揭开自身免疫性疾病的面纱——如何通过代谢组学发现新的生物标志物

干货 | 靠谱 | 实用

重症肌无力(Myasthenia gravis，MG)是一种慢性的、让人逐渐疲乏无力的自体免疫疾病，临床上表现为随意肌的受累。如果不加以治疗，重症肌无力的症状会加重甚至导致死亡。目前，对于重症肌无力还没有发现较稳定的生物标志物。因此，迫切需要一种新的诊断方法和生物标志物来提高重症肌无力的诊断和治疗。

近日，阿尔伯塔大学的研究人员发现了一种独特的生物标志物，可用于诊断罕见的自身免疫性重症肌无力，预测该病的病程，并可据此开发新的、个性化的治疗方法。

研究人员首先将患者血液中所有细胞去除，随后对血清中的代谢物进行了分析，发现在重症肌无力患者体内，一些代谢产物如氨基酸、维生素或抗氧化剂具有独特的代谢模式。

重症肌无力(MG)和类风湿性关节炎(RA)重要代谢物的统计和差异

研究人员采用酸和丹酰分别对重症肌无力患者、类风湿关节炎患者、健康对照组的血清进行了标记，对收集到的实验数据进行了单变量和多变量分析。

首先，研究者将重症肌无力患者的血清，与健康对照组进行了对比。然后对重症肌无力患者的血清与另一种自身免疫性疾病——类风湿关节炎的血清进行了对比，在确定了10000多种血清样本中的化合物后，他们发现了重症肌无力患者才有的12种代谢物的独特的模式。

酸标记的重症肌无力(MG)对照样品的二维偏最小方差判别分析(PLS-DA)。A. MG和对照组的PLS-DA模型。该模型包含了所有观察到MS峰值；可以看到明显不同的分区，对照集中在红色区域，MG集中在绿色区域; B. 5种代谢物解释了89.3%的总差异，其中前3种解释了80.6%的差异; C. PLS-DA的交叉验证结果达到了很好的统计显著，置换检验p-value<0.001; D. 5种代谢物交叉验证的R2Xcum为0.997，Q2cum为0.947，结果与数据很匹配且有很高的预测能力。

通过对这12种代谢物的分析，可以很容易地将重症肌无力患者与风湿性关节炎，或其它自身免疫性疾病患者区分开来。更重要的是，重症肌无力有轻度、中度和重度的不同疾病进展阶段，如果知道了这12种代谢物在各个阶段的变化模式，就可以更稳定、更有效地预测疾病的进程，并根据病情制定个体化的治疗计划。

患有重症肌无力的人群大约占比1/5000，其中大多数是40岁以下的女性以及60岁以上的男性。通常，这种疾病影响面部、头部和颈部的随意肌，也可能影响躯干和肢体肌肉。患者会出现眼睑下垂和复视，说话和咀嚼困难，四肢无力等症状。严重时，会影响呼吸和吞咽，导致患者死亡。

目前，由于缺乏明确的生物标志物，有时会将重症肌无力误诊为许多其它疾病，对确诊后的重症肌无力患者也都只能采用相同的治疗方案。而且，也没有其它生物标志物能够可靠地预测患者重症肌无力的病程或最佳治疗反应。

“现在，我们有了一个独特的代谢物指纹图谱，可以很容易地将健康个体与重症肌无力患者区分开来，也为发现更精确、更具体的治疗方法开辟了道路。”该研究主要作者Siddiqi说道。

开发疾病相应的抗体有助于诊断，但它们并不能揭示病人对特定药物的反应，也无法显示最为有效的药物。通过代谢组学发现生物标志物，进而开发针对患者情况的治疗方法，可以更精确的管理病程，更准确地预测治疗效果。

参考文献：

Beyond the antibodies: serum metabolomic profiling of myasthenia gravis. Metabolomics (2019).

DOI: 10.1007/s11306-019-1571-9