Оценка метаболома сыворотки крови — перспективный метод диагностики неалкогольной жировой болезни печени у мужчин

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Диагностика заболеваний печени, в частности неалкогольной жировой болезни печени (НАЖБП), во многом определяется информативными, безопасными, неинвазивными, высокочувствительными методами, которые могут быть применены у всех пациентов без исключения. Одним из таких методов является газовая хромато-масс-спектрометрия (ГХ-МС). В процессе исследования мы оценивали метаболом сыворотки крови с помощью метода ГХ-МС у лиц мужского пола для диагностики НАЖБП на стадии неалкогольного стеатогепатита. В образцах сыворотки крови, полученных от 25 пациентов, было идентифицировано 319 соединений, из которых аннотировали 109. У пациентов с НАЖБП отмечалось достоверное повышение индолкарбоновых и жирных кислот, гипоксантина, гидроксикарбоновых и фенилкарбоновых кислот. Результаты исследования показали, что пониженный уровень 4-гидроксимасляной кислоты и соединения-360 говорит о возможном их влиянии на патогенез НАЖБП, а повышенный уровень сахарного спирта — о возможном повреждающем действии на клетки печени. Для выявленных соединений — 4-гидроксимасляной кислоты, соединения-360 и сахарного спирта — были продемонстрированы высокие значения специфичности и чувствительности, высокий доверительный интервал и значения AUC, что говорит о возможности использования масс-спектрометрического анализа метаболома плазмы крови для диагностики НАЖБП на стадии стеатогепатита с высокой степенью надежности и вероятности.

Об авторах

Мадина Петровна Абациева

ФГБОУ ВО «Cеверо-Западный государственный медицинский университет имени И.И. Мечникова» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: madina.abacieva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1989-7546
SPIN-код: 6659-6646
ResearcherId: U-7829-2018
https://vk.com/id157820308

аспирант, врач-терапевт

Россия, 195015, г. Санкт-Петербург, Кирочная ул., 41

Игорь Геннадьевич Бакулин

ФГБОУ ВО «Cеверо-Западный государственный медицинский университет имени И.И. Мечникова» Минздрава России

Email: igbakulin@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6151-2021
SPIN-код: 5283-2032
Scopus Author ID: 6603812937
ResearcherId: P-4453-2014

декан лечебного факультета, профессор, доктор медицинских наук, заведующий кафедрой пропедевтики внутренних болезней гастроэнтерологии и диетологии имени С.М. Рысса 

Россия, 195015, г. Санкт-Петербург, Кирочная ул., 41

Станислав Игоревич Ситкин

ФГБОУ ВО «Cеверо-Западный государственный медицинский университет имени И.И. Мечникова» Минздрава России

Email: sitkins@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0331-0963
SPIN-код: 3961-8815
Scopus Author ID: 6603071466
ResearcherId: O-7557-2014

кандидат медицинских наук, доцент кафедры пропедевтики внутренних болезней гастроэнтерологии и диетологии имени С.М.Рысса

Россия, 195015, г. Санкт-Петербург, Кирочная ул., 41

Тимур Яшэрович Вахитов

ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт особо чистых биопрепаратов» ФМБА России

Email: t.ya.vakhitov@hpb.spb.ru
Scopus Author ID: 55406626900

начальник лаборатории, доктор биологических наук

Россия, 197110, г. Санкт-Петербург, ул. Пудожская, д. 7

Елена Валерьевна Демьянова

ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт особо чистых биопрепаратов» ФМБА России

Email: e.v.demyanova@hpb.spb.ru
ORCID iD: 0000-0002-1872-3464
Scopus Author ID: 57194047975
ResearcherId: P-9211-2017

заместитель начальника лаборатории, кандидат фармакологических наук

Россия, 197110, г. Санкт-Петербург, ул. Пудожская, д. 7

Список литературы

  1. Бакулин И.Г., Сандлер Ю.Г., Кейян В.А., и др. Оценка стеатоза печени с помощью неинвазивного метода: миф или реальность? // Доктор.Ру. Гастроэнтерология. – 2015. – № 12(113). – С. 57–64. [Bakulin IG, Sandler YuG, Keiyan VA., et al. Noninvasive Assessment of Hepatic Steatosis: Myth or Reality? Doctor.Ru. Gastroenterology. 2015;(12(113)):57-64. (In Russ.)]
  2. Бакулин И.Г., Абациева М.П. Неинвазивные методы в диагностике неалкогольной жировой болезни печени // Медико-социальная экспертиза и реабилитация. – 2017. – Т. 20. – № 2. – С. 107–112. [Bakulin IG, Abatsieva MP. Noninvasive methods in the diagnosis of non-alcoholic fatty liver disease. Medical-social examination and rehabilitation. 2017;20(2):107-112. (In Russ.)]. https://doi.org/10.18821/1560-9537-2017-20-2-107-112.
  3. Estes C, Razavi H, Loomba R, et al. Modeling the epidemic of nonalcoholic fatty liver disease demonstrates an exponential increase in burden of disease. Hepatology (Baltimore, Md). 2018;67(1):123-133. https://doi.org/10.1002/hep.29466.
  4. Doulberis M, Kotronis G, Gialamprinou D, et al. Non-alcoholic fatty liver disease: an update with special focus on the role of gut microbiota. Metabolism. 2017;71:182-197. https://doi.org/10.1016/j.metabol.2017.03.013.
  5. Шиповская А.А., Ларина Н.А., Дуданова О.П. Клинические особенности неалкогольной жировой болезни печени в гендерном аспекте // Journal of biomedical technologies. – 2016. – № 1. – С. 35–40. [Shipovskaya AA, Larina NA, Dudanova OP. Clinical features of nonalcoholic fatty liver disease: gender aspect. Journal of biomedical technologies. 2016;(1):35-40. (In Russ.)]. https://doi.org/10.15393/j6.art.2016.3522.
  6. Molnar MZ, Joglekar K, Jiang Y, et al. Association of Pre-Transplant Renal Function with Liver Graft and Patient Survival after Liver Transplantation in Patients with Nonalcoholic Steatohepatitis. Global NAFLD Consortium. Liver Transpl. 2018 Oct 28. https://doi.org/10.1002/lt.25367.
  7. Neuman MG, Cohen LB, Nanau RM. Biomarkers in nonalcoholic fatty liver disease. Can J Gastroenterol Hepatol. 2014;28(11):607-618. https://doi.org/1155/2014/ 757929.
  8. Ситкин С.И., Калинина Е.А., Волкунович Т.А., и др. Метаболомика — новый подход к диагностике заболеваний на молекулярном уровне // Лечение и профилактика. – 2013. – № 2 (6). – С. 117–124. [Sitkin SI, Kalinina YeA, Volkunovich TA, et al. The metabolomics as a new approach to diagnostic of diseases on the molecular level. Disease treatment and prevention. 2013;(2(6)):117-124. (In Russ.)]
  9. Loomba R, Quehenberger O, Amado A, et al. Polyunsaturated fatty acid metabolites as novel lipidomic biomarkers for noninvasive diagnosis of nonalcoholic steatohepatitis. Journal of Lipid Research. 2015 Jan;56(1):185-192. https://doi.org/10.1194/jlr.P055640.
  10. Tokushige K, Hashimoto E, Kodama K, et al. Serum metabolomic profile and potential biomarkers for severity of fibrosis in nonalcoholic fatty liver disease. J Gastroenterol. 2013;48(12):1392-1400. https://doi.org/10.1007/s00535-013-0766-5.
  11. Kalhan SC, Guo L, Edmison J, et al. M. Plasma metabolomic profile in nonalcoholic fatty liver disease. Metabolism. 2011;60:404-413. https://doi.org/10.1016/j.metabol.2010.03.006.
  12. Safaei A, Oskouie AA, Mohebbi SR, et al. Metabolomic analysis of human cirrhosis, hepatocellular carcinoma, non-alcoholic fatty liver disease and non-alcoholic steatohepatitis diseases. Gastroenterol Hepatol Bed Bench. 2016;9(3):158. PMC4947130.
  13. Li L, Huang L, Lemos HP, et al. Altered tryptophan metabolism as a paradigm for good and bad aspects of immune privilege in chronic infl ammatory diseases. Front Immunol. 2012;3:109. https://doi.org/10.3389/fimmu.2012.00109.
  14. Vanholder R, Schepers E, Pletinck A, et al. An update on protein-bound uremic retention solutes. J Ren Nutr. 2012;22(1):90-4. https://doi.org/10.1053/j.jrn. 2011.10.026.
  15. Raman M, Ahmed I, Gillevet PM, et al. Fecal microbiome and volatile organic compound metabolome in obese humans with nonalcoholic fatty liver disease. Clin Gastroenterol Hepatol. 2013;11(7):868-75.e1-3. https://doi.org/10.1016/j.cgh.2013.02.015. Epub 2013 Feb 27.
  16. Звенигородская Л.А., Черкашова Е.А., Самсонова Н.Г., и др. Целесообразность применения пробиотиков в лечении атерогенной дислипидемии // Эффективная фармакотерапия. – 2011. – № 7. – С. 46–52. [Zvenigorodskaya LA, Cherkashova YA, Samsonova NG, et al. The expediency of using probiotics in the treatment of atherogenic dyslipidemia. Effective pharmacotherapy. 2011;(7):46-52. (In Russ.)]
  17. Bessone F, Razori MV, Roma MG. Molecular pathways of nonalcoholic fatty liver disease development and progression. Cell Mol Life Sci. 2018 Oct 20. https://doi.org/10.1007/s00018-018-2947-0.
  18. Wu H, Xue R, Dong L, et al. Metabolomic profiling of human urine in hepatocellular carcinoma patients using gas chromatography/mass spectrometry. Anal Chim Acta. 2009;648(1):98-104. https://doi.org/10.1016/j.aca.2009.06.033. Epub 2009 June 21.
  19. Shinka T, Inoue Y, Ohse M, et al. Rapid and sensitive detection of urinary 4-hydroxybutyric acid and its related compounds by gas chromatography-mass spectrometry in a patient with succinic semialdehyde dehydrogenase deficiency. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci.2002;776(1):57-63. https://doi.org/10.1016/s1570-0232(02)00126-5.
  20. Beloborodova N, Bairamov I, Olenin A, et al. Effect of phenolic acids of microbial origin on production of reactive oxygen species in mitochondria and neutrophils. J Biomed Sci. 2012;19:89. https://doi.org/10.1186/1423-0127-19-89.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Распределение образцов сыворотки крови контрольной группы и пациентов с неалкогольным стеатогепатитом по области компонент; ROC-кривые оценки чувствительности и специфичности для каждого классификатора: SVM (AUC = 0,780), PLSDA (AUC = 0,591), Bayes (AUC = 0,350). контроль — здоровые, эксперимент — пациенты с неалкогольным стеатогепатитом

Скачать (160KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Распределение контрольной группы и пациентов с неалкогольным стеатогепатитом по области компонент после удаления образца из группы с НАСГ

Скачать (59KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Распределение контрольной группы и пациентов с неалкогольным стеатогепатитом по области компонент после удаления образца из группы с НАСГ и образца из группы здоровых; ROC-кривые оценки чувствительности и специфичности для каждого классификатора: SVM (AUC = 0,609), PLSDA (AUC = 0,556), Bayes (AUC = 0,518)

Скачать (101KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Box-plot для 4-гидроксимасляной кислоты (a), сахарного спирта (b) и соединения-360 (c)

Скачать (98KB)
Метаданные
6. Рис. 5. ROC-кривые 4-гидроксимасляной кислоты (a), сахарного спирта (b) и соединения-360 (c)

Скачать (148KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Сравнение ROC-кривых 4-гидроксимасляной кислоты, сахарного спирта и соединения-360

Скачать (108KB)
Метаданные

© Абациева М.П., Бакулин И.Г., Ситкин С.И., Вахитов Т.Я., Демьянова Е.В., 2019

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».