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睡眠障碍危害健康,却缺乏客观评估手段。研究人员通过分析唾液代谢组,对比不同睡眠质量者的唾液代谢物。结果发现多种代谢物与睡眠质量相关,并构建了预测模型。这为慢性睡眠障碍的无创诊断提供了新思路。
在快节奏的现代生活中,睡眠问题如同隐藏在暗处的 “健康杀手”,悄悄影响着人们的生活质量和身体健康。据调查,在新冠疫情期间,约 35.7% 的人存在睡眠问题。睡眠障碍不仅会让人感到疲惫、精神萎靡,还与肥胖、糖尿病、心血管疾病以及抑郁、焦虑等情绪和精神障碍密切相关。然而,目前对于睡眠障碍的诊断,主要依赖于主观的问卷调查,像匹兹堡睡眠质量指数(PSQI)虽被广泛应用,但它存在诸多缺陷,既无法准确反映日常睡眠的变化,内部一致性也达不到个体比较的推荐标准 ,在临床实践中难以客观、精准地量化慢性睡眠中断情况。因此,寻找能够客观、准确评估慢性睡眠障碍的生物标志物,成为了睡眠医学领域亟待解决的关键问题。
为了攻克这一难题,来自日本国立先进工业科学技术研究院(National Institute of Advanced Industrial Science and Technology,AIST)等机构的研究人员展开了一项极具意义的研究。他们以中年日本男性为研究对象,试图通过分析唾液代谢组,找出与慢性睡眠障碍相关的生物标志物。该研究成果发表在《Scientific Reports》杂志上,为慢性睡眠障碍的研究开辟了新的方向。
在这项研究中,研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:首先,采用毛细管电泳 - 傅里叶变换质谱(CE-FTMS)技术对唾液样本进行代谢组分析,以此来识别唾液中的各种代谢物;其次,利用随机森林分析评估代谢物与睡眠质量之间的非线性关系,并构建分类模型;最后,通过 Spearman 等级相关系数分析代谢物与睡眠质量、情绪状态之间的相关性。研究中的样本来自招募的成年日本男性,这些参与者被分为睡眠质量好(PSQI-J ≤2)和睡眠质量差(PSQI-J ≥6)两组。
下面来具体看看研究结果:
- 唾液代谢组学特征:研究人员对睡眠质量好和差的参与者的唾液进行代谢组分析,共鉴定出 683 种代谢物 。主成分分析(PCA)显示,两组的代谢组数据得分有较大重叠,但部分代谢物谱仍存在差异。进一步比较发现,睡眠质量差的参与者唾液中,甘油、5,6 - 二羟基吲哚、3,4 - 二羟基苯乙二醇(DHPG)、鲁米诺和马尿酸等 5 种代谢物水平显著降低;而 γ - 谷氨酰苏氨酸(γ - Glu - Thr)、O - 琥珀酰高丝氨酸、2 - 羟基丁酸(2HB)等 8 种代谢物水平显著升高 。通过代谢物集富集分析(MSEA)发现,睡眠质量差的组中,5 种降低的代谢物仅在酪氨酸代谢途径上存在显著差异。
- 随机森林分析:研究人员对 435 种代谢物进行随机森林分析,通过留一法交叉验证构建了一个二元分类模型。结果显示,由甘油、马尿酸、亚氨基二乙酸、磷酸肌酸、三甲胺和 3 - 苯基丙酸这 6 种代谢物组成的随机森林模型,预测准确率可达 86.6% 。
- 相关性分析:研究人员利用 Oguri - Shirakawa - Azumi 睡眠量表中年及老年版(OSA - MA)问卷评估个体睡眠质量,分析其与唾液代谢组学特征的相关性。结果发现,“晨起困倦” 与 35 种代谢物呈负相关,与 11 - 氨基十一烷酸呈正相关;“入睡和维持睡眠” 与 5 种代谢物呈正相关,与琥珀酰肉碱和 N - 乙酰天冬氨酸呈负相关 ;“频繁做梦” 与 20 种代谢物呈正相关;“感觉精神焕发” 与 8 种代谢物呈正相关;“睡眠时间” 与 2’ - 脱氧鸟苷、2’ - 脱氧胞苷和 5,6 - 二羟基吲哚呈正相关,与 19 种代谢物呈负相关。此外,研究人员还利用日本版心境状态量表第二版(POMS2)评估情绪状态,分析其与唾液代谢物的相关性,发现部分代谢物与情绪状态存在显著相关性。
在研究结论与讨论部分,研究人员通过比较睡眠质量好和差的男性参与者唾液代谢组学特征,发现了多种与慢性睡眠障碍相关的代谢物,这些代谢物可能参与了慢性睡眠障碍的病理生理过程。例如,睡眠质量差的参与者唾液中甘油水平降低,可能与脂肪分解受抑制、肝脏糖异生增强有关;马尿酸作为一种尿毒症毒素,其水平降低可能与睡眠问题和精神疾病相关 。研究还表明,唾液代谢组学特征可作为无创生物标志物,用于预测慢性睡眠和精神疾病 。然而,该研究也存在一定的局限性。研究采用的是横断面设计,无法确定睡眠质量与唾液代谢物变化之间的因果关系;研究对象仅为中年日本男性,样本的年龄、性别和种族局限性可能影响研究结果的普遍性;此外,研究未对参与者的口腔状况进行诊断,牙周炎和口腔菌群可能对代谢组谱产生影响 。尽管如此,这项研究仍然为慢性睡眠障碍的无创诊断和早期预防提供了重要的理论依据和潜在的生物标志物,为后续研究指明了方向,有望推动睡眠医学领域的进一步发展。