应用代谢组学技术建立病理性瘢痕患者临床预测评估模型的研究

病理性瘢痕是整形外科研究的热点，如何早期发现具有瘢痕增生高危倾向的患者并进行有效干预一直是临床医生面临的挑战。本课题将代谢组学与临床前瞻性队列研究相结合，利用核磁共振（Nuclear magnetic resonance, NMR）技术测定病理性瘢痕患者术前及术后不同时点的体液小分子代谢产物，绘制全代谢指纹图谱。进而综合运用PCA、PLS-DA等计算机模式识别技术从整体上识别患者代谢产物的表达轮廓差异，探索代谢物表型变化与干预措施、临床结局之间的联系，建立病理性瘢痕临床预测评估模型，对术后结局进行预测，评估最优干预方案，探索新的实验室诊断依据，构建一种多学科交叉的病理性瘢痕研究平台和模式。

背景：病理性瘢痕是创伤愈合过程中发生异常引起的以胶原为主的细胞外基质大量产生和沉积，真皮组织过度增生为特征的一种皮肤纤维增生性疾病，主要包括增生性瘢痕和瘢痕疙瘩。随着研究的深入，越来越多的人认识到，仅针对单一或少许基因、蛋白质的一元论或线性研究模式，不能从根本上认识病理性瘢痕。代谢组学是系统生物学中一种新型的研究方法，主要关注的是生物体系变化的最终产物，反映了生物内部发生的代谢反应，能更全面、更直接反映生物体系的病理生理状态。.主要研究内容：一、对瘢痕疙瘩患者和扁平瘢痕患者进行研究，收集患者空腹血清、瘢痕组织和正常皮肤组织样本进行代谢组学研究，使用1H NMR技术检测其代谢产物，通过模式识别技术建立样本间的分组模型并观察样本的分离\聚集趋势，验证模型的稳定性和可靠性，筛选差异代谢物并进行单维统计验证，与同时采集的血清生化检查进行对比，探索瘢痕疙瘩的代谢机制。二、建立增生性瘢痕兔耳模型，收集动物血清、瘢痕组织、正常皮肤进行代谢组学分析。三、纳入增生性瘢痕和扁平瘢痕患者进行研究，收集临床资料，采集血清、瘢痕组织和正常皮肤组织进行代谢组学研究。四、应用1H NMR技术对瘢痕疙瘩和增生性瘢痕患者进行代谢组学对照研究。五、应用GC-TOF MS技术对增生性瘢痕和扁平瘢痕患者间、瘢痕疙瘩和扁平患者间以及增生性瘢痕和瘢痕疙瘩间的差异性代谢产物进行研究。.结果及意义：一、基于核磁共振的代谢组学研究方法通过对生物体代谢物浓度进行检测，结合模式识别方法对生物体液和组织进行定性、定量和分类分析，可以研究完整的生物体代谢轮廓，从中得到不同病理生理状态的差异代谢物相关代谢途径。二、瘢痕疙瘩的发生发展主要与蛋白质代谢紊乱、脂代谢异常和能量代谢异常等有关。三、兔耳增生性瘢痕形成及增生性瘢痕患者的瘢痕增生可能与蛋白质合成代谢紊乱、能量代谢异常、炎症相关介质及其受体介导的信号传导通路、脂代谢异常、酪氨酸代谢异常等代谢途径有关。四、增生性瘢痕和瘢痕疙瘩患者两组间的差异可能与氨基酸代谢异常、能量代谢异常及苯丙氨酸代谢异常等相关。五、GC-TOF MS检测分析所得的差异代谢物数量远多于1H NMR技术，并且在脂类和核苷酸类代谢物的检测上其灵敏度更优。提示了同时联合应用多种代谢组学方法研究某一目标能够相互补充，获得更为丰富的研究信息。