揭秘儿童脓毒症:非靶向脂质组学绘制血浆脂质 “密码图”

【字体: 时间:2025年04月27日 来源:Metabolomics 3.5

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  脓毒症严重威胁儿童健康,现有诊断和预后评估指标存在局限。研究人员开展儿童脓毒症血浆脂质组研究,发现脂质变化与疾病严重程度、炎症反应和预后相关。这为早期诊断、预后评估及治疗提供新思路。

  脓毒症,这个隐匿在儿童健康背后的 “杀手”,每年都无情地夺走约 330 万儿童的生命,在儿科重症监护病房(PICU)中,它更是头号致命因素,其中三分之一的死亡案例由难以控制的休克导致。尽管医疗技术在不断进步,抗生素治疗和感染防控策略也在持续优化,但脓毒症的早期精准识别和有效治疗依旧是医学界面临的巨大挑战。
寻找可靠的生物标志物成为了攻克脓毒症难题的关键。以往研究发现,代谢组学能为脓毒症的早期检测提供有力支持,脂质代谢在其中扮演着重要角色。不过,针对成人脓毒症的脂质研究较多,儿童脓毒症的相关研究却少之又少,而且大多聚焦于特定脂质类型,缺乏对整个脂质组的全面分析。在这样的背景下,为了深入了解儿童脓毒症的发病机制,找到更有效的诊断和治疗方法,复旦大学附属儿童医院等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究,相关成果发表在《Metabolomics》上。

研究人员采用了回顾性研究方法,从复旦大学附属儿童医院 PICU 中招募了 51 名脓毒症患儿,并选取了同期的非感染门诊儿童作为对照。研究的关键技术方法主要包括:首先是样本采集,抽取参与者 2mL 外周血,经离心后储存在 - 80°C 冰箱备用;接着采用 MTBE 法进行脂质提取;之后运用超高效液相色谱 - 轨道阱质谱(UPLC-Orbitrap)技术对血浆脂质进行分析,通过 “Lipid Search” 搜索引擎结合相关参数设置来鉴定脂质种类;最后利用多种统计分析方法,如 Student’s t 检验、非参数 Mann - Whitney U 检验等对数据进行处理。

临床特征


最终纳入分析的有 48 名脓毒症患儿和 48 名对照儿童。在脓毒症患儿中,37 名病情好转,11 名出现恶化,包括 8 例死亡和 3 例自动出院。恶化组在脓毒性休克、机械通气、弥散性血管内凝血(DIC)、呼吸衰竭和心脏功能障碍等并发症的发生率上明显更高,pSOFA 评分也显著高于好转组,且革兰氏阳性菌是最常见的病原体。

脓毒症患者血浆脂质组的改变


通过 UHPLC-MS/MS 技术检测,共获得 44 种脂质类别和 4143 种脂质物种。脓毒症组与对照组相比,多数脂质物种存在显著差异,部分脂质如溶血磷脂酸(LPA)、三己糖基二 - N - 乙酰己糖基神经酰胺(CerG3GNAc2)和三唾液酸三己糖基神经节苷脂(GT3)减少,而单唾液酸四己糖基神经酰胺(GM1)和游离脂肪酸(FA)增加。相关性分析显示,不同脂质类别的相关性在两组间存在差异。

血浆脂质组变化与疾病严重程度密切相关


PLS-DA 模型表明两组血浆脂质谱有明显区分,模型性能良好。研究鉴定出 1257 种差异脂质,其中 24 种与 pSOFA 评分显著相关,部分脂质与 pSOFA 评分呈正相关,部分呈负相关,且这些差异脂质之间也存在相关性。

宿主对感染的反应与血浆脂质组变化相关


虽然脓毒症好转组和恶化组在白细胞(WBC)、C 反应蛋白(CRP)、白细胞介素 - 6(IL-6)、降钙素原(PCT)和乳酸水平上无显著差异,但好转组 CD3+、CD4 和 CD8+T 细胞的绝对计数显著增加。进一步分析发现,11 种脂质与血小板(PLT)、WBC 等呈正相关,与 CRP 等呈负相关;4 种脂质则相反,且多种脂质与炎症标记物存在显著相关性。

脓毒症患者血浆脂质组改变与预后不良相关


脂质类别分析显示,FA 和溶血磷脂酰肌醇(LPI)水平在好转组和恶化组间存在显著差异,恶化组更高。两组共鉴定出 186 种差异脂质,其中甘油三酯(TG)占比最高。对 15 种差异脂质分析发现,部分脂质在恶化组呈上升趋势,部分在好转组上升,且这些脂质与临床参数相关。

脓毒症患者脂肪酸谱的变化


脓毒症组 FA(16:0)、FA(20:4)和 FA(22:6)水平较对照组升高,其中 FA(20:4)升高最明显。亚组分析显示,这些脂肪酸在恶化组的水平高于好转组,且 FA 与胆固醇酯(ChE)的相关性在不同脂肪酸中有所不同。

研究结论表明,儿童脓毒症患者血浆脂质谱的改变反映了疾病的严重程度、全身炎症反应和预后情况。脂质组学在预测脓毒症预后方面具有潜力,有助于深入理解脓毒症的病理生理学机制。不过,该研究也存在局限性,如样本为单时间点采集、样本量较小且为单中心研究、缺乏脂质水平的动态监测等。未来需要更大规模、多中心的纵向研究来进一步验证和拓展这些发现,深入探究脂质代谢在免疫反应和脓毒症结局中的动态作用,从而为脓毒症的个性化治疗提供更坚实的理论基础和实践指导。

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