《Scientific Reports》：A pilot study reveals plasma metabolomic and lipidomic signatures of mustard lung disease
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本文致力于解决芥子气肺病（MLD）因临床表现复杂且与其他肺部疾病重叠而导致的诊断难题。研究人员利用液相色谱-质谱（LC-MS）技术，对MLD患者（n=39）与对照组（n=14）的样本进行了非靶向代谢组学和脂质组学分析。研究鉴定出能够有效区分不同程度MLD与对照组的特异性代谢物和脂质分子（如16种和22种代谢物，AUC > 0.85），并揭示了氨基酸、丁酸、丙酸代谢及肉碱合成等通路广泛失调。此项研究首次报道了MLD的代谢/脂质特征谱，为理解疾病机制和开发诊断/预后生物标志物提供了新见解。
在战争或意外暴露的阴影下，硫芥（SM）这种化学武器不仅会造成即时的灼伤和呼吸道损伤，更会留下一种慢性、迁延不愈的肺部后遗症——芥子气肺病（MLD）。然而，临床医生在面对MLD患者时，常常感到束手无策。这种疾病的症状，如咳嗽、呼吸困难和肺纤维化，与慢性阻塞性肺疾病（COPD）、哮喘等常见呼吸系统疾病高度相似，如同一道复杂的谜题，使得精准诊断变得异常困难。没有一个清晰、客观的诊断“路标”，就无法为患者制定有效的治疗方案，也无法深入探究这种疾病是如何在人体内一步步演变的。问题的核心在于，我们是否能在分子层面，找到MLD独一无二的“指纹”？为了解开这个谜团，一支研究团队将目光投向了体内最活跃的分子“信使”——代谢物和脂质。他们假设，SM的暴露会在人体内引发一系列连锁的代谢“地震”，留下特定的分子印记。于是，一项开创性的探索就此展开。
研究人员主要运用了非靶向代谢组学和脂质组学分析技术。其核心技术方法是基于液相色谱-质谱（LC-MS）的平台，对来自39名MLD患者（其中20名轻度，19名中度）和14名健康对照者的血浆样本进行全面的小分子代谢物和脂质分子检测。随后，他们利用多变量（如PLS-DA）和单变量统计方法，筛选出在组间存在显著差异的分子，并通过通路富集分析揭示受扰乱的生物化学路径。
研究结果
1. 代谢组学分析揭示MLD特异性代谢物特征
通过对比MLD患者与健康对照组，研究人员发现了广泛的代谢紊乱。他们成功鉴定出两组具有高诊断潜力的代谢物组合：一组包含16种代谢物，能够有效区分轻度MLD与对照（曲线下面积AUC > 0.85）；另一组包含22种代谢物，用于区分中度MLD与对照（AUC > 0.85）。这些差异代谢物主要涉及氨基酸代谢、能量代谢等相关途径。
2. 脂质组学分析鉴定出潜在的脂质生物标志物
除了代谢物，研究还发现脂质谱在MLD患者中也发生了显著改变。与对照组相比，在轻度MLD组中识别出4种差异脂质，在中度MLD组中识别出5种差异脂质（p值 < 0.05）。这表明脂质代谢的重编程也是MLD病理过程的重要组成部分。
3. 通路富集分析阐明受扰乱的代谢路径
对筛选出的差异分子进行通路分析，结果显示MLD的代谢失调并非孤立事件，而是影响了多条关键的生物化学通路。其中包括氨基酸代谢、丁酸代谢、丙酸代谢以及肉碱合成等通路发生了广泛扰动。这些通路的改变可能与MLD患者的能量代谢失衡、氧化应激和炎症反应等病理机制密切相关。
结论与讨论
本研究首次利用LC-MS技术系统描绘了芥子气肺病（MLD）患者血浆中的代谢组与脂质组特征图谱。研究结果表明，MLD伴随着显著且特定的代谢与脂质紊乱，这些改变能够有效将患者与健康人群区分开来。所鉴定出的代谢物（如16种和22种组合）和脂质分子展现了作为MLD诊断或预后生物标志物的良好潜力。更重要的是，通路分析揭示了氨基酸、丁酸、丙酸代谢及肉碱合成等核心代谢网络的失调，这为了解SM暴露后导致肺部慢性损伤的分子机制提供了全新的线索。例如，肉碱在脂肪酸β-氧化中起关键作用，其合成紊乱可能提示细胞能量代谢障碍；而短链脂肪酸（如丁酸、丙酸）代谢异常则可能与肠道微生物失调及免疫调节功能受损有关联。这些发现将MLD的研究从临床症状层面推进到了系统性的分子病理学层面。尽管该研究属于初步（pilot study）性质，样本量有待在更大规模的前瞻性队列中验证，但其结果无疑为开发基于血液的客观诊断工具奠定了坚实基础，并为未来针对特定代谢通路开发干预策略指明了方向。论文发表于《Scientific Reports》期刊，为这一重要但研究尚不充分的领域贡献了宝贵的数据和见解。
