用基于核磁共振代谢组学方法研究小鼠柯萨奇病毒性心肌炎向扩张型心肌病演变的机制及早期诊断生物标志物

病毒性心肌炎（VMC）和扩张型心肌病（DCM）临床常见，约有20%的DCM由VMC进展、演变而来。有研究者认为，VMC和DCM是同一疾病的不同病理阶段，但VMC向DCM演变的确切机制及具有早期诊断意义的生物标志物尚未确定。研究表明，DCM患者的代谢物谱明显异于正常人群。本项目应用基于核磁共振（NMR）代谢组学方法，探寻VMC向DCM演变的早期诊断代谢标志物、阐明VMC向DCM演变的机制。采用柯萨奇病毒B3腹腔注射法制备小鼠VMC及DCM模型，NMR仪获得VMC、DCM小鼠血浆代谢物NMR谱，进行主成分及正交偏最小二乘法判别分析，寻找特异性代谢标志物和涉及的代谢通路，建立VMC向DCM演变风险判别模型并验证其效能，分析代谢标志物与Th1/Th2/Th17细胞效应因子的相关性。本研究从代谢组学这个新视角，阐明VMC向DCM演变的机制，为临床早期识别VMC向DCM演变的高危患者提供依据。

病毒性心肌炎（VMC）和扩张型心肌病（DCM）临床常见，既往研究认为，VMC和DCM是同一疾病的不同病理阶段，但VMC向DCM演变的确切机制及具有早期诊断意义的生物标志物尚未确定。基于此，本项目采用柯萨奇病毒B3腹腔注射法制备小鼠VMC及DCM模型，检测TH1、TH2、TH17细胞相关因子细胞因子、抗心肌自身抗体及CVB3 病毒滴度，应用基于核磁共振（NMR）代谢组学方法，探寻VMC向DCM演变的早期诊断代谢标志物。结果提示，病毒CVB3在急性VMC中明显升高，而在慢性VMC及DCM中无明显升高，提示急性VMC向DCM演变过程中，病毒可能并未起作用关键，而代谢变化及自身免疫可能起更重要的作用。自身免疫方面结果提示，蛋白芯片及RT-PCR结果提示，TH1、TH2、TH17细胞相关因子如 IL-6、IL-17、IL-21、IL-22、IL-23、IL-2、IL-10、IL-13及IL-28等细胞因子在急性VMC、慢性VMC及DCM中有显著差异，且主要分泌IL-22的TH22细胞、ANT等在心肌炎及心肌病中明显升高，提示细胞及体液免疫紊乱在病毒性心肌病中起重要作用。代谢组学分析，血清结果提示：急性VMC、慢性VMC及DCM小鼠的代谢模式，与同时点对照组小鼠相比，均有显著差异。与对照组相比，急性VMC组中血清缬氨酸、甘氨酸等表达下降；慢性VMC 组中的缬氨酸、亮氨酸等浓度上升；DCM组中的异亮氨酸、LDL/VLDL等水平下降。心肌组织结果也提示对照组与急性VMC,慢性VMC及DCM小鼠的代谢模式有显著差异。与对照组相比，急性VMC组心肌特征性代谢物乳酸、丙氨酸等表达全部下降；慢性VMC组亮氨酸、异亮氨酸等浓度上升；DCM组心肌乳酸、丙氨酸等表达全部降低。而急性VMC、慢性VMC及DCM小鼠的代谢模式之间比较，也存在显著不同。我们的结果提示可用血清牛磺酸、缬氨酸、柠檬酸和葡萄糖作为预测VMC向DCM演变可能性判别的血清代谢物组。而心肌甘氨酸、肌酸、甲酸和琥珀酸作为预测VMC向DCM演变可能性的组织代谢物。本研究结果为DCM的早期诊断及防治提供新的思路与方法。