代谢组学|生物标志物应用于中风的早期诊断及治疗

导读

脑卒中俗称中风，是全球范围内发病率、致死率以及致残率最高的疾病之一，治疗脑卒中所消耗的人力财力巨大，给患者和家人带来多重痛苦。

目前发现80%-85%的脑卒中为缺血型脑卒中，在发病前期有一个短暂的窗口期，有效地在窗口期诊断脑卒中可对后续治疗起到事半功倍的效果。目前已发现一些药物能有效减轻缺血引起的脑损伤，但机理尚不清楚。研究清楚脑卒中发病及药物作用机理，亦可帮助更有效的治疗。

近年来的研究表明，缺血性脑卒中与缺血缺氧引发的炎症反应有密切联系，而炎症反应多与脂质代谢相关联。通过比较健康人与患者体内脂质种类及浓度的差别，进而找到关键的“生物标志物”，既可帮助脑卒中的早期快速诊断，又有助于理解致病及治疗机理。广东医科大学蔡春教授团队及华南理工大学周婷老师团队利用岛津特色质谱仪，分别以靶向和非靶向代谢组学的手段开展了脑卒中相关研究，以下是相关成果简介。

蔡春教授团队使用岛津超高效液相-三重四极杆质谱联用仪LCMS-8045比较了122名健康志愿者和197名缺血性脑卒中病人血浆中158种脂肪酸的浓度差异，通过机器学习的方法建立了模型。该模型找到了一组生物标志物（AA、DHA、13-HODE等），能准确区分脑卒中患者与健康志愿者；另一组生物标志物（11-HETE和8-iso-15-keto-PGF2α）能区分初次发病患者和复发患者。这一研究发表在化学领域一区杂志Chemical Communications中，为脑卒中的早期诊断提供了新的有力工具，且通过一组而不是一个生物标志物的检验，能大大提高预测的准确性。

蔡春教授团队文章首页

岛津超高效液相-三重四极杆质谱联用仪 LCMS-8045

正常组与患病组脂肪酸浓度水平比较

周婷老师团队利用岛津超临界流体色谱仪与离子阱-飞行时间质谱仪联用系统（SFC-IT-TOF）研究了异甜菊醇钠治疗脑卒中的作用机制。首先，利用SFC-IT-TOF分析了正常大鼠、给药大鼠和脑卒中模型大鼠脑组织中的代谢物，通过PLS-DA、OPLS-DA等统计学手段找到组间差异性的生物标志物，再利用IT-TOF对代谢物质量数的精确测定，结合公共数据库，对差异性代谢物进行定性，最终筛选出20个生物标志物，其中溶血磷脂和多不饱和脂肪酸的水平显著升高，说明了脑卒中的病理机制可能与PLA2以及炎症反应有关。

岛津超临界流体色谱仪Nexera UC系统

正常组与给药组OPLS-DA得分图

利用岛津特色质谱仪及液相前端系统，两个科研团队从不同的角度推进了我们对脑卒中的理解，让我们在战胜脑卒中的道路上更进了一步。

参考文献：

Zhang L. et al., Integration of ultra-high-pressure liquid chromatography–tandem mass spectrometry with machine learning for identifying fatty acid metabolite biomarkers of ischemic stroke, Chem Comm, doi 10.1039/d0cc02329a

Yang Y. etal., Lipidomics study of the protective effects of isosteviol sodium on stroke rats using ultra high-performance supercritical fluid chromatography coupling with ion-trap and time-of-flight tandem mass spectrometry. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 157 (2018) 145–155