Diabetes Care: 高覆盖率靶向脂质组学揭示2型糖尿病新的血脂预测因子

糖尿病已成为全世界死亡和残疾的主要原因。近几十年来，中国糖尿病患病率翻了两番多。据估计，2013年中国成年人中有10.9%患有糖尿病，35.7%患有前驱糖尿病。对糖尿病的生物标志物或新的途径失调预测的鉴定是一个研究热点。

近几十年来，组学的出现为临床医生提供了一个新的途径，以前所未有的分辨率和覆盖率来检查与疾病相关的代谢物变化，使人们对糖尿病等疾病复杂的病理生理学有了进一步的了解。脂质组学作为代谢组学的一个独立子领域，有越来越多的研究探讨了脂质代谢失调与2型糖尿病(T2DM)发病机制的关系。

近日，国家代谢病临床研究中心、上海内分泌与代谢病研究所、上海交通大学医学院附属瑞金医院、中国科学院遗传与发育生物学研究所等单位研究人员在《Diabetes Care》上发表了题为“高覆盖率靶向脂质组学揭示了中国血糖正常的成人2型糖尿病发病前的新血脂预测因子和脂质通路失调”的研究论文，评估了糖耐量正常个体T2DM发病前脂质协同调节的变化，并确定新的T2DM的脂质预测因子。“上海交通大学医学院附属瑞金医院陆洁莉医生和中科院遗传发育所客座研究人员Lam Sin Man博士（中科脂典技术总监） 为本文的共同第一作者”，上海交通大学医学院附属瑞金医院王卫庆主任和中科院遗传发育所税光厚研究员为本文的共同通讯作者。

大多数已有的关于糖尿病血液（血清/血浆）的脂质组学研究没有达到令人满意的覆盖率，无法呈现脂质代谢通路紊乱；而最近的脂质组学研究中，仅使用一种内标就定量207种血浆脂质，这可能会显着地损害脂质组定量准确性。考虑到人类血清脂质组的巨大复杂性，有限的脂质组学覆盖可能阻碍对T2DM发病基础上的细微脂质通路扰动的公正评估。本文章的研究人员采用了一种高覆盖率的靶向脂质组学方法，该方法主要构建在高效液相色谱和多重反应监测(HPLC-MRM)的基础上，同时提供了对内源性脂质代谢稳态至关重要的基本脂类的精确定量和广泛覆盖。

此外，之前的脂质组学研究主要是用基线血糖调节正常(NGR)或糖调节受损(IGR)的混合群体进行的，这使得很难分析这些已发现的脂质变化是早期血糖异常的先兆，还是血糖异常发生在这些脂质变化之前。在此，研究人员采用嵌套病例对照设计，广泛研究了两组中国前瞻性人群（NGR群体）血清脂质变化，以确定新的标志物和途径，并可能提高临床危险因素以外的T2DM发病率预测。

在发现队列中，除了性别、年龄、体重指数和空腹血糖（FPG）符合倾向评分匹配（PSM），基线特征包括空腹高密度脂蛋白（HDL）胆固醇、低密度脂蛋白（LDL）胆固醇、胰岛素水平、收缩压（SBP）、糖尿病家族史和生活方式因素，包括吸烟、饮酒、体育活动和教育状况病例和对照组也很匹配。在发现队列中，病例组显示2小时后血糖（2hPG）和空腹甘油三酯（TG）水平较高。在验证队列中，病例组的SBP和空腹TGs明显高于对照组（表1）。

表1.从发现和验证队列中选择的嵌套病例对照的基线特征

在剔除未满足信噪比（S / N <3）的质谱峰后，在发现队列研究（n = 200）的血清脂质组中鉴定并定量了来自24大类总共667种脂质（筛选自超过800种脂质的靶向库中）。统计分析显示有122种候选类脂可以将糖尿病患者与健康对照者分离开来。基于发现队列的结果，采用包含250个具有重要意义的脂质子库的简化方法来分析验证队列的血清脂质组。

在多变量logistic回归分析中，经年龄、性别、身体质量指数（BMI）、FPG、吸烟、饮酒、教育程度、体育锻炼、糖尿病家族史、SBP等因素调整后，在发现队列与验证队列中，病例组与对照组均有38种血脂(FDR<0.05, P<0.05)，在统计学上有差异 (图1)。该小组包含34个TAGs，横跨了全面的碳原子数（C44-C58）和不饱和度（n[C=C]=0-8），与T2DM风险增加相关。此外，短链CEs (CE14:0)、二不饱和PCs (PC34:3)、LPI16:1与T2DM风险呈正相关，而多不饱和缩醛磷脂PE即PE38:4p (18:0p/20:4)与糖尿病发病风险呈负相关（图1）。

接下来，研究人员从发现队列中随机抽取87名IGR群体和87名NGR群体，进行了为期4.4年的随访，初步研究了图1中的脂质与IGR发展的关系（补充图1）。发现38种已识别的脂类中有26种与IGR风险有显著相关性(P<0.05)。大多数已识别的TAGs，以及CE14:0和PC34:3，也与IGR的风险呈正相关，而PE38:4p (18:0p/20:4)与IGR呈负相关（补充图3）。

补充图1. 示意图说明所采用的研究设计

图3. 在发现和验证队列中，选择用于糖尿病风险预测的脂质的多变量逻辑回归模型

图4. 多尺度嵌入式相关网络分析