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目的:基于液相色谱-质谱(Liquid Chromatography-Mass Spectrometry,LC-MS)代谢组学方法,探讨慢性肾脏病(Chronic Kidney Disease,CKD)患者色氨酸-犬尿氨酸代谢通路的改变及意义。方法:选取2018年3月至2018年6月苏州大学附属第一医院肾内科CKD1-4期非透析患者47例,依据估算肾小球滤过率(estimated GFR,eGFR)分为CKD1期组13例,CKD2期组11例,CKD3期组11例,CKD4期组12例,同期30例健康志愿者作为对照组。收集CKD患者与对照组一般临床资料及实验室结果。应用LC-MS法对CKD1-4期患者与对照组的血浆及尿液样本进行代谢分析。并将CKD1-2期患者合并为CKD早期组,CKD3-4期患者合并为CKD中期组,同样对CKD早、中期患者与对照组的血浆尿液样本进行代谢分析。对受试者的血浆及尿液样本进行质量控制以及基峰色谱图绘制。运用多元统计方法绘制正、负离子模式下主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)、偏最小二乘判别分析(Partial Least Squares-Discriminant Analysis,PLS-DA)及正交-偏最小二乘判别分析(Orthogonal Partial Least Squares Discriminant Analysis,OPLS-DA)得分图。利用变量重要性投影值(Variable Importance for the Projection,VIP)>1作为差异代谢物筛选标准。在 Human Metabolome Database(HMDB),massbank,LipidMaps 等数据库匹配不同CKD分期下色氨酸-犬尿氨酸代谢通路差异代谢物。绘制受试者曲线(Operating Characteristic curve,ROC),结合曲线下面积(Area Under Curve,AUC)评估差异代谢物敏感性与特异性。采用Metaboanalyst进行通路拓扑分析。利用犬尿氨酸/色氨酸比值表示色氨酸-犬尿氨酸代谢通路限速酶吲哚胺-2,3-双加氧酶(Indoleamine-2,3-Dioxygenase,IDO)活性。对hs-CRP、中性粒细胞/淋巴细胞比值(NLR)、淋巴细胞/单核细胞比值(LMR)进行ROC曲线绘制。将血浆以及尿液IDO活性与hs-CRP、NLR、LMR进行Spearman相关性分析。进行logistic回归分析,根据分析结果构建联合预测因子,并对联合预测因子进行ROC曲线绘制。结果:正、负离子模式下,受试者血浆以及尿液中质控样本的RSD<30%的比例≥70%,实验过程中数据控制良好。各组间色谱峰个数多,峰形对称,各峰分离度较好,表明实验过程中分离效果良好。根据多元统计分析中PCA、PLS-DA、OPLS-DA结果综合分析显示,健康成年人与CKD患者代谢物组成差异显著,提示实验预测度高。CKD1-4期患者与对照组的血浆色氨酸-犬尿氨酸代谢通路差异代谢物有犬尿氨酸、犬尿喹啉酸与色氨酸。尿液通路差异代谢物有犬尿氨酸与色氨酸,且VIP值均>1,AUC值均>0.5。CKD早、中期患者与对照组的血浆色氨酸-犬尿氨酸代谢通路差异代谢物有犬尿氨酸、犬尿喹啉酸与色氨酸。尿液通路差异代谢物有犬尿氨酸与色氨酸,且VIP值均>1,AUC值均>0.5。犬尿氨酸、犬尿喹啉酸在CKD的早期及进展中显著蓄积,色氨酸在CKD的早期及进展中显著下降。色氨酸-犬尿氨酸代谢通路在CKD患者中存在显著变化。血浆及尿液IDO活性在CKD早期及进展中均有显著上调,CKD早期进展至中期的AUC值均>0.9。hs-CRP、NLR于CKD早期进展至中期的AUC值均>0.7。血浆及尿液IDO活性与hs-CRP、NLR呈正相关,与LMR呈负相关。血浆IDO活性与hs-CRP的联合预测因子于CKD早期进展至中期的AUC值>0.9。结论:CKD患者色氨酸-犬尿氨酸代谢通路存在显著增强。血浆犬尿氨酸、犬尿喹啉酸、色氨酸、IDO活性与尿液犬尿氨酸、色氨酸、IDO活性可能作为CKD早期的生物学标志物,且它们的变化趋势可能预测CKD的进展。血浆IDO活性与hs-CRP的联合预测指标以及血浆、尿液IDO活性可能作为预测CKD患者体内炎症状态的生物学标志物。