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目的应用液-质联用(LS/MS)代谢组学方法,对不同狭窄程度冠状动脉病变阶段的冠心病患者的血清标本进行分析,通过建立区分模型,观察其代谢组学变化特点,寻找相关的代谢产物并分析其相关的代谢途径,评价特征代谢产物对诊断冠心病及监测病程进展的价值,为揭示冠心病发病机制提供代谢组学信息。方法选择2017年7月至2018年12月天津第三中心医院心脏中心以胸痛、胸闷为主诉入院的患者92例为研究人群,根据冠状动脉造影检查(coronary angiography,CAG)结果进行分组,其中24例阴性对照组(冠状动脉狭窄病变程度<50%),19例中度狭窄组(冠状动脉狭窄病变程度≥50%且<70%),23例重度狭窄组(冠状动脉狭窄病变程度≥70%且<99%),26例完全/次全闭塞组(冠状动脉狭窄病变程度≥99%)。入组患者均行一般体格检查及常规生化检查,并留取入院时血清样本。利用代谢组学超高效液相色谱与质谱联用(UPLC-MS)平台,基于投影映射原理的多元数据统计方法构建主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)模型进行代谢轮廓分析;再根据变量投影重要性值及置信区间筛选出潜在的特征代谢离子;此后经非参数检验筛选出具有统计学差异的潜在代谢离子并进行物质鉴定;最后使用ROC曲线评价特征代谢产物的诊断效能。结果1.基于UPLC-MS技术平台,成功地建立了不同程度冠状动脉病变的冠心病患者血清代谢组学PCA和OPLS-DA模型,并鉴定出10个与疾病发生发展相关的特征代谢产物。2.特征代谢产物变化趋势:1随着冠状动脉狭窄程度的加重代谢产物的相对含量呈增加趋势的代谢产物包括:天冬酰胺-组氨酸(Asparaginyl-Histidine)、人乳寡糖(2-(acetylamino)-1,5-anhydro-2-deoxy-3-O-b-D-galactopyranosyl-D-arabino-Hex-1-enitol)、脱氧腺苷(Deoxyadenosine)。2随着冠状动脉狭窄程度的加重代谢产物的相对含量呈降低趋势的代谢产物包括:溶血磷脂酸(Lyso PA(18:4(6Z,9Z,12Z,15Z)/0:0)、Lyso PA(20:2(11Z,14Z)/0:0))、溶血磷脂酰胆碱(Lyso PC(14:0/0:0)、Lyso PC(18:3(9Z,12Z,15Z)))、环磷脂酸或环溶血磷脂酸(CPA(18:1(11Z)/0:0))。3仅在冠状动脉狭窄≥99%组代谢产物的含量显著增加的代谢产物为:神经节苷脂(Ganglioside GM3(d18:0/25:0))。4仅在冠状动脉狭窄<50%组代谢产物的含量显著增加的代谢产物为:棕榈酸(Palmitic acid)。3.分析特征代谢产物的代谢途径变化,主要涉及甘油磷脂代谢、脂肪酸合成与降解、不饱和脂肪酸的合成以及嘌呤代谢,且随着冠状动脉狭窄程度的加重直至闭塞,甘油磷脂及脂肪酸代谢呈降低趋势,而嘌呤代谢呈增加趋势。4.根据ROC曲线判断这些特征代谢产物在冠心病狭窄程度方面的诊断效能,曲线下面积最高可达0.973。结论利用基于生物质谱技术的代谢组学的研究方法,成功地构建了不同程度冠状动脉病变的冠心病患者血清代谢轮廓区分模型,从模型中筛选出与冠状动脉狭窄程度高度相关的潜在特征代谢产物,主要包括溶血磷脂酸、溶血磷脂酰胆碱、棕榈酸、神经节苷脂类等;同时分析这些特征代谢物涉及的代谢通路,探究冠心病的发生发展机制;此后通过ROC曲线进一步确证对于冠心病早期预警及病程进展程度的判断具有较高的诊断效能。使用代谢组学鉴定的特征代谢产物对冠心病早期诊断及监测病程进展具有很好的能力,为今后选择治疗靶点提供理论依据。