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背景: 妊娠肝内胆汁淤积症(Intrahepatic cholestasis of pregnancy, ICP)是妊娠期特有的肝脏疾病,以妊娠中晚期出现瘙痒症状,同时伴随着血清胆汁酸增高为特征。ICP对围生儿危害极大,其不良妊娠结局包括自发性早产、胎儿宫内窘迫、羊水粪染、胎儿心动过缓、肺炎和不可预测的胎儿宫内死亡。ICP会导致母体脂质和葡萄糖代谢异常,使得孕妇患妊娠期糖尿病和先兆子痫及产后患肝胆管疾病的风险增加。血清胆汁酸是目前诊断 ICP最有用的实验室指标,但仅测定血清总胆汁酸对ICP诊断的特异性较差。胆汁酸硫酸化是胆汁酸的主要清除形式,是机体的一种代偿性保护措施。高分辨率飞行时间质谱系统是分析胆汁酸代谢轮廓的较好平台。联合检测血清和尿液的非硫酸化和硫酸化胆汁酸有助于全面认识胆汁酸的变化与 ICP发生、发展机制的相关性,获得最优的ICP诊断模式,筛选出ICP特异、灵敏的生物标志物。 目的: 建立一种超高效液相色谱-高分辨三重四级杆飞行时间质谱(UPLC-Triple-TOF/MS)分析血清和尿液胆汁酸代谢轮廓的方法,通过对正常孕妇、ICP患者血清和尿液胆汁酸代谢物进行全面系统分析,实现游离胆汁酸以及甘氨、牛磺和硫酸结合型胆汁酸的分离、识别。用主成分分析、偏最小二乘判别分析等模式识别技术对得到的大量血清和尿液胆汁酸代谢信息进行充分挖掘和整合,以期获得最优的 ICP诊断模式,筛选出诊断ICP特异、灵敏的生物标志物。 方法: 1.采用Bond Elut-C18固相萃取柱(200mg,3ml)对血清和尿液样本进行预处理。色谱分离条件:色谱柱Kinetex XB-C18(50×2.1mm,1.7μm),柱温30℃,流速0.2 ml/min。流动相A为15 mmol/L乙酸铵;B为乙腈,梯度洗脱。进样量5μl,分析时间20min。质谱条件:电喷雾离子源(ESI),采用负离子模式扫描,以各胆汁酸母离子质量数±0.05Da为目标离子进行子离子扫描,并以母离子作为定量离子。内标标准曲线法定量。 2.利用MS和MS/MS的精确质量数据、特征碎片离子及同位素峰等信息,并与已知的胆汁酸比对,对无标准品的硫酸化胆汁酸进行识别。 3.采用UPLC-Triple-TOF/MS对25例正常孕妇和21例ICP患者血清和尿液非硫酸化和硫酸化胆汁酸代谢轮廓进行分析,并运用多变量统计分析方法获得最优的ICP诊断模式,筛选出ICP特异、灵敏的生物标志物。 结果: 1.28种有标准品的非硫酸化和1种硫酸化胆汁酸基本实现基线分离,同时鉴定了尿液中无标准品的38种硫酸化胆汁酸。 2.血清中CDCA、TCA线性范围为0.02-5μmol/L,UDCA、HDCA、DCA、LCA、α-MCA、β-MCA、HCA、CA、DHCA线性范围为0.02-10μmol/L,其余16种非硫酸化和1种硫酸化胆汁酸线性范围为0.02-20μmol/L。日内变异系数与日间变异系数均不超过20%,获得较满意的回收率。 3.尿液中UDCA、HDCA、CDCA、DCA、ω-MCA、α-MCA、β-MCA、HCA的线性范围为0.02-10μmol/L,其余20种非硫酸化和1种硫酸化胆汁酸的线性范围为0.02-20μmol/L。日内变异系数与日间变异系数不超过29%,在不同浓度下胆汁酸均获得较满意的回收率。 4.血清中非硫酸化胆汁酸含量较高,占总胆汁酸的97.6%(正常孕妇组)和93.1%(ICP组),其中正常孕妇组以游离型为主(87.9%),而ICP组仅占47.3%,但组间差异无统计学意义。ICP组结合型非硫酸化胆汁酸显著增加。 5.尿液中硫酸化胆汁酸含量较高,占总胆汁酸的69.9%(正常孕妇组)和85.2%(ICP组),ICP组硫酸化胆汁酸较正常孕妇组显著增高(3.8倍)。尿液中游离胆汁酸成分两组间差异无统计学意义。ICP患者结合型胆汁酸成分含量较正常孕妇显著增加,其中甘氨结合型胆汁酸含量较牛磺结合型胆汁酸高。 6.基于血清所有胆汁酸和非硫酸化胆汁酸建立的PLS-DA模型,判别正确率均为89.13%。基于尿液硫酸化胆汁酸和所有胆汁酸建立的PLS-DA模型可较好区分 ICP患者和正常孕妇,判别正确率分别为93.48%和97.83%。 7.通过PLS-DA中变量的权重、S-plot和ROC曲线分析,发现血清中GLCA-S-3、TCA和GCA、THCA、GHCA和尿液中GBA-S-1在ICP诊断中具有较高的诊断效能和准确性。 8.用尿液所有胆汁酸建立的PLS-DA模型对未知样本进行预测,其诊断正常孕妇和ICP的正确率分别为88.9%和92.3%,灵敏度和特异性均在90.0%左右。 结论: 1.本研究建立了UPLC-Triple-TOF/MS同时检测血清和尿液非硫酸化和硫酸化胆汁酸代谢轮廓的分析方法,并鉴定了无标准品的可能的硫酸化胆汁酸。 2.通过对血清和尿液非硫酸化和硫酸化胆汁酸代谢轮廓分析,建立了多种胆汁酸的PLS-DA诊断模型,其中基于尿液所有胆汁酸的诊断模型最优,以此模型对未知样品进行预测,可取得较好的诊断效能。 3.通过PLS-DA中变量的权重、S-plot和ROC曲线分析,发现了血清和尿液中诊断ICP的潜在生物标志物。