彭 奇，吳雪萍，王彥燕，李曉東

海寧市中醫(yī)院骨科，浙江 314400

強直性脊柱炎（AS）是一種血清陰性脊柱關(guān)節(jié)病，屬于自身免疫性疾病，主要特點為骶骼關(guān)節(jié)和脊柱附著點的炎癥，導致脊柱強直和纖維化，可使骨骼、肌肉、肺、眼等出現(xiàn)不同程度病變，疾病發(fā)展后期脊柱多呈現(xiàn)“竹節(jié)樣”變化［1］。流行病學研究發(fā)現(xiàn)，AS在歐洲人群發(fā)生率比亞洲人群高，男性發(fā)生率高于女性［2］。AS高發(fā)于20歲左右的青壯年，早期癥狀多為腰背痛，伴隨胸廓活動度減小、晨僵、腰椎活動受限等，直至發(fā)展為脊柱強直，嚴重者可喪失勞動能力。目前AS的診斷廣泛采用1984年修訂的紐約標準［3］，主要依靠臨床表現(xiàn)及骶髂關(guān)節(jié)影像學檢查。但AS患者早期癥狀通常不典型，影像學檢查難以進行早期診斷，當骶髂關(guān)節(jié)出現(xiàn)影像學改變時病程己非早期。且該病目前尚無徹底根治方法，應盡早發(fā)現(xiàn)及時控制。

代謝組學為后基因時代系統(tǒng)生物學研究的一種組學技術(shù)，主要研究細胞、組織或生物體錯綜復雜的代謝網(wǎng)絡(luò)，即研究生物體系受干預后代謝應答變化，定性定量地研究患者體內(nèi)相關(guān)小分子代謝產(chǎn)物［4］。研究對象為生物體液，包括尿液、血液、唾液以及細胞或組織的提取液等［5］。本文對近年國內(nèi)外在AS代謝組學方面的研究進展做如下綜述，為AS的早期診斷提供新的可能性，為AS的代謝組學臨床應用提供參考。

1 代謝組學在AS診治的應用進展

通過代謝組學評價AS，可彌補臨床上主要以腰背部疼痛及晨僵等問卷主觀癥狀診斷AS的不足，臨床上常用的生物學指標HLA-B27雖在一定程度上可反映AS的發(fā)生發(fā)展，但其敏感性和特異性相對局限［6］，想要更全面、深刻地研究AS的發(fā)生發(fā)展機制，仍需結(jié)合癥狀、體征、生化指標等進行全面評價。

1.1 血液

Wang等［7］通過ELISA法檢測147例AS患者和61例健康對照者血清高遷移率族蛋白B1（HMGB1）水平，評估HMGB1與關(guān)節(jié)外表現(xiàn)和疾病嚴重程度指數(shù)之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)血清HMGB1水平與治療后的AS活動性呈平行關(guān)系，血清HMGB1水平在AS患者中較高，HMGB1在一定程度上反映AS的疾病活動性，可作為反映治療效果的實驗室指標。Turkon等［8］對比40例AS患者和35例健康對照者血清中的缺血修飾白蛋白（IMA）、缺血修飾白蛋白率（IMAR）、丙二醛（MDA）、總氧化劑狀態(tài)（TOS）、氧化應激指數(shù)（OSI）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GPx）、總抗氧化能力（TAC）等指標，以評估其氧化/抗氧化狀態(tài)；結(jié)果顯示，AS患者血清中IMA、IMAR、MDA、TOS及OSI含量明顯高于健康對照者，SOD及GPx含量明顯低于健康對照者，提示AS的發(fā)生發(fā)展可能與抗氧化系統(tǒng)的減少及自由基的過剩導致的氧化應激有關(guān)，而IMA水平的升高很有可能激發(fā)AS患者潛在的氧化應激反應。Qian等［9］探討AS患者與健康對照者之間表達存在差異的血清微RNA（miRNAs），并評價其作為生物標志物的潛力，發(fā)現(xiàn)血清miRNA（miR-146a和miR-155）可作為AS新的互補生物標記物，且miR-155的表達水平可能與AS活動性和繼發(fā)性胸腰椎后凸畸形的嚴重程度相關(guān)。Przepiera-Bedzak等［10］研究發(fā)現(xiàn)，血清血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）、表皮生長因子（EGF）、堿性成纖維細胞生長因子（bFGF）和酸性成纖維細胞生長因子（aFGF）水平與AS疾病活動性和關(guān)節(jié)外癥狀的存在相關(guān)。Gao等［11］通過氣相色譜/質(zhì)譜（GC-MS）和液相色譜/質(zhì)譜（LC-MS）技術(shù)和代謝組學方法探討AS患者血漿中主要的代謝變化，發(fā)現(xiàn)AS患者血漿中脯氨酸、葡萄糖、磷酸鹽、尿素、甘油、苯丙氨酸、同型半胱氨酸（Hcy）的濃度升高，磷酸膽堿、色氨酸和雙肽-苯丙氨酸的濃度降低，但對這些代謝產(chǎn)物并未進一步獨立驗證與AS的相關(guān)性；進一步研究發(fā)現(xiàn)，AS患者血漿中Hcy濃度明顯高于正常健康人群，即高Hcy血癥可能是AS發(fā)生的獨立危險因素之一［12］。張璐等［13］檢測AS患者和健康對照者血漿中白細胞介素-8（IL-8）和IL-1β水平，發(fā)現(xiàn)AS患者血漿中IL-8及IL-1β含量明顯高于健康對照者，提示這2種細胞因子可能參與AS的發(fā)生發(fā)展過程。有學者用同樣的研究方法發(fā)現(xiàn)血漿中腫瘤壞死因子樣弱凋亡誘導因子（TWEAK）［14］、內(nèi)皮素-1（ET-1）、降鈣素基因相關(guān)肽（CGRP）［15］及IL-33［16］參與了AS的病理生理過程。此外，陳淑增等［17］針對性地探討AS患者血漿中細胞生長因子的表達與AS的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)IL-4［18］、IL-17、IL-1β、IL-6、IL-23、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、IL-12p70［19］與AS的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。謝建民等［20］探討用重組人Ⅱ型腫瘤壞死因子受體-抗體融合蛋白（rhTNFR：Fc）治療活動期AS，并觀察患者血清基質(zhì)金屬蛋白酶-3（MMP-3）、Dickkopf-1（DKK-1）的水平變化及意義，發(fā)現(xiàn)活動期AS患者血清中MMP-3高于對照組，DKK-1低于對照組，提示血清MMP-3及DKK-1與AS相關(guān)。滿斯亮等［21］采用ELISA法檢測91例AS患者及62例健康對照者血清25-羥基維生素D3［25-（OH）VD3］，電化學發(fā)光法檢測血清骨吸收指標Ⅰ型膠原羧基端肽β特殊序列（β-CTX），測定AS患者病情活動指標紅細胞沉降率（ESR）、C反應蛋白（CRP）、強直性脊柱炎疾病活動性指數(shù)（BASDAI）、患者總體評價（PGA）、巴氏強直性脊柱炎功能指數(shù)（BASFI），發(fā)現(xiàn)AS患者血清25-（OH）VD3水平明顯下降、β-CTX水平顯著升高，且與病情活動指標有較好的相關(guān)性，提示二者在AS發(fā)生機制及病情判斷中具有重要作用。另外，有學者同樣采用ELISA法檢測34例AS活動期患者、24例AS非活動期患者及46例健康對照者血清中γ干擾素誘導蛋白-10（IP-10）、IL-17、IL-23和TNF-α水平，結(jié)果顯示，AS活動期及非活動期患者血清IP-10含量均顯著高于健康對照者；AS活動期患者IP-10水平高于非活動期患者，分析血清IP-10水平與AS各實驗室指標的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)血清IP-10是AS發(fā)生過程中重要的免疫學標志，檢測IP-10有助于AS的診斷和病情評估［22］。

綜上，許多學者采用代謝組學技術(shù)針對AS患者血液中部分已知改變進行了分析研究，然而多數(shù)研究未能對代謝終端產(chǎn)物進行多元化綜合分析，僅采用單一或少數(shù)幾個指標對AS的發(fā)生發(fā)展進行評估，缺乏整體性考量。

1.2 尿液

張濱等［23］為探討尿微量蛋白及尿酶對AS相關(guān)性腎病診斷的臨床指導意義，比較192例尿檢正常AS患者、30例尿檢異常AS患者及30名健康對照者的尿α1微球蛋白（α1-MG）、尿β2微球蛋白（β2-MG）、尿微量白蛋白（ALB）、尿免疫球蛋白、尿轉(zhuǎn)鐵蛋白及尿N-乙酞葡萄糖苷酶（NAG）的水平，發(fā)現(xiàn)AS患者尿液中上述指標含量均高于健康對照者，且NAG可考慮作為AS患者檢測藥物腎毒性的指標。夏成云等［24］為探討β2-MG在AS相關(guān)腎損傷早期診斷中的價值，將78例AS患者按傳統(tǒng)腎損傷標準（尿液鏡檢異常，血尿素氮＞7.1 mmol/ L，血肌酐＞133.3 μmo1/L）分為腎損傷組、未損傷組，另選取30名健康者作為對照組，比較各組血、尿β2-MG含量，發(fā)現(xiàn)AS腎損傷組與未損傷組血、尿β2-MG含量明顯高于健康對照組，AS腎損傷組較未損傷組血、尿β2-MG含量升高，提示血、尿β2-MG水平可作為AS腎損傷早期診斷的敏感指標，對AS的治療和預防AS相關(guān)腎損傷的發(fā)生發(fā)展有重要意義。Behling等［25］為探討24 h尿羥脯氨酸（HYP）排泄量對AS的診斷意義，分別測定40例AS患者、52名健康對照者24 h HYP排泄量，發(fā)現(xiàn)AS組明顯高于健康對照組。同時，24 h HYP排泄量與病情活動性成正相關(guān)，提示24 h HYP排泄量可作為AS活動性的早期診斷指標。

綜上，近年來對單純AS患者尿液代謝組學的研究較少，多數(shù)是對AS相關(guān)腎病的研究。故利用代謝組學對尿液全組分進行分析，尋找AS早期尿液標志物具有廣泛研究前景。

2 AS代謝組學的思考與展望

以上研究從代謝組學方面揭示了AS的生物標志物，提示采用代謝組學方法對AS發(fā)生發(fā)展機制進行研究的思路是可行的，它有可能成為連接微觀研究和疾病研究的紐帶，為AS診治的客觀化提供依據(jù)。然而，目前的研究也存在一些問題。①目前只探討了AS與代謝組學生物學指標的相關(guān)性，而這些指標對AS的具體影響機制尚未明確，且只是單純的點對點研究，其影響機制網(wǎng)絡(luò)有待不斷地拓展及探索。②目前多通過一個組學對AS的發(fā)生機制進行研究探討，但是疾病發(fā)展錯綜復雜，有機地結(jié)合蛋白質(zhì)組學、基因組學、轉(zhuǎn)錄組學及代謝組學，更系統(tǒng)、規(guī)范地從多角度分析AS的發(fā)生機制將是未來趨勢。③多數(shù)研究只停留在代謝組學生物標志物與AS的相關(guān)性階段，通過生物標志物來驗證藥物療效的研究相對較少，需要更深入地探究藥物臨床療效和AS生物標志物的相關(guān)性。④目前國內(nèi)外研究都未能將AS患者體內(nèi)的代謝產(chǎn)物全面覆蓋，所以研究過程中有可能丟失與AS相關(guān)的重要信息，且相關(guān)的代謝產(chǎn)物受外界干擾因素影響較大，對這些從代謝產(chǎn)物得出的數(shù)據(jù)進行分析可能影響AS診治的可信度。

代謝組學逐漸被越來越多的學者關(guān)注，但仍處在初始階段，其分析技術(shù)還不夠成熟，至今未找到統(tǒng)一、早期、敏感、特異的生物標志物來預測和診斷AS。相信隨著技術(shù)的進一步革新，在今后的代謝組學研究中，進一步發(fā)展多種分析技術(shù)，通過多角度、多層次篩選并解析所有的早期特征性標志物，從整體上研究機體的代謝過程及代謝組分，尋找敏感性高、特異性好的AS生物標志物，為AS的診斷、治療及預后評價提供新的客觀依據(jù)。