类风湿关节炎（RA）是一种以关节炎症为特征的自身免疫性疾病，严重时可导致不可逆的关节损伤，甚至影响其他器官功能。RA的病程受到多种因素的影响，包括复杂的免疫反应、代谢异常及微生物与宿主的相互作用。近年来，代谢组学在RA的研究中逐渐兴起，通过分析患者体内代谢物的变化，可以揭示疾病的潜在病理机制，并为生物标志物的发现提供依据。本研究旨在探讨RA患者血清代谢物的变化及其与疾病临床特征和免疫状态的关系，从而更深入地理解RA的病理生理机制。

本研究共纳入35名RA患者和37名健康对照组（HC）志愿者，所有RA患者均符合美国风湿病学会的诊断标准，且病程超过三个月。样本来自北京大学人民医院，所有受试者在排除心脏病、糖尿病、其他自身免疫性疾病等干扰因素后参加研究。早晨空腹采集受试者的血液样本，经离心处理后保存于-80°C冷冻。通过气相色谱-质谱联用技术（GC/MS）对血清样本进行代谢物分析，数据处理包括峰识别、过滤、校准以及数据标准化。采用主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）对数据进行统计分析，以区分RA组和HC组的代谢物差异。此外，研究采用单变量统计分析筛选显著差异代谢物，并进一步使用皮尔逊或斯皮尔曼相关分析，以评估代谢物与临床指标和免疫细胞的关联。

研究共鉴定出37种在RA和HC组间显著不同的代谢物，其中RA患者9种代谢物（包括葡萄糖、半乳糖、辛酸等）浓度升高，其他28种代谢物（如柠檬酸、延胡索酸和次黄嘌呤等）浓度降低（p<0.01）。RA患者中葡萄糖和半乳糖的富集与免疫球蛋白IgG水平呈正相关（r=0.567, p=0.0005），而柠檬酸的减少则与C3（r=-0.445, p=0.007）和CRP水平（r=-0.600, p=0.0001）显著负相关。此外，RA患者的代谢通路富集分析显示差异代谢物主要参与三羧酸循环、葡萄糖代谢、氨基酸代谢及脂肪酸合成等生物过程，尤其是氨基酸的生物合成通路表现出较高的富集度。免疫细胞相关性分析表明，柠檬酸与高表达CD56的NK细胞显著正相关，而延胡索酸则与幼稚B细胞呈正相关。本研究还构建了ROC曲线，发现延胡索酸、次黄嘌呤、苹果酸和乳酸等代谢物在区分RA患者和健康人群时具有较高的诊断敏感性（AUC>0.99）。

代谢物主成分分析

本研究揭示了RA患者血清代谢谱的显著改变，且这些代谢物与RA的疾病活动度和免疫功能紊乱密切相关。葡萄糖和半乳糖等代谢物的富集提示能量代谢的增强，而柠檬酸和延胡索酸的减少则暗示三羧酸循环受抑。未来可以进一步研究这些代谢物在RA中的潜在机制，并验证其作为RA诊断标志物的可行性。总之，本研究结果为理解RA的发病机制提供了新的视角，并为开发基于代谢物的RA诊断和治疗策略奠定了基础。

原始出处：

Altered serum metabolome is associated with disease activity and immune responses in rheumatoid arthritis. Clin Rheumatol (2024). https://doi.org/10.1007/s10067-024-07201-1