研究热点丨肠道微生物代谢组学助力揭示肝性脑病新机制

2025年1月，南方医科大学珠江医院周宏伟课题组联合多家单位在Nature medicine(IF=58.7)发表了题为“The gut-brain axis underlying hepatic encephalopathy in liver cirrhosis”的研究论文，该研究使用了赛默飞TSQ三重四极杆液质平台，通过代谢组学、宏基因组、转录组等技术，揭示了肝性脑病的肠-肝-脑轴新机制，发现肠道微生物活泼瘤胃球菌（R. gnavus）可以通过苯丙氨酸脱羧酶和代谢产物驱动肝性脑病，为肝性脑病确定了一个有前景的治疗和预测靶点。

约50%-70%的肝硬化患者会发展为肝性脑病，表现为震颤、记忆障碍、昏迷等症状，严重影响患者生活质量，甚至导致死亡。传统的“氨中毒”理论及疗法无法解释肝性脑病发病机制，且血氨水平与疾病的发病及严重程度不总是一致。多项研究表明，肠道菌群失衡与肝性脑病密切相关。因此，研究团队从肠道菌群入手，探索肝性脑病的发病机制，为肝性脑病找到新的诊疗靶点。

该研究结合多组学技术，通过动物实验及临床队列验证，揭示了肠道共生菌R. gnavus通过苯丙氨酸脱羧酶（PDC）及其代谢产物（PEA）驱动肝性脑病的新机制。PEA是一种神经毒性物质，能够穿透血脑屏障，对大脑造成损伤，引发肝性脑病症状。

在这项突破性研究背后，代谢组学技术扮演着重要角色。采用代谢组学技术解析肠道微生物代谢物的组成及动态变化，为揭示菌群-宿主潜在的互作机制及疾病发生的因果关联提供关键技术支持。

本研究中粪便、血清及脑部样品中代谢物检测采用的是TSQ三重四极杆液质平台，实现了单胺类物质包括PEA高通量、高灵敏定量分析。赛默飞在代谢组学领域具有一站式解决方案。靶向代谢组学领域，TSQ三重四极杆质谱以低丰度代谢物高度覆盖，为代谢物精准定量奠定了坚实基础； 2024年全新推出的Stellar线性离子阱质谱仪在通量、灵敏度及方法开发易用性上全面提升，成为大小分子定量领域耀眼的恒星。非靶向代谢组学领域，更有金标准Orbitrap超高分辨质谱，为队列样本检测提供了超高分辨率、灵敏度及高质量精度，为代谢组学研究者所面临的的挑战—样本基质复杂、代谢产物鉴定数量不足、辨别假阴性/假阳性结果等问题提供强大的技术支撑。