基于代谢组学分析探讨维持性血液透析患者自体动静脉内瘘狭窄的机制研究

目的:分析并明确维持性血液透析(Maintenance hemodialysis,MHD)自体动静脉内瘘(Autogenous arteriovenous fistula,AVF)狭窄患者血清代谢产物的差异性改变,初步探讨其与AVF狭窄发生的关系和可能机制,为寻求MHD患者AVF狭窄诊断的生物标志物及治疗的新靶点提供理论依据。方法:本研究共收集100名受试selleck HPLC者,其中AVF狭窄MHD患者35例;AVF未狭窄MHD患者32例;年龄、性别和糖尿病患病率相匹配的慢性肾脏病5期(chronic kidney disease stage of 5,CKD5)未透析患者33例。用无菌管采集所有入组患者血液样本进行离心,对AVF狭窄MHD组、AVF未狭窄MHD组及CKD5期未透析组的血清样本进行LC-MS/MS分析,通过PCA分析、PLS-DA分析、聚类热图分析、HMDB化合物分类及KEGG通路富集等方法探讨三组间差异性代谢产物及差异性epidermal biosensors代谢通路,结合ROC曲线筛选AVF狭窄MHD组潜在生物标志物,通过相关性热图分析差异性代谢产物与AVF狭窄MHD组的临床参数之间的关系。结果:1.与AVF未狭窄MHD组相比,AVF狭窄MHD组白蛋白(Albumin,ALB)、血肌寻找更多酐(Serum creatinine,Scr)、血钙(calcium,Ca)、血磷(phosphorus,P)、同型半胱氨酸(Homocysteine,HCY)、甘油三脂(Triglyceride,TG)及血红蛋白(Hemoglobin,HB)均升高(P<0.05)。2.与AVF未狭窄MHD组相比,AVF狭窄MHD组多个代谢产物浓度与种类发生改变,并且其代谢通路随之改变。这些差异性代谢产物主要参与胆碱代谢、α-亚麻酸代谢、亚油酸代谢、甘油磷脂代谢、胆汁分泌、炎症介质调节及组氨酸代谢等途径。差异性代谢化合物主要包括脂质与类脂分子、有机酸及其衍生物、有机杂环化合物及苯环型化合物。3.与CKD5期未透析组相比,AVF狭窄MHD组差异性代谢产物主要参与酪氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、精氨酸生物合成、色氨酸代谢、胆碱代谢及α-亚麻酸代谢等途径,差异性代谢化合物主要包括脂质与类脂分子、有机酸及其衍生物。4.与CKD5期未透析组相比,AVF未狭窄MHD组差异性代谢产物主要参与精氨酸和脯氨酸代谢、酪氨酸代谢、色氨酸代谢、苯丙氨酸代谢、胆碱代谢及α-亚麻酸代谢等途径,差异性代谢化合物主要包括脂质与类脂分子、有机酸及其衍生物。5.通过ROC曲线筛选出4-乙基-7,11-二甲基十二烷-1,2,6反式-O-三烯、邻苯二甲酸单辛酯、氧化磷脂酰胆碱、溶血磷脂酸、邻苯二甲酸二辛酯、3-羟基十二烷基-9-烯二酰肉碱、N-甲酰-L-天冬氨酸与5α-孕烷-20-醇-3-酮8种代谢产物为AVF狭窄MHD患者潜在生物标志物。6.AVF狭窄MHD组差异性代谢产物与临床参数相关性热图分析显示:吲哚酚类与Scr、BUN、P等临床参数成正相关,肉碱类与ALB、Scr、HB、BUN、TG、Ca、P成正相关,3,11,12-三羟基螺旋菌-1(10)-烯-2-酮与Scr、BUN、P、TG成正相关,苯乙酰谷氨酰胺与Scr、BUN成正相关,溶血磷脂与ALB、HB、总胆固醇(Total cholesterol,TC)、Ca成正相关;N,N-二甲基丁胺与ALB、Scr、Ca、P成负相关,乙二胺四乙酸与ALB、Scr、HB成负相关,胆碱类与Scr、BUN、P、TG成负相关。结论:1.AVF狭窄MHD患者、AVF未狭窄MHD患者与CKD5期未透析患者的血清代谢产物存在明显差异。AVF狭窄MHD组患者体内脂质或类脂代谢产物、有机酸及其衍生物等类代谢物有显著性差异,其代谢产物主要参与胆碱代谢、亚油酸代谢、α-亚麻酸代谢、甘油磷脂代谢、胆汁分泌、炎症介质调节及组氨酸代谢等途径。2.4-乙基-7,11-二甲基十二烷-1,2,6反式-O-三烯、邻苯二甲酸单辛酯、氧化磷脂酰胆碱、溶血磷脂酸、邻苯二甲酸二辛酯、3-羟基十二烷基-9-烯二酰肉碱、N-甲酰-L-天冬氨酸与5α-孕烷-20-醇-3-酮8种差异性代谢产物可能成为预测AVF狭窄发生的潜在生物标志物。3.AVF狭窄MHD患者体内部分差异性代谢产物与临床参数具有高度相关性。