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大型动物器官串扰研究为败血症提供了新的思路

2019-11-14 10:08:39 • 来源：

研究人员在一个大型败血症动物模型中研究了受影响器官之间的代谢变化，他们说，他们已经确定了潜在的常见和器官特异性代谢变化，这些变化都有助于疾病的发展。他们的研究(“ 使用非靶向代谢组学分析鉴定持续性IV 绿脓杆菌脓毒症模型中回肠，空肠，骨骼肌，肝和肺的代谢变化 ”)发表在《美国病理学杂志》上。

败血症是一种多器官疾病，临床上会影响回肠和空肠(小肠)，肝脏，骨骼肌和肺。回肠，空肠，肝脏，骨骼肌和肺中特定的代谢变化先前尚未研究过。从患者中分离出的活铜绿假单胞菌通过静脉导管给予猪以诱导严重的败血症。18小时后，使用气相色谱/质谱法通过非靶向代谢组学分析，分析了回肠，空肠，腓肠肌内侧骨骼肌，肝脏和肺。

大型动物器官串扰研究为败血症提供了新的思路

“回肠和肝脏在涉及亚油酸代谢的代谢产物中显示出显着变化：回肠和肺在缬氨酸/亮氨酸/异亮氨酸的代谢中具有显着变化;空肠，骨骼肌和肝脏的精氨酸/脯氨酸代谢有显着变化;通路分析表明，骨骼肌和肺的氨酰-tRNA生物合成有显着变化。途径分析还确定了不同组织独特的代谢途径的变化，包括柠檬酸循环(空肠)，β-丙氨酸代谢(骨骼肌)和嘌呤代谢(肝脏)的变化。

这些发现表明，在不同组织中受影响的代谢途径重叠，以及在其他组织中独特的代谢途径，都有助于了解败血症导致器官功能障碍的代谢变化。一旦确定了代谢物/代谢改变与脓毒症潜在发病机理之间的关系，这可能允许针对多个组织或单个组织的治疗性干预措施。

首席研究员蒙特·威利斯医学博士，印第安纳大学医学院克纳内特心脏病学院教授将脓毒症描述为“器官间网络问题”。

威利斯解释说：“败血症结果改善的部分原因是由于我们对病理过程的了解有限。” “虽然从概念上讲授了器官的代谢串扰，但我们倾向于以器官特有的方式来思考疾病。我们需要超越仅针对症状的治疗方法。我们的研究表明，需要对疾病有更广阔的系统视野，并且代谢中间体可能是败血症和其他疾病的负责任调节剂。”

在这项研究中，猪感染了铜绿假单胞菌。个人可能因食用铜绿假单胞菌污染的食物或接触受感染的潮湿区域或未正确清洁的医疗设备而生病。感染后十八小时，研究人员分析了猪肠道，骨骼肌，肝和肺的组织样本，以确定跨器官的特定代谢途径如何受到影响。

研究人员确定了比以前报道的更广泛的代谢过程中常见的代谢变化和器官特异性变化。还确定了新陈代谢的器官特异性缺陷，具有潜在的治疗意义。

“观察到的器官特异性代谢改变为以前未曾探索过的疾病机制提供了线索，而常见的代谢改变说明了比以前在各个器官研究中报道的更广泛的变化。这些研究为深入了解系统疾病中各组织之间的交叉交流潜力以及特定器官损伤如何可能需要针对新陈代谢的治疗性干预提供了条件，”第一作者，杜克分子公司Sarah W. Stedman营养与代谢中心的医学博士Amro Ilaiwy指出。杜克大学医学中心生理研究所。

威利斯和他的共同研究者强调，必须将疾病过程理解为沟通器官的网络，而不是专注于孤立的器官。鉴于代谢串扰已被糖尿病等疾病基本接受，因此有将这些概念扩展到其他学科(例如骨骼肌和心脏)的其他复杂疾病的基础。

估计每年有170万美国成年人患败血症，导致近270,000例死亡。脓毒症会产生复杂的血液动力学和细胞变化，包括组织损伤和器官衰竭，导致氧气向细胞的输送不足。治疗通常针对诸如血压低或引起感染的细菌等症状，但不能解决发生在受影响器官中的潜在病理生理问题。了解发生在受影响器官中的潜在病理生理学一直是一个挑战。

一些科学家认为，要么过于狭窄地关注单个器官，要么过于宽泛地旨在检测广泛的代谢变化的方法可能会阻碍进步。

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