最近，國際臨床醫學研究領域權威期刊《美國腎臟病學會臨床雜志》（Clinical Journal of the American Society of Nephrology）和《關節炎護理與研究》（Arthritis Care & Research）先后發表了中國科學院上海營養與健康研究所林旭研究組和中國科學院系統生物學重點實驗室曾嶸研究組合作完成的系列研究成果。首次在人群隊列中揭示了特定氨基酸和酰基肉堿譜與6年后腎功能下降和高尿酸血癥發病風險的關聯關系及膳食影響因素。
隨著膳食、生活方式的轉變和人口老齡化及肥胖的流行，我國居民慢性腎臟病（Chronic kidney disease, CKD）和高尿酸血癥（Hyperuricemia）的患病率目前均已超過10%，兩者均可引發腎衰或痛風繼而嚴重地影響健康。鑒于慢性腎臟病和高尿酸血癥具有隱匿性強的特點，發現其早期生物標志物進而開展早期預測和干預對這類疾病的防控極為關鍵。然而，目前國內外在前瞻性隊列中探討膳食和代謝組學標記物與疾病風險方面的研究仍十分匱乏。
在林旭研究組已建立的前瞻性追蹤隊列樣本基礎上，曾嶸研究組采用氣相或液相色譜—串聯質譜法檢測到22種氨基酸和34種游離肉堿/酰基肉堿。林旭研究組博士生王飛杰通過分析6年隨訪的志愿者的代謝組學譜與腎功能下降和高尿酸血癥發病風險，分別發現：（1）在1765名基線腎功能正常的中老年人群中，基線血漿半胱氨酸、長鏈酰基肉堿（C14:1OH、C18、C18:2 和C20:4）和其它酰基肉堿（C3DC和C10）的水平升高能顯著增加6年后新發腎功能下降風險（腎小球濾過率<60 ml/min/1.73 m2），且該關聯關系獨立于基線腎功能（eGFR）等傳統風險因素（圖1）；（2）在1621名基線無高尿酸血癥的中老年人群中，基線血漿半胱氨酸、谷氨酰胺、苯丙氨酸、蘇氨酸和長鏈酰基肉堿（C14:1OH、C18、C18:2、C20和C20:4）水平的升高能顯著增加6年后新發高尿酸血癥的風險（尿酸：男性>420μmol/L，女性>360μmol/L），且關聯關系獨立于基線尿酸等傳統風險因素；（3）使用主成分分析或網絡分析進一步驗證了上述結果（圖2）；（4）膳食模式分析發現：多數與高尿酸血癥顯著相關的代謝物能被紅肉和加工肉類、豆制品等與尿酸升高相關的膳食因素解釋，提示了膳食-代謝物-疾病三之間者潛在的關聯機制。
總之，上述研究為發現慢性腎臟病和高尿酸血癥的早期生物標志物、膳食因素和相關的代謝機制提供了新的思路，為這類疾病的早期診斷和干預提供了重要的循證依據。
上述研究得到了哈佛大學公共衛生學院的Frank B. Hu教授、孫祺副教授、梁黎明副教授等的幫助。研究獲得了科技部十三五“精準醫學研究”重點專項、國家自然科學基金及中國科學院重點部署項目等的資助。
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圖1 氨基酸譜（A）和酰基肉堿譜（B）與6年前后腎功能（eGFR）改變的關聯關系
圖2 氨基酸和酰基肉堿譜的網絡分析
(A)網絡分析熱圖；(B)三個代謝物網絡模塊示意圖；(C)代謝物模塊與6年前后尿酸改變關系；(D)代謝物模塊與6年新發高尿酸血癥關聯關系
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