目的:1查阅结核病诊断方法相关文献,总结不足之处,提出代谢组学研究的必要性和意义。2筛查活动性肺结核、结核潜伏感染者与健康人群之间存在的差异代谢物,找出具有诊断价值的潜在生物标志物。3评价潜在生物标志物的诊断效能,并推测其临床价值。方法:基于液质联用(Liquid Chromatograph Mass Spectrometer,LC-MS)技术,对健康组CP-690550,结核潜伏感染组和活Nervous and immune system communication动性肺结核组的粪便进行代谢物检测。数据经过基线过滤、峰值识别、积分、保留时间矫正、峰对其和归一化,最终得到保留时间,荷质比和峰强度的数据矩阵,阴阳离子模式下可得到所有的荷质比。采用主成分分析(principal component analysis,PCA)、PLS-DA(Partial Least Squares Discriminant Analysis)分析、层次聚类分析、KEGG富集分析等方法,筛选组间差异代谢物并绘制火山图、聚类分析热图、柱形散点图、ROC曲线图等直观表现差异。对筛选出的健康人群组,结核潜伏感染组和活动性肺结核组的代谢物进行诊断效能评估,并预测其临床诊断价值。结果:在健康组、结核潜伏感染组、活动性肺结核组之间筛选差异代谢物。经过预处理后ESI-模式下共获得1004个代谢物组分,ESI+模式下共获得702个代谢物组分。多元变量统计分析结果显示模型建立良好,可将健康组、潜伏感染组和活动性肺结核组进行良好区分。在VIP>1的情况下,在结核潜伏感染组和健康组之间,阴离子模式下筛选出128个代谢物,阳离子模式下筛选出95个代谢物。在活动性肺结核组和健康人组之间,阴离子模式下筛选出334个代谢物,阳离子模式下筛选出220个代谢物。在活动性肺结核和结核潜伏感染组之间,阴离子模式下筛选出261个代谢物,阳离子模式下筛选出176个代谢物。PLS-DA结果显示,活动性肺结核组、结核潜伏感染组和健康人群组之间的代谢物存在显著性差异,活动性肺结核组、结核潜伏感染组与健康人群组之间的两两比较不论在阴离子模式下还是在阳离子模式下都显示出较良好的分组趋势。同时活动性肺结核组与健康人群组比较对的层次聚类热图显示出明显的组间差异。通过筛选差异代谢物显著性来描绘火山图进一步看出活动性肺结核组与另外两组(结核潜伏感染者组和健康人群组)之间均存在种类较多的差异化合物,而结核潜伏感染组与健康人群组的差异化合物种类较少较。Venn图和KEGG富集通路分析显示三个比较对在阴离子模式下共富集14条化合物代谢途径,在阳离子模式下共富集15条化合物代谢途径。差异代谢物主要富集药物代谢,α-亚麻酸代谢,嘌呤代谢和氨基酸代谢通路。通过ROC曲线分Trichostatin A配制析,在活动性肺结核组、结核病潜伏感染组和健康人群组的两两比较中共筛选出了13种显著差异代谢物,其中阴离子模式下筛选出的差异代谢物为Hypoxanthine(次黄嘌呤),2′-De oxyinosine(2-脱氧肌苷),Tetradecanedioic aci(十四烷二酸),N-acetyl-L-ornithine(N-乙酰基-L-鸟氨酸),(5-L-Glutamyl)-L-Ami no Acid(5L谷氨酰L半胱氨酰甘氨酸),13,14-dihydro-15-keto-tet ranor Prostaglandin D2(13,14-二氢-15-酮四酮前列腺素D2),De oxycholic Acid(脱氧胆酸),2,3-Dinor-TXB2(2,3-二聚血栓烷),d UMP(脱氧尿嘧啶核苷酸);阳离子模式下筛选出的差异代谢物为3,4-Dimethylbenzoic acid(3,4-二甲基苯甲酸),α-Aspartylphen ylalanine(α-天冬氨酰苯丙氨酸),D-Carnitine(右旋肉碱),N8-Acetylspermidine(N8乙酰精胺),上述13种化合物在各比较对中的AUC值均>0.70。最终得出三个潜在生物标志物,Hypoxanthine(次黄嘌呤),Deoxycholic Acid(脱氧胆酸)和d UMP(脱氧尿嘧啶核苷酸)。结论:结核病患者的粪便代谢途径发生了一些变化。结合相关研究与本次实验的统计分析,我们选择Hypoxanthine(次黄嘌呤),Deoxycholic Acid(脱氧胆酸)和d UMP(脱氧尿嘧啶核苷酸)作为潜在的生物标志物,其中脱氧胆酸,脱氧尿嘧啶核苷酸可能仅能作为诊断活动性肺结核的潜在生物标志物,而次黄嘌呤可能还能作为诊断结核潜伏感染的潜在生物标志物。上述3种潜在分子标记物有待进一步的验证,本次研究结果为结核病诊断的非侵入性样本生物标志物的筛选提供了实验基础。