代谢组学技术在肾脏疾病诊疗中的发展
编者按:代谢组学技术是一种极具发展前景的鉴定复杂样本,如生物体液、组织浸液等非靶向和全局小分子代谢物谱的工具。近年来,代谢组学在(肾病)KD研究上的应用发展迅速,很多可用于鉴别KD的生物标志物通过代谢组学技术被筛选出来。
代谢组学是继基因组学和蛋白质组学之后发展起来的一门新兴学科,是系统生物学的重要组成部分。代谢组学已广泛应用于生物学和医学研究,就肾病(kidneydisease,KD)方面,在急性肾损伤、慢性肾衰竭、肾毒性损害、糖尿病肾病、多囊性肾病和肾性尿崩症等肾脏疾病中的应用显示出的极大优势。
肾脏是体内代谢废物排泄、维持内环境稳定的重要器官,在人体代谢活动中有着极为重要的作用。肾脏功能受损时必然会伴有代谢过程或代谢产物发生改变,表现为代谢产物定性和/或定量变化。因此,用代谢组学技术极有可能从KD患者血液和尿液中发现新产生的代谢产物,而这些物质极有可能就是诊疗KD的潜在标志物。
急性肾脏损伤/损害(acutekidneyinjury/impairment,AKI)的发病率和死亡率极高,缺乏敏感、特异、及时、简便的诊断和(或)鉴别诊断AKI的生物学标志物是导致其死亡率高的关键原因之一。迄今为止,AKI的早期诊断和鉴别诊断均集聚于某些潜在的具有生物学活性的蛋白质或细胞因子等特异性标志物,如KIM-1、NGAL、IL-18等,极少有代谢组学研究报道。AKI是一种基于肾小管上皮细胞缺氧所致的代谢性疾病,代谢组学分析可能找出反映细胞代谢功能的生物标志物。目前,大多数关于AKI的代谢组学研究始于人和实验动物尿液分析,也有一些血液代谢产物研究。与传统肾功能标志物相比,尿液多巴胺代谢产物 高香 ,血和尿吲哚 酯可能实现对AKI的早期诊断。
常染色体显性遗传性多囊肾病(autosomaldominantpolycystickidneydisease,ADPKD)是人类最常见的单基因遗传病之一,该病具有遗传异质性。约5%~10%终末期肾衰是由ADPKD导致。ADPKD没有现存的生物标志物,其诊断主要依靠影像技术。代谢组学技术研究显示,嘌呤和半乳糖代谢途径改变可能与ADPKD有关。利用代谢组学技术已在小鼠中筛选一些特异性较强的候选生物标志物,如尿囊酸和腺苷等。这些标志物和所涉及的代谢路径,一旦被证实其与人同源,便可作为ADPKD的无创诊断手段。
糖尿病性肾病(diabetickidneydisease,DKD)是糖尿病引起的微血管并发症,白蛋白尿是该病的临床特征。然而,尿白蛋白检测不具特异性,且疾病早期敏感性差。代谢组学技术已证实天冬氨酸、γ-丁内铵、瓜氨酸、对称二 精氨酸(SDMA)、犬尿氨酸、壬二酸、黏酸、磷脂、鞘脂和鞘磷脂类等代谢物水平升高与糖尿病(1型和2型)患者发展为DKD有关。代谢组学研究揭示,NADPH氧化酶(NOX)同工酶NOX4与DKD的发生发展密切相关,延胡索酸的关键作用在于介导NOX4对DKD的影响。因此,检测尿延胡索酸水平可监测肾NOX4活性,进而了解DKD的病理状况。
代谢组学研究的是生物体内生物化学反应最远端的物质(代谢物)变化,而肾脏是人体终末代谢产物最主要的排泄器官。因此,代谢组学技术在肾病方面的应用极具潜力且被人们高度咨询白癜风专家白癜风诊疗康复标准