《Molecular Nutrition & Food Research》：Urine Metabolism Biomarkers Predict Preterm Infant Adiposity at Hospital Discharge
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本研究发现，新生儿（特别是早产儿）出生后第一周的尿液代谢物模式（包括酰基肉碱和氨基酸）存在差异，并且这些差异与妊娠期糖尿病（DM）和出生后脂肪量（如中上臂围MUAC、皮褶厚度SFT）的发展相关，为利用无创尿液生物标志物评估和预测高危婴儿早期代谢和体成分变化提供了新见解。
引言：探索新生儿代谢的窗口
新生儿，特别是早产儿，出生早期的代谢环境对其长期健康轨迹具有深远影响。围产期暴露，如母亲妊娠期糖尿病（DM）和早产，与新生儿血液代谢模式的改变相关，并可能预测如支气管肺发育不良或生长迟缓等早产相关疾病。尿液作为一种非侵入性、易于获取的生物体液，为新生儿期代谢状态的评估提供了便利的窗口，可能更容易将识别出的生物标志物整合到临床决策中。然而，在早产儿中，尿液代谢物与孕期宫内环境及婴儿出生后生长的关系在很大程度上尚未被探索。本研究旨在比较足月儿与早产儿之间，以及母亲患有或未患有妊娠期DM的婴儿之间的尿液代谢物模式，并探究这些差异如何与新生儿住院期间的脂肪量发展相关。
研究方法：前瞻性队列与多组学分析
本研究数据来自美国康涅狄格州纽黑文市耶鲁纽黑文医院收治的足月儿和中晚期早产儿的前瞻性队列。婴儿前瞻性入组时间为2020年8月至2022年7月。早产儿胎龄在300/7周至366/7周之间，足月儿胎龄≥370/7周。在出生住院期间，由训练有素的研究护士和协调员完成床旁人体测量学评估，包括使用长度板测量身长、纸带测量中上臂围（MUAC）以及使用Lange皮褶卡钳测量肱三头肌和肩胛下皮褶厚度（SFT）。
在出生后第一周，通过将吸收性海绵放入尿布中收集婴儿尿液样本。使用基于质谱的靶向代谢组学检测试剂盒（AbsoluteIDQ p180）评估每个婴儿尿液样本中188种代谢物的浓度。最终，109种代谢物被纳入后续的（1）因子分析以识别相关的代谢物组，和（2）单个代谢物分析。
统计分析方法包括：通过因子分析识别代谢物分组；通过学生t检验比较不同组间（DM vs. 非DM， 早产 vs. 足月）单个代谢物的倍数变化，并用火山图展示；通过分位数回归评估代谢物因子得分与脂肪量结果（如MUAC、SFT、估计体脂百分比）之间的关联。
研究结果：代谢物差异与脂肪量的关联
在最终分析的91名婴儿中，25名（27%）婴儿的母亲患有妊娠期DM，68名（75%）为早产儿，平均胎龄为34.4周。与足月组相比，早产组的住院时间更长，出生体重z评分和出院时的MUAC更小。
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单个代谢物的差异表达：与足月组相比，早产婴儿的尿液酰基肉碱（C0、C2、C3、C4、C5、C5-OH、C6、C8）、多种氨基酸（丙氨酸、甘氨酸、赖氨酸、鸟氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸）、肌肽和己糖浓度显著升高。而在DM组中，尿液C2、C3和鸟氨酸的浓度则低于非DM组。这些发现通过火山图直观呈现。通路分析显示，在氨基酸合成、摄取和转运、蛋白质代谢、脂质代谢以及瓜氨酸代谢超级通路等方面，不同胎龄和DM组间存在有意义的差异。
此外，在75名同时拥有血液和尿液代谢物数据的婴儿中，血液和尿液中的组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸和己糖浓度在出生后第一周呈中等程度相关。
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因子分析与脂肪量的关联：探索性因子分析识别出四个代谢物因子。其中，因子4（包含己糖、溶血磷脂酰胆碱lysoPC a C16:0、肌肽、非对称二甲基精氨酸、精胺及甘氨酸、鸟氨酸、赖氨酸、精氨酸等氨基酸）的得分在早产组中显著高于足月组。
关键发现：在早产且暴露于DM的婴儿组中，因子4得分与接近出院时的中臂围[估计斜率β=1.59]、肱三头肌SFT[β=1.67]、肩胛下SFT[β=1.21]和估计体脂百分比[β=3.16]呈正相关。这意味着，该组婴儿尿液中含有特定氨基酸和酰基肉碱模式的因子4得分越高，其皮下脂肪和总体脂肪量也倾向于更高。而在足月或非DM暴露的早产儿中，未观察到这种一致的正向关联。
讨论与展望：从生物标志物到临床应用的潜力
本研究首次将早产儿非侵入性尿液标志物的改变与新生儿期脂肪量的评估直接联系起来。研究发现，尿液代谢物模式因出生胎龄和母亲妊娠期DM状态而异，其中某些代谢物组合（因子4）与早产DM暴露婴儿的较高脂肪量测量值相关。这些独特的尿液代谢特征可能反映了该群体在能量和营养素利用方式上的差异，是早期代谢变化的潜在标志。
机制探讨：尿液中酰基肉碱和支链氨基酸的升高可能反映了潜在的线粒体功能紊乱和营养素处理改变。在成人中，这些代谢物的升高与胰岛素抵抗和心血管风险增加有关。本研究发现尿液和血清中的酰基肉碱及多种氨基酸浓度存在显著相关性，这支持了尿液作为血液代谢状态反映的可行性。此外，尿液中精胺及其前体鸟氨酸的浓度变化，可能与母乳摄入有关，因为精胺是母乳中的重要成分，参与调节生长和胃肠道成熟。
临床意义与局限性：本研究结果表明，尿液代谢物谱分析有潜力成为一种实用的、非侵入性的工具，用于新生儿营养护理中的生物标志物风险分层。通过进一步验证，尿液代谢物模式可以补充现有的生长和临床评估，以识别存在生长改变和代谢健康风险的婴儿。然而，本研究也存在局限性，包括缺乏妊娠期糖尿病控制情况的详细数据、详细的婴儿营养暴露信息、纵向随访数据，以及所使用的靶向代谢组学方法限制了可检测代谢物的范围。
结论：总而言之，本队列研究发现，尿液氨基酸和酰基肉碱浓度因妊娠期糖尿病和胎龄而异，并且特定的尿液代谢物模式与暴露于妊娠期糖尿病的早产儿出生后脂肪量的发展存在差异性关联。这些独特的尿液代谢特征可能反映了发育中婴儿的早期代谢变化，包括脂肪酸氧化和氨基酸代谢的改变，并可能促进该群体婴儿后续不良体重增加和代谢健康风险。这些结果凸显了尿液代谢物谱分析不仅作为一种研究工具，而且作为一种临床适用的、非侵入性方法，用于监测存在代谢健康紊乱风险的婴儿的巨大潜力。
