文獻(xiàn)解讀：建立基于代謝組學(xué)的ICU膿毒癥患者預(yù)后預(yù)測(cè)模型

文章標(biāo)題：Identification of metabolomics-based prognostic prediction models for ICU septic patients

發(fā)表期刊：International Immunopharmacology

影響因子：5.714

作者單位：鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院

百趣生物提供服務(wù)：定性分析

膿毒癥是由細(xì)菌等病原微生物侵入機(jī)體引起的全身炎癥反應(yīng)綜合征。膿毒癥發(fā)生率高，全球每年有超過(guò)1800萬(wàn)嚴(yán)重膿毒癥病例，美國(guó)每年有75萬(wàn)例膿毒癥患者，并且這一數(shù)字還以每年1.5%～8.0%的速度上升。膿毒癥的病情兇險(xiǎn)，病死率高，全球每天約14,000人死于其并發(fā)癥。據(jù)國(guó)外流行病學(xué)調(diào)查顯示，膿毒癥的病死率已經(jīng)超過(guò)心肌梗死，成為重癥監(jiān)護(hù)病房?jī)?nèi)非心臟病人死亡的主要原因，膿毒癥的病死率仍高達(dá)30%～70%。百趣代謝組學(xué)文獻(xiàn)分享，2001年歐洲重癥學(xué)會(huì)、美國(guó)重癥學(xué)會(huì)和國(guó)際膿毒癥論壇發(fā)起“拯救膿毒癥戰(zhàn)役”（surviving sepsis campain，SSC），2002年歐美國(guó)家多個(gè)組織共同發(fā)起并簽署“巴塞羅那宣言”，并且進(jìn)一步制定基于對(duì)膿毒癥研究的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)并不斷更新膿毒癥治療指南即SSC指南，以改進(jìn)膿毒癥的治療措施，降低膿毒癥的死亡率。

鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院綜合ICU孫同文教授團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于膿毒癥的發(fā)病機(jī)制、防治策略研究，近期又有新成果，孫教授團(tuán)隊(duì)利用液相色譜/質(zhì)譜的方法，通過(guò)血漿代謝物聯(lián)合臨床因素分析了健康對(duì)照組和膿毒癥患者以及生存期和死亡膿毒癥患者血漿代謝物的變化，構(gòu)建了早期膿毒癥患者預(yù)后預(yù)測(cè)模型。

患者集和基線特征

百趣代謝組學(xué)文獻(xiàn)分享，我們從110例嚴(yán)重感染的患者樣本中選擇了100名膿毒癥患者。其中，96人被隨訪并納入研究。下圖顯示了受試者選擇的詳細(xì)流程圖。96例患者中，男性57例（59.4%），平均年齡50.23歲，±16.24歲；女性39例（40.6%），平均年齡59.38歲，±18.53歲。此外，49例（51.0%）死于28d膿毒癥，53例（55.2%）死于住院膿毒癥，54例（56.3%）死于90d膿毒癥。

多元統(tǒng)計(jì)分析

下圖顯示了對(duì)代謝組學(xué)代謝譜的OPLS-DA分析的可視化和直觀的結(jié)果。OPLS-DA評(píng)分散點(diǎn)圖顯示，正負(fù)電離模型中膿毒癥組和HC組有良好的分離趨勢(shì)。同樣，在陽(yáng)性和負(fù)離子模型中，對(duì)28d、住院和90d的生存組和死亡組進(jìn)行了分類。所有結(jié)果均顯示兩組患者在28天、住院和90天的代謝物譜發(fā)生了顯著改變。

差異代謝物的鑒定

我們使用OPLS-DA模型中的VIP得分、火山圖中的P值和倍數(shù)變化(FC)值來(lái)評(píng)估潛在的生物標(biāo)志物。獲得了膿毒癥組和健康對(duì)照（HC）組之間的59個(gè)差異代謝物。此外，在28d、住院組和90d死亡率中分別鑒定出10、4和22個(gè)差異代謝物。

對(duì)59種差異代謝產(chǎn)物的通路分析表明，丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝、�；撬岷偷团；撬岽�謝、d-精氨酸和多尼氨酸代謝、精氨酸和脯氨酸代謝明顯紊亂。代謝途徑的改變主要涉及精氨酸和脯氨酸代謝、葉酸生物合成、酪氨酸代謝和花生四烯酸代謝。

采用熱圖分析不同研究組間差異代謝物的變化趨勢(shì)。在膿毒癥組和HC組之間，以及在膿毒癥的第28天、住院組和第90天的生存組和死亡組之間，觀察到明確的界限。-百趣代謝組學(xué)文獻(xiàn)分享

基于代謝組學(xué)的ICU膿毒癥患者預(yù)后預(yù)測(cè)模型

模型1顯示，氨基乙酸、3-亞甲基-丁烯、HR、呼吸支持和壓力藥物的應(yīng)用與膿毒癥28d死亡率相關(guān)，是膿毒癥患者短期死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。模型2的AUC為0.830，這表明lymph#、ALP、SOFA和L-alpha-amino-1H-pyrrole-1-hexanoic acid聯(lián)合使用有可能預(yù)測(cè)膿毒癥患者的住院死亡率。模型3表明，多巴胺、delta-12-prostaglandin J2、HR、呼吸支持和壓力藥聯(lián)合應(yīng)用對(duì)預(yù)測(cè)膿毒癥患者90d死亡率具有重要價(jià)值，可用于預(yù)測(cè)膿毒癥的長(zhǎng)期死亡率。

本研究主要發(fā)現(xiàn)：在膿毒癥患者血漿中存在10種與28天病死率相關(guān)的代謝物；4種與院內(nèi)病死率相關(guān)的代謝物；22種與90天病死率相關(guān)的代謝物。這些差異代謝物可以為后續(xù)膿毒癥相關(guān)病理生理機(jī)制的研究提供啟發(fā)。團(tuán)隊(duì)同時(shí)建立了28天病死率、院內(nèi)病死率和90天病死率等3個(gè)模型，為膿毒癥的預(yù)后及治療提供了新的思路。

文/阿趣代謝組學(xué)