基于代谢组学的RA肾损害早期预警生物标志物发现技术及在中药防治RA肾损害中的应用

Renal damage is one of the major complications of rheumatoid arthritis. Because of its insidious occult onset and specific symptoms, it can be diagnosed often waiting until there is renal insufficiency and uremia. This will delay treatment and affect prognosis. Therefore, early diagnosis to achieve early treatment is crucial.. Our research group established the early biomarker screening method for various diseases based on the metabonomics. Aiming at the phenomenon of renal demage during the course of RA, this study going to analysis the biological samples of rats with RA renal damage in different stages by “metabolomics techniques combined with support vector machines and other methods”, analysis of renal function and pathological changes combined with the biochemistry and pathological changes, it will eventually screen and confirm the early warning biomarkers of RA renal damage, and to build its detection method. And then apply it in the model of prevention and treatment of RA renal damage by Chinese medicine to verify the selected early warning markers. Tripterygium can treat RA but can cause kidney damage, Radix Paeoniae can treat RA and inhibit renal injury. Based on this, this study intended to use collagen induced arthritis rat model, and to further validate and evaluate the applicability of early warning markers of RA renal damage in both positive and negative aspects. This study will provide new ideas and methods for the early diagnosis of renal damage in RA, and provide an important basis for the precise treatment of RA and its treatment strategy.

肾损害是类风湿关节炎（RA）主要并发症之一，因其起病隐匿且特异性症状少，往往在出现肾功能不全乃至尿毒症时才被确诊，延误治疗、影响预后。因此早期诊断以实现早期治疗至关重要。课题组前期基于代谢组学技术建立了多种疾病的早期生物标志物筛选方法。本研究针对RA病程演变过程中的肾损害现象，利用“代谢组学技术结合支持向量机等方法”对不同阶段RA肾损害大鼠的生物样本进行动态分析，结合生化、病理改变分析肾功能及病理形态变化，筛选并确认RA肾损害的早期预警标志物，同时构建其检测方法；进而将其应用于中药防治RA肾损害的模型中以验证所筛选的早期预警标志物，鉴于雷公藤与白芍防治RA的过程中分别具有诱发和抑制肾损害的作用，拟选用胶原诱导性关节炎大鼠模型，从正反两方面进一步验证及评价RA肾损害早期预警标志物的适用性。本研究将为RA肾损害的早期诊断提供新的思路和方法，同时为RA的精准治疗及其治疗策略提供方法学依据。

肾损害是类风湿关节炎（RA）主要并发症之一，因其起病隐匿且特异性症状少，往往在出现肾功能不全乃至尿毒症时才被确诊，延误治疗、影响预后。因此早期诊断以实现早期治疗至关重要。项目组经过三年坚持不懈的努力，全面完成了预计的研究内容、研究任务和研究目标，并且在RA肾损害的防治及其早期预警生物标志物方面取得了超过预期的成果。本项目首先复制胶原诱导型关节炎（CIA）大鼠模型，针对 RA 病程演变过程中肾损害现象，通过血生化和病理改变分析肾功能及病理形态变化，利用非靶标代谢组学技术结合模式识别等多维统计分析方法， 对不同阶段 RA 肾损害大鼠的生物样本（血清和尿液）进行分析，在血清中发现并确定了RA 肾损害早期特异性预警标志物17个，尿液中18个，并构建了检测 RA 肾损害早期预警标志物的方法。选择雷公藤和白芍进行早期干预，结果发现模型第六周时，RA组大鼠足趾肿胀程度高，白芍和雷公藤组大鼠足趾肿胀明显恢复，同时RA组大鼠有明显的炎症症状，而雷公藤和白芍给药干预后关节损伤和炎症反应明显减轻，表明雷公藤、白芍对RA大鼠的炎症均有一定改善作用。模型第八周时，RA组大鼠出现了严重的肾形态学损伤，白芍和雷公藤给药干预后肾损伤明显减轻，说明白芍和雷公藤给药干预后对RA大鼠的肾损害具有明显的改善作用。进一步通过观察RA早期预警标志物在正常组、RA模型组、雷公藤和白芍给药组大鼠的不同变化规律发现，白芍给药后8种标志物在模型第六周和第八周时均具有回调趋势，雷公藤给药后8种标志物在模型第六周和第八周时具有回调趋势。上述结果说明，白芍和雷公藤给药后，可通过改善这些RA早期预警标志物的扰动，达到改善RA肾损害的作用。本项目为 RA 肾损害的早期诊断提供了新的思路和方法，同时为 RA 的精准治疗及其治疗策略提供了方法学依据。该方法经进一步临床验证后有望实现临床转化。项目实施期间，发表学术论文5篇，其中SCI收录3篇。授权专利1项。培养硕士生2名（已毕业）。