揭開自身免疫性疾病的面紗——如何通過代謝組學發現新的生物標誌物

轉化醫學網2019-09-12 15:33:45

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重症肌無力(Myasthenia gravis,MG)是一種慢性的、讓人逐漸疲乏無力的自體免疫疾病,臨牀上表現為隨意肌的受累。如果不加以治療,重症肌無力的症狀會加重甚至導致死亡。目前,對於重症肌無力還沒有發現較穩定的生物標誌物。因此,迫切需要一種新的診斷方法和生物標誌物來提高重症肌無力的診斷和治療。


近日,阿爾伯塔大學的研究人員發現了一種獨特的生物標誌物,可用於診斷罕見的自身免疫性重症肌無力,預測該病的病程,並可據此開發新的、個性化的治療方法。


研究人員首先將患者血液中所有細胞去除,隨後對血清中的代謝物進行了分析,發現在重症肌無力患者體內,一些代謝產物如氨基酸、維生素或抗氧化劑具有獨特的代謝模式。


重症肌無力(MG)和類風濕性關節炎(RA)重要代謝物的統計和差異


研究人員採用酸和丹酰分別對重症肌無力患者、類風濕關節炎患者、健康對照組的血清進行了標記,對收集到的實驗數據進行了單變量和多變量分析。


首先,研究者將重症肌無力患者的血清,與健康對照組進行了對比。然後對重症肌無力患者的血清與另一種自身免疫性疾病——類風濕關節炎的血清進行了對比,在確定了10000多種血清樣本中的化合物後,他們發現了重症肌無力患者才有的12種代謝物的獨特的模式。


酸標記的重症肌無力(MG)對照樣品的二維偏最小方差判別分析(PLS-DA)。A. MG和對照組的PLS-DA模型。該模型包含了所有觀察到MS峯值;可以看到明顯不同的分區,對照集中在紅色區域,MG集中在綠色區域; B. 5種代謝物解釋了89.3%的總差異,其中前3種解釋了80.6%的差異; C. PLS-DA的交叉驗證結果達到了很好的統計顯著,置換檢驗p-value


通過對這12種代謝物的分析,可以很容易地將重症肌無力患者與風濕性關節炎,或其它自身免疫性疾病患者區分開來。更重要的是,重症肌無力有輕度、中度和重度的不同疾病進展階段,如果知道了這12種代謝物在各個階段的變化模式,就可以更穩定、更有效地預測疾病的進程,並根據病情制定個體化的治療計劃。


患有重症肌無力的人羣大約佔比1/5000,其中大多數是40歲以下的女性以及60歲以上的男性。通常,這種疾病影響面部、頭部和頸部的隨意肌,也可能影響軀幹和肢體肌肉。患者會出現眼瞼下垂和複視,説話和咀嚼困難,四肢無力等症狀。嚴重時,會影響呼吸和吞嚥,導致患者死亡。


目前,由於缺乏明確的生物標誌物,有時會將重症肌無力誤診為許多其它疾病,對確診後的重症肌無力患者也都只能採用相同的治療方案。而且,也沒有其它生物標誌物能夠可靠地預測患者重症肌無力的病程或最佳治療反應。


“現在,我們有了一個獨特的代謝物指紋圖譜,可以很容易地將健康個體與重症肌無力患者區分開來,也為發現更精確、更具體的治療方法開闢了道路。”該研究主要作者Siddiqi説道。


開發疾病相應的抗體有助於診斷,但它們並不能揭示病人對特定藥物的反應,也無法顯示最為有效的藥物。通過代謝組學發現生物標誌物,進而開發針對患者情況的治療方法,可以更精確的管理病程,更準確地預測治療效果。


參考文獻:

Beyond the antibodies: serum metabolomic profiling of myasthenia gravis. Metabolomics (2019).

DOI: 10.1007/s11306-019-1571-9

 

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