Frontiers in Medicine：马丽娜团队揭示老年人衰弱的代谢特征
2022年1月，首都医科大学宣武医院、中科脂典、浙江大学医学院附属第二医院、中科院遗传发育所的相关研究人员在《Frontiers in Medicine》（IF: 5.1）上发表了题为“Metabolomics-Based Frailty Biomarkers in OlderChinese Adults”的研究论文，揭示了衰弱老年人血清的代谢物特征以及衰弱的潜在机制。
展示了中国衰弱老年人血清中的代谢组学特征
碳水化合物、脂质和氨基酸代谢途径与衰弱表型显著相关
线粒体功能障碍、饱和脂肪酸介导的脂质毒性、异常的不饱和脂肪酸代谢和色氨酸降解增加可能是衰弱的潜在机制
衰老是一个不可避免的生命过程，其特点是功能能力和抗压能力随时间下降，与发病率和死亡率风险增加相关。然而，一个人的机能衰退与年龄的增长只是大致一致。衰弱比实足年龄更能反映老年人的生理状况和疾病风险。因此，衰弱的早期筛查对于年龄相关疾病的个性化干预和不良后果预防至关重要。由于缺乏对衰弱的统一定义，目前还缺乏客观的评估工具来识别衰弱，迫切需要敏感和特异性的衰弱生物标志物。
目前，对衰弱生物标志物的研究表明，衰弱涉及多种生理途径和各种分子变化之间的串扰。一组生物标志物相比于单一标志物可能更有利于识别衰弱。然而，目前没有得到广泛认可的衰弱生物标志物，候选生物标志物与衰弱表型之间的关系在很大程度上是未知的。代谢组学是一个用于分析多种生物样本终末代谢产物的平台。这种方法在描绘老年人的代谢图谱方面具有广阔的应用前景，并且可以促进识别衰弱的相关通路。
本研究共招募了 74 名 60 岁及以上的参与者。根据由低握力、慢步速、活动量下降、疲劳和体重下降等5个要素组成的衰弱表型标准评估衰弱状态。其中衰弱组25 名，非衰弱组49 名。两组在年龄、性别、BMI、吸烟、饮酒、血压、慢性病和实验室检查方面没有显著差异。
研究人员用飞行时间 (QTOF) 质谱的非靶向代谢组学平台系统分析了两组人群的血清代谢图谱，确定了 46 个类别的 349 种代谢物。稀疏偏最小二乘 (sPLS) 回归表明，参与者在衰弱和各衰弱表型以及相应的对照组之间表现出中等程度的组间差异。与非衰弱者相比，衰弱的老年人血清中有7种代谢物上调，4种下调。Pearson相关分析表明，与握力呈正相关和负相关的代谢物分别有11 种和 21 种，而与步速呈正相关和负相关的代谢物分别有 7 种和 76 种。
老年人血清的代谢组学分析
接下来，研究人员生成了用于富集分析和代谢通路分析的代谢物组。表1显示了每个衰弱表型的富集分析。两个最显著富集的代谢物组是脂肪酸代谢和长链饱和脂肪酸的线粒体β-氧化。表2列出了 13 条通路，这些通路涉及一种或多种与衰弱表型相关的代谢物。前三个重要通路是抗坏血酸和醛糖酸代谢、戊糖和葡萄糖醛酸相互转化以及赖氨酸降解。
表1. 衰弱表型中的富集代谢物
表2. 与衰弱表型相关的代谢通路
在这项探索性代谢组学研究中，研究人员发现衰弱和非衰弱的个体表现出不同的代谢特征。碳水化合物、脂质和氨基酸代谢途径与衰弱表型显著相关，表明这些途径的调节可能会影响衰弱。碳水化合物代谢的中间体（例如异柠檬酸、苹果酸、富马酸、顺乌头酸、葡萄糖醛酸和丙酮酸）、饱和脂肪酸（例如棕榈酸）、不饱和脂肪酸（例如花生四烯酸和亚油酸）和某些必需氨基酸（例如色氨酸）可能是早期诊断衰弱的候选生物标志物。线粒体功能障碍、饱和脂肪酸介导的脂质毒性、异常的不饱和脂肪酸代谢和色氨酸降解增加可能是衰弱的潜在机制。
衰弱潜在的生物标志物和机制
该研究结果强调了代谢组学在寻找衰弱生物标志物中的价值，并初步揭示了中国衰弱老年人血清中的代谢组学特征，筛选出了衰弱的候选生物标志物以及潜在机制和治疗目标。然而，该研究有一定的局限性。一是样本量有限，没有进行额外的性别控制分析。其次，这是一项单中心研究，没有对不同地区、种族、生活方式、饮食习惯、文化和经济水平的人群进行评估。该结果可能不能代表整个中国人群。未来需要在更大的队列和更广的人群中验证该研究结果，并为衰弱的发生机制研究提供更多证据。
