台灣多發性硬化症患者的尿液代謝體學研究

背景:
多發性硬化症(Multiple sclerosis, MS)是一種全球性的自體免疫性發炎神經系統疾病，導致大腦和脊髓脫髓鞘。現今對於多發性硬化症診斷指標不足，相關的生物標誌物仍有待被研究與開發。本研究旨在透過分析非侵入式、快速且安全的尿液檢體，利用非標靶式代謝體學以及標靶式代謝體學找尋在多發性硬化症中可能發病機制或影響的代謝路徑、代謝物，開發新的潛在生物標記，並進一步運用至臨床以及藥物治療標的。
方法:
從台灣人體生物資料庫收集尿液樣本，包括健康組(n = 35)和疾病組(n = 35)。利用核磁共振光譜儀分析非標靶式代謝體學，找出有差異的代謝物、代謝路徑，標靶式代謝體學利用高效液相層析-螢光檢測測定尿液中甲基乙二醛、 總乳酸、D-和 L-乳酸濃度。R studio用於所有資料分析。組間 p < 0.05 才具有統計意義。
結果:
非標靶式代謝體學分析結果，結果發現共有24個代謝物、4條路徑具有顯著差異，包括 Glycine, serine and threonine metabolism、Riboflavin metabolism、 Primary bile acid biosynthesis、Taurine and hypotaurine metabolism，皆與能量代謝、發炎反應相關，且大部分與上游產物 Glycine 有關。標靶式代謝體學定量結果顯示，與健康組相比，疾病 MS 組的甲基乙二醛(918.5 ± 882.3 vs. 792.9 ± 722.5 μg/L)、總乳酸(117.4 ± 59.75 vs. 494.9 ± 100.5 μM)以及D-乳酸(27.86 ± 27.38 vs. 34.88 ± 61.35 μM)沒有顯著變化，但在疾病MS組中，L-乳酸顯著增加(45.50 ± 22.36 vs. 498.8 ± 380.3 μM，p < 0.001)。
結論:
綜合尿液代謝體學結果，我們發現疾病組中上游代謝物 Glycine 濃度上調， 總乳酸部分沒有顯著變化，但其鏡像異構物L-乳酸濃度在疾病組中顯著上升，上游代謝物 Glycine 與下游 L-乳酸濃度上調，此條代謝路徑與能量利用相關，也與神經方面有關，推斷與多發性硬化症發病機制有關，可進一步發展與臨床價值相結合的生物標誌物用於輔助臨床診斷以及藥物開發治療標的。