA的作用已成为研究热点，大量的实验表明中药的主要成分苷类、黄酮生物碱等都具有抗炎镇痛、调节免疫功能的作用。黄连解毒汤是清热解毒类的代表方剂，章华伟等[3]通过LC–Q-TOF-MS技术，共找到37个生物标记物。结果表明黄连解毒汤能够完全逆转柠檬酸，琥珀酸，泛酸，尿苷，脯氨酸，苯丙氨酸等6个潜在标志物，这说明黄连解毒汤抗CIA主要是通过调控能量代谢，苯丙氨酸代谢和氧化损伤方面。

2.2代谢组学在系统性红斑狼疮的应用

系统性红斑狼疮（systemiclupuserythematosus，SLE）是自身抗原抗体生成为特点，并伴随着全身多器官损伤，严重威胁到病人健康的疾病。复杂的病理过程和临床表现，给SLE的临床诊断带来困难，而结合模式识别方法构建SLE血清、尿液代谢物分析模型，能从整体、代谢物水平上探讨SLE的发病机制和治疗靶点。

XOuyang等[4]采用1H-NMR技术，分析SLE患者和健康志愿者的血清样品，找到27种差异代谢产物，包括柠檬酸、缬氨酸、极低密度和极高密度脂蛋白、甲酸等，说明SLE可能导致能量代谢，氨基酸，脂质、嘌呤核苷酸代谢紊乱。Wu等[5]通过LC/MS和GC/MS平台分析血清样品，发现SLE抑制糖酵解、TCA循环、脂肪β氧化、氨基酸代谢，导致能量生成的减少。血清中脂质过氧化产物丙二醛、白三烯B4等含量的升高，表明SLE导致的氧化损伤，并伴随着炎症和脂质代谢轮廓改变。胡金波等[6][7]基于HPLC-Q-TOF/MS进行了SLE小鼠的代谢组学分析，尿液样品分析结果表明解毒祛瘀滋阴方对失衡的氨基酸代谢通路多方调节；血清代谢物结果表明解毒祛瘀滋阴方主要通过调节非饱和脂肪酸、色氨酸和磷脂的代谢来治疗SLE。陈娟等[8]对青蒿－鳖甲药治疗SLE机制进行探讨，发现药物治疗组能够改善脂质代谢紊乱，且改善SLE小鼠的炎症反应，表明药物治疗SLE的主要机制是调节脂质代谢和炎症反应。

代谢组学与基因组学、转录组学和蛋白质组学相互补充，能提供更海量的体内代谢信息，且代谢产物是基因表达的终产物能更好的反应机体的状态。代谢组学研究的不断发展使其成功的应用于疾病发病药理机制的研究，疾病的诊断及药物治疗，在生命科学领域占重要地位。

【参考文献】

[1]ZhouJ,ChenJ,HuC,etal.Explorationoftheserummetabolitesignatureinpatientswithrheumatoidarthritisusinggaschromatography-massspectrometry.[J].JournalofPharmaceutical&BiomedicalAnalysis,2016,127:60-67.

[2]FuJ,SchoemanJC,HarmsAC,etal.MetabolomicsprofilingofthefreeandtotaloxidisedlipidsinurinebyLC-MS/MS:applicationinpatientswithrheumatoidarthritis[J].AnalyticalandBioanalyticalChemistry,2016,408(23):1-13.

[3]章华伟.黄连解毒汤治疗类风湿性关节炎的代谢组学研究[D].福建中医药大学，2013.

[4]OuyangX,DaiY,WenJL,etal.HNMR-basedmetabolomicstudyofmetabolicprofilingforsystemiclupuserythematosus.[J].Lupus,2011,20(13):1411-20.

[5]WuT,XieC,HanJ,etal.Metabolicdisturbancesassociatedwithsystemiclupuserythematosus.[J].PlosOne,2012,7(6):e37210-e37210.

[6]胡金波，谷恒存，丁志山，等.解毒祛瘀滋阴方治疗系统性红斑狼疮小鼠的代谢组学研究[J].中华中医药杂志，2014(1):60-65.

[7]胡金波，谷恒存，丁志山，等.基于HPLC-Q-TOF/MS的代谢组学方法用于解毒祛瘀滋阴方对系统性红斑狼疮干预作用的研究[J].中国中药杂志，2013，38(21):3747-3752.

[8]陈娟，邓军，周佳，等.青蒿-鳖甲药对配伍治疗系统性红斑狼疮小鼠的代谢组学研究[J].中国药理学通报，2016，32(5):727-732.