李思涛; 郝虎; 刘梦娴; 黄培练; 古霞; 杨秋萍; 肖昕

doi:10.3760/cma.j.issn.1007-9408.2019.03.005

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• 论著 •

基于液相色谱-串联质谱联用技术的支气管肺发育不良患儿血代谢产物分析

中华围产医学杂志, 2019,22(3) : 173-179. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1007-9408.2019.03.005

摘要

目的

探讨支气管肺发育不良（bronchopulmonary dysplasia, BPD）患儿生后36 h内及生后第3周血液代谢物特征性变化，为BPD的诊断提供新的生物标记物。

方法

收集2014年1月至2016年10月在中山大学附属第六医院住院的胎龄<32周的BPD早产儿为BPD组，匹配同期住院、胎龄相差1周以内的非BPD早产儿为对照组。于生后36 h及第3周，采取足跟末梢血，制备血片，利用液相色谱-串联质谱联用技术进行代谢产物测定，并用正交偏最小二乘判别分析法（orthogonal partial least squares discriminant analysis, OPLS-DA）对数据进行分析。采用χ²检验（或Fisher精确概率法）、Mann-Whitney U检验或t检验对数据进行统计学分析。

结果

（1）BPD组和对照组于生后36 h内和第3周时各分别有20例和11例患儿。BPD组患儿胎膜早破时间、平均住院时间、无创和有创机械通气时间，以及住院期间总用氧时间均高于对照组[M（P₂₅~P₇₅）或（±s），13.5（0.0~98.3）与0.0（0.0~0.0） h，Z=3.049；（66.6±20.5）与（43.9±9.3） d，t=4.574；267.0（199.5~516.1）与110.5（0.0~238.5） h，Z=－3.428；117.5（0.0~269.3）与0.0（0.0~72.0） h，Z=－2.785；1 184.0±386.6与（595.9±270.3） h，t=5.576；P值均<0.05]，其余一般情况差异无统计学意义。（2）生后36 h内，BPD组患儿血甘氨酸、脯氨酸、色氨酸、胡椒酰胺水平较对照组降低[（201.59±65.01）与（290.90±137.56） μmol/L，t=－2.625；103.55（72.43~434.57）与439.48（103.80~608.98） μmol/L，Z=－2.245；29.54（20.30~41.04）与47.42（29.46~73.57） μmol/L，Z=－2.326；50.04（35.29~104.78）与95.79（76.21~129.97） μmol/L，Z=－2.029]，血谷氨酸水平高于对照组[（224.30±67.40）与（182.67±40.87） μmol/L，t=2.362]（P值均<0.05）。（3）出生第3周，BPD组血甘氨酸、色氨酸、脯氨酸水平低于对照组[分别为（185.92±61.51）与（271.85±115.85） μmol/L，t=－2.177；（39.41±18.22）与（63.92±17.50） μmol/L，t=-3.217；90.23（37.93~146.37）与330.15（47.79~622.90） μmol/L，Z=－2.134]，鸟氨酸水平高于对照组[（75.09±43.21）与（39.25±16.53） μmol/L，t=2.569]（P值均<0.05）。

结论

血代谢产物甘氨酸、脯氨酸、色氨酸等代谢产物在BPD早期诊断中可能具有潜在的应用价值。

引用本文: 李思涛, 郝虎, 刘梦娴, 等. 基于液相色谱-串联质谱联用技术的支气管肺发育不良患儿血代谢产物分析 [J] . 中华围产医学杂志, 2019, 22(3) : 173-179. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1007-9408.2019.03.005.

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支气管肺发育不良（bronchopulmonary dysplasia, BPD）是早产儿最常见的呼吸系统疾病，其病因和发病机制尚未完全明确。目前认为，在遗传易感基础上，小胎龄和低出生体重是BPD发病的基本因素，通过机械通气、氧中毒、感染和炎症反应等多种因素协同作用，导致BPD的发生^[1]。如何做到早期预测BPD，以减轻其严重程度，甚至预防该病的发生，成为国内外儿科医生关注的焦点。近年来有研究报道，出生时脐带血及生后早期的血尿相关标记物可作为早期诊断BPD的指标^[2]。基于此，本研究通过液相色谱-串联质谱联用技术（liquid chromatography tandem mass spectrometry, LC-MS-MS）检测BPD患儿生后不同时间的血液代谢物水平，以期为BPD的早期诊断提供新的线索。

贡献者信息

李思涛

中山大学附属第六医院儿科，广州　510655

郝虎

中山大学附属第六医院儿科，广州　510655

刘梦娴

中山大学附属第六医院儿科，广州　510655

黄培练

广州市白云区人民医院儿科　510500

古霞

中山大学附属第六医院儿科，广州　510655

杨秋萍

中山大学附属第六医院儿科，广州　510655

肖昕

中山大学附属第六医院儿科，广州　510655

通信作者

肖昕

中山大学附属第六医院儿科，广州　510655

Email：txiaoxin1049@163.com

关键词

支气管肺发育不良; 氨基酸类; 代谢组学; 色谱法，液相; 串联质谱法;

基金项目

广东省医学科研基金项目（A2017352）

广州市科技计划项目（201704020086）

作者声明

作者贡献声明　李思涛：研究设计、论文撰写、统计学分析；郝虎：研究设计、论文修改；刘梦娴、黄培练：数据整理、统计学分析；古霞、杨秋萍：数据收集及整理；肖昕：论文审阅、修改

利益冲突

利益冲突　所有作者均声明不存在利益冲突

历史

出版日期：2019-03-16

收稿日期：2018-07-04

本文编辑

李晔

Original Article

Analysis of blood metabolites in preterm infants with bronchopulmonary dysplasia using liquid chromatography-tandem mass spectrometry

Sitao Li, Hu Hao, Mengxian Liu, Peilian Huang, Xia Gu, Qiuping Yang, Xin Xiao

Published 2019-03-16

Cite as Chin J Perinat Med, 2019, 22(3): 173-179. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1007-9408.2019.03.005

Abstract

Objective

To analyze the changes in blood metabolites in premature infants with bronchopulmonary dysplasia (BPD) within 36 h and in the 3rd week after birth in order to find new biomarkers for diagnosis of BPD.

Methods

The BPD group included 20 premature infants (<32 gestational weeks) hospitalized in the Neonatal Intensive Care Unit (NICU) of the Sixth Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University and diagnosed with BPD from January 2014 to October 2016. Another 20 non-BPD premature infants with similar gestational age (within one week) who were admitted during the same period were enrolled in the control group. Blood samples of both groups were collected within 36 h and in the 3rd week after birth. Liquid chromatography-tandem mass spectrometry was used to detect blood metabolites and the obtained data were subjected to metabolomics analysis using orthogonal partial least squares discriminant analysis. Chi-square test (or Fisher's exact test), Mann-Whitney U test or t test was used for statistical analysis.

Results

(1) Twenty and 11 blood samples were collected within 36 h and in the 3rd week after birth from the BPD and the control group, respectively. Compared with the control group, the interval between premature rupture of membranes and delivery, the average length of hospital stay, non-invasive and invasive mechanical ventilation duration and the total duration of supplemental oxygen during hospitalization in the BPD group were longer [M (P₂₅-P₇₅) or (±s): 13.5 (0.0-98.3) vs 0.0 (0.0-0.0) h, Z=3.049; (66.6±20.5) vs (43.9±9.3) d, t=4.574; 267.0 (199.5-516.1) vs 110.5 (0.0-238.5) h, Z=-3.428; 117.5 (0.0-269.3) vs 0.0 (0.0-72.0) h, Z=-2.785; (1 184.0±386.6) vs (595.9±270.3) h, t=5.576; all P<0.05]. (2) Within 36 h after birth, the levels of glycine, proline, tryptophan and piperamide-C5:1 in the BPD group were decreased obviously compared with those in the control group [(201.59±65.01) vs (290.90±137.56) μmol/L, t=-2.625; 103.55 (72.43-434.57) vs 439.48 (103.80-608.98) μmol/L, Z=-2.245; 29.54 (20.30-41.04) vs 47.42 (29.46-73.57) μmol/L, Z=-2.326; 50.04 (35.29-104.78) vs 95.79 (76.21-129.97) μmol/L, Z=-2.029; all P<0.05]. However, the glutamate level was increased [(224.30±67.40) vs (182.67±40.87) μmol/L, t=2.362, P<0.05]. (3) In the 3rd week after birth, the levels of glycine, proline and tryptophan in the BPD group were lower compared to those in the control group [(185.92±61.51) vs (271.85±115.85) μmol/L, t=-2.177; (39.41±18.22) vs (63.92±17.50) μmol/L, t=-3.217; 90.23 (37.93-146.37) vs 330.15 (47.79-622.90) μmol/L, Z=-2.134; all P<0.05]. However, the ornithine level was higher [(75.09±43.21) vs (39.25±16.53) μmol/L, t=2.569, P<0.05].

Conclusions

Glycine, proline and tryptophan in blood are potential biomarkers for early diagnosis of BPD.

Key words:

Bronchopulmonary dysplasia; Amino acids; Metabolomics; Chromatography, liquid; Tandem mass spectrometry

Contributor Information

Sitao Li