核磁共振（NMR）图谱技术在对流行性传染病研究中的应用

浏览次数：1748　发布日期：2022-11-24　来源：本站　仅供参考，谢绝转载，否则责任自负

当NCP肆虐的时候，情不自禁地会让我们对每一种新技术和新方法产生联想：是不是可以为NCP的深入研究做些什么？昨天，我们的团队查阅了NMR图谱技术在传染病领域的应用文献，做了一个小篇幅的简述，以此对奋斗在防疫前线的所有医务人员与科研人员表示敬意。

丙型肝炎病毒（HCV）在全球的患病率约为2%（1.8亿人），因此有相当大数量的人口正处于与HCV相关的慢性肝病的风险中。近来，随着新型抗病毒药物（DAA）的引入，对HCV感染的治疗取得了显著进步。与此同时，各类“组学”技术的发展也为新疗法的研究做出了重大贡献。代谢组学是“组学”技术中的最新技术，通过检测体液、细胞或组织中小分子代谢物的集合，利用其化学性质和相对丰度作为表征个体生理病理状态的指标。质子核磁共振（NMR）技术是代谢组学中使用的主要分析工具之一，它可以同时定性和定量数百种小分子，创建特定疾病的代谢组学指纹图谱。

利用基于NMR的代谢组学方法，意大利佛罗伦萨大学的研究团队对一组HCV-阳性患者进行了评估，在患者接受DAA治疗方案前后，使用NMR表征其血清指纹图谱相对于乙型肝炎病毒（HBV）患者和健康受试者之间的区别，结果表明HCV患者的代谢组学特征具有显著差异，存在几种主要代谢途径的改变。该研究同时证明了HCV和HBV两种病毒对细胞代谢的不同作用，患者体内的代谢紊乱可归因于病毒感染的直接作用。此外，该研究还首次揭示了与HCV感染模型有关的代谢产物（2-氧戊二酸酯和3-羟基丁酸酯）的变化，并可以解释与此相关的几种肝外表现。

在HCV感染期间（基线），持续病毒学应答后12周（SVR12）、24周（SVR24）三个不同的时间点，分别采集测定67例HCV阳性患者的294份血清样品的NMR图谱，以及50名单纯感染HBV的患者和43名健康对照组（HC）受试者的血清样本。

图1.HCV患者在基线（红色圆点）、SVR12（黄色正方形）、SVR24（绿色菱形）三个不同时间点处的MPLS成对比较得分图。（a）1D NOESY 光谱模型；（b）CPMG光谱模型。

表1.1D NOESY和CPMG光谱的MPLS分析结果。

1D NOESY和CPMG光谱均证明在区分基线与SVR12、SVR24受试者方面，结果令人满意（两种模型的预测准确度分别为64.5％和70％）。

表2. 基线（HCV），SVR12和SVR24的成对代谢物分析。

为了确定由治疗引起的代谢物水平变化的相应改变，对31种指定代谢物进行成对单变量分析，结果说明HCV感染的血清样品中存在病理状态生物标志物（例如：2-氧戊二酸酯，3-羟基丁酸酯）。

图3. HCV、HBV和HC受试者的NMR血清图谱OPLS-DA评分图。HCV、HBV和HC受试者分别以圆圈、三角形、倒三角形表示。（a）NOESY实验模型；（b）CPMG实验模型。

NOESY和CPMG两种模型均能清楚地区分HCV、HBV以及HC样本，其交叉验证的总体准确性分别为77%和74%。该结果有助于建立仅使用单个血清NMR光谱即可准确预测特定受试者健康或病理状态的统计模型。

图4. HCV、HBV和HC血清样品中代谢物发生显著变化（P值<0.05）的差异倍数值（FC）箱线图。

为表征HCV在代谢途径中的直接作用，对HCV和HBV患者血清样品中的每种代谢产物的水平进行比较，并与健康对照（HC）组进行比较。可进一步对统计学上显著改变的代谢物进行途径分析。