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研究背景:肝豆状核变性又称为威尔逊病(Wilson’s Disease,WD),是由于常染色体ATP7B基因突变造成铜代谢障碍致使铜沉积于身体多个脏器并引起损害。如未及时合理治疗,可进行性加重导致残疾甚至死亡。而目前的诊断依据尚有不足之处,铜蓝蛋白降低程度不同甚至可正常,在其他肝病也可降低;肝铜是有创性检查;ATP7B基因检测相对昂贵;因此在临床工作中需要更加灵敏特异的诊断标志物。WD患者肝脏病理改变与非酒精性脂肪肝表现相似,均为脂肪变性改变,但是WD患者血清甘油三酯水平偏低,与非酒精性脂肪肝患者表现完全相反。而对于WD的脂类改变机制尚未完全阐明,且多方意见不统一,因此有必要应用脂质代谢组学方法对其脂质改变做进一步的研究,以发掘有助于诊断的标志物并阐明其中机制。通过应用脂质代谢组学技术检测WD血清中脂质物质,探讨脂质物质的改变规律,从而解释血清指标与病理改变不一致的现象,并发掘可能对疾病诊断有价值的代谢标志物以及阐述其中的机制。目的:利用脂质代谢组学方法对WD患者、家属及健康对照血清样本进行脂质物质检测,从中寻找差异代谢物质,以期发现具有诊断价值的代谢标志物,并寻找受影响的代谢通路,探索WD的脂质代谢机制。方法:本研究按照遗传疾病研究方法,共纳入了130个研究对象,分为患者组(P)34名,家属组(F)31名,对照组(C)65名,采集研究对象清晨空腹血样,将血清样本进行预处理后应用超高效液相色谱-高分辨质谱法进行正负离子检测。使用LipidSearch软件对采集的脂质组学数据进行处理,包括峰检测、脂质结构鉴定。对数据矩阵中数值按条件筛选、标准化处理后导入metaboanalyst 4.0在线软件以及SIMCA-P 14.1进行模式判别分析,通过主成分分析、偏最小二乘-判别分析、正交偏最小-二乘判别分析方法根据分组构建模型,从中发现组间主要差异代谢物。根据单因素分析方法T-test及ANOVA,得出组间显著性水平p-value(FDR校正)从而构建火山图,寻找组间差异代谢物,并在KEGG数据库、Human Metabolite Datase数据库基础上查找其受影响的代谢通路。应用SPSS25.0软件进行分析,比较纳入对象的一般情况、实验室指标有无统计学差异,利用Logistic回归分析及受试者工作特征(ROC)曲线分析化合物分子单独及联合后对WD的诊断价值。结果:1、患者性别比例为1:1,符合常染体遗传规律;62%是青年患者;接近一半患者表现为肝型,35%表现为混合型,且均为肝型与脑型的混合;79%的患者CP明显下降<0.1g/L,同时有20%患者铜蓝蛋白轻微降低处于0.1-0.2g/L;16个患者检测了甘油三酯,平均值为0.85mmol/L(0.28-1.8mmol/L),对照组检测了43人,平均值为1.19 mmol/L,患者组水平普遍比对照组低,且两组的差异具有统计学意义。2、98%脂质物质的质量控制样本的变异系数<30%,显示整个实验过程中良好的定量准确性,而质控样本之间的相关性均在0.99-1之间,整体实验的重现性非常好。3、对数据构建模型后发现组间具有差异,且本实验样本的预测效果较好同时未出现过拟合,实验结果可靠,并具有临床预测意义。4、在患者组和对照组之间发现42个差异代谢物,主要属于甘油三酯、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、溶血磷脂酰胆碱、神经酰胺,少部分属于鞘糖脂、胆固醇酯、磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、植物鞘氨醇。受影响的2条代谢通路为鞘脂代谢途径、甘油磷脂代谢途径。5、在WD患者中检测到含有饱和脂肪酸结构的甘油三酯分子升高,缩醛磷脂酰乙醇胺降低,超长链神经酰胺下降。6、患者和家属、患者不同临床表型组、患者不同铜蓝蛋白水平组、家属和健康对照组之间均没有发现差异代谢物。7、溶血磷脂酰胆碱LPC(18:0)、LPC(18:1p)、LPC(17:0)、LPC(15:0)分别单独预测WD的ROC曲线下面积分别为0.981、0.959、0.980、0.960。甘油三酯TG(38:0)、TG(36:0)、TG(47:0)单独预测的ROC曲线下面积分别为0.947、0.905、0.908。神经酰胺CerG1(d42:2)、Cer(d34:0)、Cer(d41:2)单独预测的ROC曲线下面积分别为0.915、0.909、0.911。二酰甘油酯DG(34:0)、DG(36:0)单独预测的ROC曲线下面积分别为0.925、0.920。磷脂酰丝氨酸PS(34:0)、PS(35:0)单独预测的ROC曲线下面积分别为0.911、0.919。8、溶血磷脂酰胆碱LPC(17:0)和LPC(18:0)、磷脂酰胆碱PC(32:1)和PC(37:5)、磷脂酰胆碱PC(32:1)和PC(39:5)、磷脂酰胆碱PC(32:1)和PC(39:6)这四种拟合方式对诊断价值较高,ROC曲线下面积分别为0.989、0.967、0.972、0.949。结论:1、WD患者和健康对照者之间在脂质代谢组学中存在显著差异。受影响的代谢通路为鞘脂代谢途径和甘油磷脂代谢途径。2、在WD患者中甘油三酯分子的饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸比例改变,是引起血清甘油三酯偏低而肝脏脂质沉积原因。3、细胞膜磷脂变化造成肝细胞膜的破坏,引起肝细胞凋亡及灶状坏死。溶血磷脂酰胆碱LPC(17:0)、LPC(18:0)以及磷脂酰胆碱PC(32:1)、PC(37:5)、PC(39:5)、PC(39:6)结合铜蓝蛋白具有作为WD的临床诊断标志物的潜力。