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Biological Psychiatry | 脂质代谢失调和临床结果的顺序研究-精神病的前瞻性研究

发布时间: 2021-06-09 14:57 来源:武汉迈特维尔生物科技有限公司


一、摘要

在临床上患有精神病高风险(CHR)的个体的管理中,难以预测其未来的临床结局是其目前的一个关键的临床挑战。我们对263名CHR个体和51名健康对照受试者进行了血清脂质组学分析并进行了随访,与对照受试者相比,CHR 受试者具有更高水平的三酰甘油,具有低酰基碳数和双键个数,以及总体上更高的脂质水平。使用AUC=0.81的模型,根据基线时的血脂水平,将随后出现精神病的CHR受试者(n=50)与未出现精神病受试者(n=213)进行区分。与没有精神病的CHR个体相比,患有精神病的CHR受试者的醚磷脂水平较低(P<0.01)。总的来说,这些数据表明脂质组异常早于精神病发作,而血液脂质组学可能有助于预测哪些CHR患者最有可能发展为精神病。


二、研究背景

目前管理具有临床精神病高风险(CHR)的个体的一个关键临床挑战是难以预测他们的临床结果。最近的研究表明,代谢合并症如体重增加、胰岛素抵抗、糖代谢改变和血脂异常在精神病患者中很常见;虽然这些可能是不健康的生活方式和抗精神病药物治疗的结果。但是脂质在内的特定代谢物物的浓度变化对影响精神病风险的几个因素是敏感且具有特异性,包括遗传变异、环境暴露、神经发育、年龄。因此,代谢组学已成为表征宿主-环境相互作用和复杂表型(精神病)的有力工具。


三、研究结果

1、CHR组脂质特征

使用UHPLC-MS对来自CHR个体(n=263)和HC受试者(n=51)的基线血清样品进行脂质组学分析,总共鉴定173 种脂质;主要是胆固醇酯(CEs),神经酰胺(Cers),溶血磷脂酰胆碱(LPCs),溶血磷脂酰乙醇胺(LPEs),磷脂酰胆碱(PCs),磷脂酰乙醇胺(PEs),磷脂酰肌醇(PIs),和三酰甘油 (TGs)。由于同一结构类别内脂质之间的高度共调,我们使用基于模型的聚类分析了脂质组学数据,生成了12个脂质簇(LC)(表1)。在基线时,CHR组中LC1、2、4、9、10和11的水平显着高于HC组。LC2、9、10和11包含TG,而LC1包含CE、Cer、PC和PI的混合物,LC4包含PC和一些SM(图1)。

图1

结合LC数据和临床变量,建立了一个逻辑回归模型(LR),该模型在基线时区分CHR和HC,AUC=0.76。根据平均模型系数,LC4和LC5对CHR和HC组的分离影响最大,而诸如种族、BMI、研究地点、抗精神病药物和年龄等人口统计变量的影响相对较小。性别是唯一对回归模型产生积极影响的人口统计因素(图 1)。

在单个脂质水平上,与LC水平的发现一致,通过显着性阈值检验的脂质在CHR组中高于HC 组,其中一半以上是TG。大多数在CHR组中处于较高水平的TG具有较低碳数和双键数。相比之下,CHR受试者中含有较长和多不饱和脂肪酰基链的几种TG的水平低于HC受试者(图2)。

图2

2、CHR受试者临床结果的脂质特征

使用与上述CHR与HC比较相同的12个LC来比较CHR临床结果亚组和HC组。在基线时,这些亚组之间的五个LC显着不同。对于其中的4个LC(LC1、LC2、LC9 和 LC10),包含有持续高风险(CHRp)或在随访时有精神病的受试者亚组(CHRt)的水平高于包含缓解期受试者亚组(CHRr)或HC组。就脂质物质而言,CHRt亚组的水平低于包含未患精神病的受试者(CHRs+CHRr)亚组的水平。在这些脂质中,CHRt中2种醚磷脂PC(O-22:2/22:3) 和PC(O-32:0)的水平显着低于CHRr和CHRp亚组。两种脂质SM(d34:2)和SM(d18:1/24:0) CHRr亚组中的水平高于HC组(图3)。

图3

3、脂质作为精神病临床高风险的预测因子

为了研究是否可对总CHR样本进行区分,分析了CHRp、CHRt和CHRr亚组之间显着差异的脂质。差异脂质的逻辑回归分析表明,Cer(d18:1/24:0)、LPC(22:5)、PC(38:4)、PC(40:5)、PC(O-32:0)、SM(d18:1/24:0 )、SM(d36:0)和SM(d36:1)能够以良好的准确度将CHR个体与HC组区分开来(AUC= 0.83)。Cer(d18:1/24:0)、LPC(22:5)、PC(38:4)、PC(40:5)和PC(O-32:0)能够将CHRt与未发生精神病(AUC=0.81)。与未发生精神病的CHR个体相比,CHRt中的醚磷脂 PC(O-32:0)减少。通过Cer(d18:1/24:0)、LPC(22:5)、PC(38:4)、PC(40:5)、PC(0-32:0)和SM(d18:1/24:0)将CHRr与未实现缓解的CHR受试者区分开来(AUC=0.83)(图4)。

图4

三、研究结论

尽管脂质代谢失调与精神病病理生理学之间的联系机制尚不清楚,但我们的研究结果表明,代谢异常在易患精神病但没有临床结果且未接受治疗的人中很明显。此外,研究结果数据表明,对循环脂质组的评估可能有助于识别转为精神病的风险最高的CHR个体。我们用于预测的模型AUC为0.83是有希望的,但是该模型还必须在类似的独立CHR数据集上验证。


四、科研延伸

血液中脂质的占比可以达到65%以上,脂质泛指一类难溶于水易溶于非极性溶剂的生物有机分子,主要包括脂肪酸、甘油脂、固醇脂、鞘脂、糖脂等。它是生物膜的主要构成成分,调控细胞膜相关功能;作为信号分子,调节细胞的生长、分化、衰老、程序性死亡等信号转导过程;参与机体的能量代谢及识别互作信息交换;影响肿瘤、心血管、内分泌、免疫及神经系统等各种疾病的发生发展。总的来说,所有的生命活动都有脂质的参与。

脂质组学是一门研究细胞、组织或生物体内所有脂质的学科;主要研究数千种脂质的类型、分布、功能和与其他生物分子的相互作用,以及它们在生理代谢、病理状态时的动态变化。

广泛靶向脂质组技术则是结合非靶脂质“广覆盖”和靶向脂质“准确稳定”的双重优势,建立了覆盖6大类31个亚类的脂质组数据库,可以一次性稳定靶向检测1500+种脂质,有助于发现生物体内重要的关键脂质物质,阐述脂质代谢物动态变化和生物体之间的联系。

靶向定量脂质组采用标准品及同位素内标可以一次性靶向定量检测1200+脂质物质,全面覆盖CE、Cer、HexCer、SM、FA、CAR、Eicosanoid、PC、LPC、PE、LPE、PG、LPG、PS、LPS、PI、TG、DG等二十多种亚类脂质物质。



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