韋金濤 李華 邱恩明

結(jié)核病是由結(jié)核分枝桿菌(Mycobacteriumtuberculosis，MTB)感染引起的一種慢性致死性傳染病，是目前全球單一病原體感染引起死亡的最主要原因，高于艾滋病[1]。作為一種胞內(nèi)寄生菌，MTB依靠宿主細(xì)胞獲取其生命所需多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并通過影響宿主細(xì)胞代謝從而引起宿主組織器官及各個(gè)系統(tǒng)水平的能量以及代謝紊亂[2]。因此，結(jié)核病患者體內(nèi)往往存在蛋白質(zhì)代謝、糖代謝等多種代謝紊亂。這為代謝組學(xué)研究廣泛應(yīng)用于結(jié)核病研究奠定了基礎(chǔ)。

結(jié)核病疫情現(xiàn)狀

據(jù)估計(jì)截至2014年，全球MTB潛伏感染者已多達(dá)17億，占全球總?cè)丝诘?/4[3]。受到HIV感染、營(yíng)養(yǎng)不良、煙草等因素的影響，10%的MTB潛伏感染將在生命某一階段轉(zhuǎn)為活動(dòng)性結(jié)核病[4]。WHO的報(bào)告顯示，2017年全球因結(jié)核病死亡例數(shù)多達(dá)130萬例(不包括30萬例HIV并發(fā)結(jié)核感染的死亡患者)，另外全球預(yù)計(jì)新發(fā)1000萬例結(jié)核病，新增55.8萬例利福平耐藥患者(其中82%為耐多藥結(jié)核病)[1]。耐藥結(jié)核病及HIV并發(fā)結(jié)核感染已成為終止結(jié)核病流行的重大障礙。

近年來，由于卡介苗接種、現(xiàn)有結(jié)核病診斷檢測(cè)手段的敏感度和特異度不足、新型檢測(cè)方法的成本高且臨床操作復(fù)雜等因素的影響，現(xiàn)有結(jié)核病診斷檢測(cè)手段已不能完全滿足當(dāng)前結(jié)核病防治的需求。尋找高效、迅速、簡(jiǎn)便且敏感度與特異度高的新型結(jié)核病診斷檢測(cè)方法是當(dāng)務(wù)之急。同時(shí)，現(xiàn)有抗結(jié)核藥物存在多種不良反應(yīng)，迫切需要研制新型抗結(jié)核藥物，其藥物不良反應(yīng)產(chǎn)生的具體機(jī)制也有待進(jìn)一步闡明；另外對(duì)患者經(jīng)抗結(jié)核藥物治療后的效果評(píng)估也日趨重要。除此之外，尋找MTB毒力的影響因素、耐藥結(jié)核病的成因等依舊是當(dāng)前面臨的重大難題。

代謝組學(xué)研究的優(yōu)勢(shì)及現(xiàn)狀

代謝組學(xué)是一種對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量<1000的小分子代謝物進(jìn)行表征的新興組學(xué)技術(shù)，主要用于研究基因、蛋白質(zhì)和外界環(huán)境作用下機(jī)體代謝物的數(shù)量、種類及其變化規(guī)律。作為其他組學(xué)的最下游產(chǎn)物，代謝組學(xué)之前的基因、轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)組學(xué)任一層面的改變都將影響特定代謝物的數(shù)量甚至存在狀態(tài)[5]。與受到表觀遺傳調(diào)節(jié)和翻譯后修飾的基因和蛋白質(zhì)不同，代謝物可作為機(jī)體生化過程的直接標(biāo)記，更加容易和表型相關(guān)聯(lián)[6]。因此，代謝組學(xué)與其他組學(xué)相比能更直接且全面地反映機(jī)體狀態(tài)。

目前，代謝組學(xué)研究模式主要分為靶向和非靶向兩種。常用技術(shù)主要包括核磁共振(MR)、質(zhì)譜(MS)、氣相色譜(GC)、液相色譜(LC)等。MR因?yàn)槟芴峁┐罅课镔|(zhì)結(jié)構(gòu)信息而主要用于組織結(jié)構(gòu)鑒定[7]，但其敏感度稍弱且對(duì)低豐度代謝物的檢測(cè)能力較差，對(duì)儀器要求也更高更昂貴[8]。MS則對(duì)樣本需求小、成本低，能對(duì)脂質(zhì)、核苷類生物小分子，以及蛋白質(zhì)、多肽等大分子進(jìn)行測(cè)定及結(jié)構(gòu)鑒定[7, 9]。近年來為了提高M(jìn)S的敏感度、分辨率和選擇性，常將MS與多種技術(shù)聯(lián)用[8]。主要包括氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS) 及液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)等。MS與其他技術(shù)聯(lián)用已成為代謝組學(xué)研究的常態(tài)。在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方面，主成分分析法(PCA)、正交偏最小二乘法-判別分析(OPLS-DA)、偏最小二乘法-判別分析(PLS-DA)是當(dāng)前代謝組學(xué)研究最常用的分析方法，在尋找疾病診斷標(biāo)記物中扮演著重要角色。目前，代謝組學(xué)已廣泛應(yīng)用于卵巢癌、肺癌、糖尿病、肝癌、結(jié)核病等諸多臨床疾病的研究，在疾病診斷和治療方面的進(jìn)展十分迅速，已成為一種不可或缺的臨床研究工具。

代謝組學(xué)在結(jié)核病研究中的進(jìn)展

一、 MTB毒力的相關(guān)研究

MTB的毒力強(qiáng)弱與其致病性密切相關(guān)，其毒力相關(guān)因子很可能是未來抗結(jié)核藥物作用的潛在靶標(biāo)。研究表明，MTB毒力主要與早期分泌蛋白、肽聚糖、分枝菌酸、代謝及轉(zhuǎn)錄因子等有關(guān)[10]。代謝作為MTB毒力的先決條件，在維持MTB毒力過程中不可或缺[11]。Puckett等[12]利用液相色譜-質(zhì)譜(LC-MS)對(duì)惟一編碼蘋果酸合酶的glcB基因敲除菌株進(jìn)行代謝監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)蘋果酸合酶的缺失會(huì)引起乙醛酸的積累及蘋果酸、天冬氨酸的減少，最終造成蘋果酸合酶缺陷菌株毒力衰減并出現(xiàn)生長(zhǎng)抑制甚至死亡，雖然具體生理機(jī)制有待闡明，但蘋果酸合酶維持正常乙醛酸水平的功能已被證明對(duì)MTB毒力的維持至關(guān)重要。Ganapathy 等[13]基于代謝組學(xué)平臺(tái)發(fā)現(xiàn)果糖二磷酸酶(FBPase)的缺失能夠造成糖異生途徑的中斷，導(dǎo)致MTB毒力喪失從而被機(jī)體清除，但糖異生途徑中斷造成的磷酸化產(chǎn)物積累可能不是導(dǎo)致MTB被清除的原因。目前的研究表明，某些代謝途徑的中斷會(huì)導(dǎo)致MTB毒力減弱甚至死亡，但具體生理機(jī)制及其與代謝物積累之間的關(guān)系還需做進(jìn)一步研究。

二、MTB與宿主營(yíng)養(yǎng)機(jī)制的研究

從宿主細(xì)胞獲取營(yíng)養(yǎng)是MTB存活的基礎(chǔ)。Zimmermann等[14]基于四級(jí)桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜(Q-TOF)對(duì)MTB感染的細(xì)胞進(jìn)行非靶向代謝組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)宿主細(xì)胞能為MTB提供氨基酸、核苷酸、脂質(zhì)、脂肪酸等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；將其代謝組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)整合到無偏基因組規(guī)模代謝網(wǎng)絡(luò)模型，發(fā)現(xiàn)MTB在感染宿主巨噬細(xì)胞的早期需要消耗膽固醇、硬脂酸鹽、胞苷等33種不同的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，這種宿主的多重營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)將使MTB對(duì)外界干擾(如機(jī)體先天性免疫、抗生素等)具有一定的抵抗性，可望成為結(jié)核干預(yù)治療的代謝靶標(biāo)。

宿主可通過“營(yíng)養(yǎng)免疫”策略對(duì)在宿主細(xì)胞內(nèi)消耗的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行調(diào)控來限制MTB生長(zhǎng)[11]。Fe是MTB體內(nèi)多種酶的氧化還原輔助因子，也是MTB在巨噬細(xì)胞中生長(zhǎng)的必需元素[15]。Kurthkoti等[16]發(fā)現(xiàn)，結(jié)核肉芽腫中存在“Fe限制”環(huán)境，該環(huán)境中MTB對(duì)Fe的獲取受限從而阻礙MTB生長(zhǎng)；超高液相色譜-質(zhì)譜(UPLC-MS)聯(lián)合轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)(RNAseq)研究發(fā)現(xiàn)，MTB通過對(duì)蛋白質(zhì)中Fe的重吸收利用來抵抗這一不利環(huán)境。由此可見，宿主細(xì)胞既為MTB提供營(yíng)養(yǎng)，又通過一系列策略消滅MTB，探索二者之間的關(guān)系對(duì)未來抗結(jié)核治療具有重要意義。

三、 MTB耐藥性的相關(guān)研究

MTB耐藥性是“消滅結(jié)核病”的一大障礙。編碼藥物作用靶分子的基因產(chǎn)生突變是目前MTB耐藥性形成的主要原因，但臨床上依然有5%～35%的MTB耐藥性形成不能用已知的基因突變解釋[17]。代謝組學(xué)已成為尋找未知MTB耐藥機(jī)制的有力工具。Nandakumar等[18]基于液相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜(LC-TOF-MS)技術(shù)對(duì)抗結(jié)核藥物作用的MTB內(nèi)源代謝庫進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)MTB內(nèi)部的異檸檬酸裂解酶(ICL)能夠抵抗抗生素誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激，從而介導(dǎo)廣泛的抗生素耐受性。對(duì)于生理濃度下NaCl介導(dǎo)的MTB表型耐藥性，Larrouy-Maumus等[19]運(yùn)用LC-MS聯(lián)合13C標(biāo)記技術(shù)發(fā)現(xiàn)，一定濃度的NaCl可導(dǎo)致MTB三羧酸循環(huán)和糖異生途徑的廣泛改變，但這并非生理濃度下NaCl介導(dǎo)MTB表型耐藥性產(chǎn)生的原因。HPLC-MS的脂質(zhì)組學(xué)研究證實(shí)，質(zhì)膜和外膜脂質(zhì)重塑才是生理濃度下NaCl介導(dǎo)MTB表型耐藥性產(chǎn)生的原因。

表征MTB耐藥菌株的代謝特征能夠?yàn)槲磥砟退幗Y(jié)核病的治療尋找新的思路。rpoB、katG等基因的突變是導(dǎo)致MTB對(duì)INH、RFP等藥物產(chǎn)生耐藥性的主要原因[17]。Loots等[20-21]運(yùn)用全二維氣相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜(GC×GC-TOF MS)檢測(cè)方法分別對(duì)rpoB和katG基因突變誘導(dǎo)的對(duì)RFP和INH耐藥的菌株進(jìn)行代謝監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)對(duì)RFP耐藥的菌株中當(dāng)烏頭酸全部耗竭會(huì)導(dǎo)致MTB 的mRNA不穩(wěn)定，進(jìn)而干擾MTB能量產(chǎn)生和代謝障礙，最終影響MTB生長(zhǎng)；發(fā)現(xiàn)對(duì)INH耐藥的菌株中對(duì)羥基苯甲酸、尸胺等抗氧化應(yīng)激物質(zhì)增加，表明katG基因的缺失會(huì)導(dǎo)致INH耐藥菌株中氧化應(yīng)激增強(qiáng)，MTB可利用抗壞血酸合成途徑等多種途徑來抵抗增強(qiáng)的氧化應(yīng)激。耐藥基因突變會(huì)造成MTB內(nèi)部較為特異的代謝改變，這些代謝改變很可能成為未來治療耐藥結(jié)核病的干擾靶標(biāo)。

四、代謝組學(xué)在結(jié)核病診斷中的應(yīng)用

早診斷是早治療的前提，也是控制結(jié)核病傳播的關(guān)鍵。目前，臨床結(jié)核病實(shí)驗(yàn)室的診斷方法主要有痰涂片鏡檢、PPD皮膚試驗(yàn)和結(jié)核感染T細(xì)胞斑點(diǎn)試驗(yàn)(T-SPOT.TB)。痰涂片鏡檢最為特異且操作簡(jiǎn)便，但陽性率極低。PPD試驗(yàn)易受機(jī)體免疫和卡介苗接種的影響而出現(xiàn)假陽性結(jié)果[22-23]。臨床敏感度和特異度較高的結(jié)核病診斷手段是T-SPOT.TB。有研究顯示，其敏感度和特異度可分別達(dá)到79.7%和85.5%，但由于操作復(fù)雜、成本昂貴使其在基層的推廣和應(yīng)用受限[24-25]。因此，亟待開發(fā)敏感、特異、且簡(jiǎn)便快速的新型診斷方法。代謝組學(xué)是一種能對(duì)生物樣品中的代謝物進(jìn)行無偏差多重分析和比較的新興技術(shù)，具有擴(kuò)展診斷生物標(biāo)記物庫的潛力[26]。利用代謝組學(xué)對(duì)機(jī)體代謝進(jìn)行監(jiān)測(cè)并篩選異于常態(tài)的代謝診斷標(biāo)記物是未來結(jié)核病診斷的新方向。

尿液樣本因代謝信息豐富、無創(chuàng)獲取、且便于保存而被廣泛應(yīng)用。Isa等[26]基于高效液相色譜-質(zhì)譜(HPLC-MS)技術(shù)確定了活動(dòng)性肺結(jié)核患者尿液樣本中10種ROC曲線下面積值>85%的代謝物，最終發(fā)現(xiàn)N-乙?；禾前贰⑼僖核?、新喋呤和二乙?；返?種物質(zhì)聯(lián)合來區(qū)別活動(dòng)性肺結(jié)核和非結(jié)核性肺病的敏感度和特異度都超過了82.0%。Luier和Loots[27]利用GCxGC-TOF MS鑒定了苯乙酸、色氨酸等17種泌尿系統(tǒng)結(jié)核的代謝標(biāo)記物，表明結(jié)核病可引起患者機(jī)體脂肪酸和氨基酸特別是色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸的代謝異常，使患者具有與苯丙酮尿癥患者相似的代謝物譜。酪氨酸-苯丙氨酸途徑很可能是未來結(jié)核病診斷的潛在靶標(biāo)。

血液是機(jī)體代謝物轉(zhuǎn)運(yùn)的主要媒介。Feng等[28]利用超高效液相色譜-質(zhì)譜(UPLC-MS)對(duì)結(jié)核病患者血清進(jìn)行分析，鑒定了包括溶血磷脂酰膽堿、棕櫚酸等12種特征代謝標(biāo)記物，研究表明溶血磷脂酰膽堿、山崳酸、蘇氨酰-γ-谷氨酸、前角鯊烯二磷酸等四者的組合是區(qū)分活動(dòng)性結(jié)核病最適合的生物標(biāo)志物組。對(duì)難以診斷的小兒結(jié)核病，Sun等[29]發(fā)現(xiàn)t-纈氨酸，丙酮酸和甜菜堿等3種標(biāo)志物組合可用于兒童結(jié)核病診斷，其敏感度與特異度分別為82.4%和83.9%。

呼出氣體是呼吸系統(tǒng)結(jié)核病最直接的樣本來源。Kuntzel等[30]基于氣相色譜-質(zhì)譜技術(shù)對(duì)接種分枝桿菌的培養(yǎng)基和對(duì)照組培養(yǎng)基上方的揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)進(jìn)行對(duì)比分析，鑒定了包括戊烷、庚烷等在內(nèi)的17種VOC作為顯示分枝桿菌生長(zhǎng)的潛在生物標(biāo)志物。這表明通過對(duì)患者呼出氣體的標(biāo)本進(jìn)行代謝物分析有望成為未來診斷呼吸系統(tǒng)結(jié)核病的新手段。

結(jié)核病是引起胸腔積液的主要原因之一。Wang等[31]基于1H-NMR技術(shù)對(duì)20例結(jié)核性胸腔積液、20例惡性胸腔積液及18例滲出性胸腔積液標(biāo)本進(jìn)行分析，鑒定了包括L-乳酸、果糖、L-絲氨酸在內(nèi)的26種特征代謝標(biāo)記，其中乙酸、蛋氨酸、肌酸、檸檬酸、L-丙氨酸、LDL、L-乳酸、L-蘇氨酸等8種代謝物有助于區(qū)分上述3種胸腔積液。Che等[32]通過整合半靶向代謝組學(xué)平臺(tái)，并運(yùn)用LC-MS/MS技術(shù)對(duì)156例患者胸腔積液標(biāo)本(115例結(jié)核性胸腔積液、41例惡性胸腔積液)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)結(jié)核性胸腔積液患者體內(nèi)來自色氨酸代謝的犬尿氨酸途徑顯著增強(qiáng)，該研究表明色氨酸/犬尿氨酸比率在區(qū)分結(jié)核性胸腔積液和惡性胸腔積液方面的特異度和敏感度可分別達(dá)到86.1%、92.7%，當(dāng)與腺苷脫氨酶(ADA)聯(lián)合診斷結(jié)核性胸腔積液時(shí)其敏感度和特異度可達(dá)到91.3%、97.6%。

結(jié)核性腦膜炎(TBM)診斷或治療的延遲都可能導(dǎo)致嚴(yán)重的神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥甚至死亡。Li等[33]基于1H MR技術(shù)對(duì)比了TBM和病毒性腦膜炎(VM)患者腦脊液的代謝特征，最終鑒定了甘氨酸、葡萄糖、L-谷氨酰胺等25種可用于TBM鑒別診斷的潛在生物標(biāo)志物。Mason等[34]基于高敏感度氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)對(duì)比了兒童TBM患者和對(duì)照組腦脊液的氨基酸譜，發(fā)現(xiàn)TBM患者腦脊液內(nèi)丙氨酸、天冬酰胺、甘氨酸、賴氨酸和脯氨酸等5種氨基酸水平顯著上升，該研究表明TBM患者中腦脊液中存在大量未開發(fā)的生化信息，通過GC-MS進(jìn)行氨基酸譜分析對(duì)TBM的早診斷、早治療有重要意義。

五、代謝組學(xué)在結(jié)核病治療中的應(yīng)用

(一)抗結(jié)核藥物不良反應(yīng)的代謝組學(xué)研究

抗結(jié)核藥物不良反應(yīng)是抗結(jié)核治療失敗的重要原因，明確其不良反應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)制對(duì)未來指導(dǎo)結(jié)核病治療具有積極意義。代謝組學(xué)能夠監(jiān)測(cè)藥物在機(jī)體的代謝狀況及藥物代謝引起的宿主代謝波動(dòng)，在藥物不良反應(yīng)研究方面具有很大的價(jià)值。Rawat等[35]首次將MR技術(shù)應(yīng)用于吡嗪酰胺(PZA)對(duì)肝臟不良反應(yīng)產(chǎn)生機(jī)制的研究，發(fā)現(xiàn)PZA的代謝產(chǎn)物吡嗪酸(PA)及5-羥基吡嗪酸(5-OHPA)通過介導(dǎo)氧化應(yīng)激及炎癥反應(yīng)來誘導(dǎo)大鼠肝不良反應(yīng)的產(chǎn)生，且5-OHPA誘導(dǎo)肝產(chǎn)生不良反應(yīng)的能力更強(qiáng)。有研究基于UPLC-MS方法發(fā)現(xiàn)抗結(jié)核藥物所致肝不良反應(yīng)與磷酸戊糖途徑、嘌呤代謝和嘧啶代謝通路有關(guān)，其中嘌呤代謝中的黃嘌呤氧化酶能夠促進(jìn)超氧化物的形成從而加重PZA及內(nèi)源代謝物對(duì)產(chǎn)生肝不良反應(yīng)的效應(yīng)[36-37]。Ruan等[38]基于MR技術(shù)對(duì)INH產(chǎn)生急性不良反應(yīng)的大鼠血清和腦脊液進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)INH能夠以劑量依賴方式誘導(dǎo)氧化應(yīng)激、興奮/抑制性神經(jīng)遞質(zhì)紊亂、能量代謝紊亂及滲透壓平衡。Li等[39]利用超高效液相色譜(UPLC)-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜(QTOF MS)發(fā)現(xiàn)高劑量的INH能夠以劑量依賴性方式引起小鼠肝臟線粒體功能障礙，以及血紅蛋白、煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)等物質(zhì)積累，并能消耗肝臟中Vit B6從而阻斷Vit B6依賴的胱硫醚降解途徑。這些代謝改變都可能與INH誘導(dǎo)的肝不良反應(yīng)有關(guān)。目前的研究表明，藥物代謝能夠影響機(jī)體內(nèi)部眾多內(nèi)生代謝途徑從而增加肝損傷風(fēng)險(xiǎn)，藥物代謝產(chǎn)物在這一過程中扮演著重要角色。

(二)代謝組學(xué)與新型抗結(jié)核藥物開發(fā)

不良反應(yīng)及耐多藥結(jié)核病的產(chǎn)生需要研發(fā)新型抗結(jié)核藥物。但過去50年僅有德拉馬尼和貝達(dá)喹啉兩種新型抗結(jié)核藥物投入臨床(我國還未廣泛應(yīng)用)，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以抵抗當(dāng)前結(jié)核病的流行。

代謝組學(xué)能對(duì)體內(nèi)藥物的定量代謝速率和相關(guān)代謝產(chǎn)物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為藥物優(yōu)化提供依據(jù)，更好地指導(dǎo)抗菌素的設(shè)計(jì)和優(yōu)化[40]。目前，代謝組學(xué)已具有監(jiān)測(cè)異煙肼毒性的能力[41]。代謝組學(xué)還可用于諸多抗結(jié)核候選藥物未知機(jī)制的探索。例如Koen等[42-43]通過GC×GC-TOF MS方法證實(shí)了硫酸黏桿菌素和多黏菌素E主要通過破壞MTB細(xì)胞壁產(chǎn)生殺菌作用。Baptista等[44]發(fā)現(xiàn)pretomanid(一種新型抗結(jié)核藥)主要作用于磷酸戊糖途徑，最終導(dǎo)致有毒甲基乙二醛的積累。代謝組學(xué)還是尋找和評(píng)估新型藥物靶標(biāo)的有力工具。例如Marshall等[45]基于NMR技術(shù)發(fā)現(xiàn)MTB細(xì)胞壁肽聚糖生成有關(guān)的D-丙氨酸途徑的關(guān)鍵酶丙氨酸消旋酶(Alr)不適合作為新型抗結(jié)核藥物的靶標(biāo)，特定的Alr抑制劑也無殺菌效應(yīng)。Prosser等[46]也提出，現(xiàn)有Alr抑制劑BCDA(β-氯-d-丙氨酸)真正的藥物靶標(biāo)是谷氨酸消旋酶(Murl)而非D-丙氨酸途徑。除此之外，為了更早且更有效地開發(fā)新型藥物，Zampieri等[47]開發(fā)了一種能對(duì)未知生物活性化合物的作用模式(MOAS)進(jìn)行快速分類的系統(tǒng)性代謝分析策略，該策略能對(duì)生物活性化合物處理后的分枝桿菌的特異性代謝響應(yīng)進(jìn)行分析，以鑒定該化合物的MOAS，最終加快藥物開發(fā)。

(三)代謝組學(xué)與抗結(jié)核藥物治療效果評(píng)估

抗結(jié)核藥物治療效果對(duì)患者預(yù)后及控制結(jié)核病傳播十分重要。代謝組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在不同時(shí)間點(diǎn)接受抗結(jié)核藥物治療的患者尿液代謝譜呈現(xiàn)出明顯的治療依賴性趨勢(shì)，且痊愈的患者具有與健康患者相似的代謝特征[48]。結(jié)核病患者體內(nèi)的某些特異性代謝物水平也會(huì)隨著抗結(jié)核藥物的治療而下降[26]，表明代謝組學(xué)在結(jié)核病治療效果評(píng)價(jià)方面具有巨大潛力。近來Luies等[49]基于GC×GC-TOF MS對(duì)21例治療成功和10例治療失敗的結(jié)核病患者尿液代謝譜進(jìn)行分析，鑒定了2種與腸道菌群失衡相關(guān)的代謝因子3,5-二羥基苯甲酸和3-(4-羥基-3-甲氧基苯基)丙酸，二者可在診療之前預(yù)測(cè)一線抗結(jié)核藥物治療能否成功。 Zetola等[50]將電子鼻(傳感器陣列)技術(shù)用于結(jié)核病診斷和治療效果監(jiān)測(cè)，通過將51例肺結(jié)核(31例為HIV陽性)患者在不同治療時(shí)間點(diǎn)的呼吸標(biāo)本與健康者呼吸標(biāo)本進(jìn)行檢測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)該方法區(qū)別結(jié)核病患者和健康者的敏感度與特異度分別為94.1%和90.0%，因?yàn)楹粑盘?hào)的改變是不同時(shí)間點(diǎn)觀察到的，所以該實(shí)驗(yàn)表明其可以用于對(duì)抗結(jié)核藥物治療效果的監(jiān)測(cè)。

結(jié) 語

技術(shù)突破是實(shí)現(xiàn)“終止全球結(jié)核病流行”的關(guān)鍵。代謝組學(xué)是一種高通量、高敏感度的新興組學(xué)技術(shù)，能夠通過對(duì)機(jī)體內(nèi)源性代謝進(jìn)行定量監(jiān)測(cè)來直觀地反映機(jī)體狀態(tài)。該技術(shù)目前已被廣泛應(yīng)用于結(jié)核病的研究，并在某些方面開始與轉(zhuǎn)錄組學(xué)等技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合研究。未來多組學(xué)技術(shù)聯(lián)合研究是組學(xué)技術(shù)的發(fā)展方向。

目前，代謝組學(xué)在結(jié)核病領(lǐng)域的研究還存在諸多問題。例如，現(xiàn)行研究尚處于小樣本范疇，已鑒定的診斷標(biāo)記物等研究成果能否應(yīng)用于臨床尚需進(jìn)行大樣本研究來加以驗(yàn)證；代謝極易受到外界環(huán)境干擾，如何消除年齡、飲食等因素對(duì)代謝的影響是代謝組學(xué)面臨的困難；由于技術(shù)限制，目前還無法將研究標(biāo)本中的代謝產(chǎn)物完全呈現(xiàn)并進(jìn)行完整的代謝信息分析。盡管如此，隨著檢測(cè)和分析技術(shù)的不斷發(fā)展，代謝組學(xué)將極大地推動(dòng)結(jié)核病防治領(lǐng)域的研究。