多囊卵巢综合征(PCOS)是育龄期女性常见的一种复杂的内分泌及代谢紊乱性疾病,目前其病因及发病机制仍不十分明确。因PCOS的临床表现具有明显的异质性、给患者带来严重的生理及心理影响、增加心血管和代谢疾病的发病风险,故深入研究其发病机制和寻找早期诊断生物标志物仍具有非常重要的意义。代谢组学(metabolomics or metabonomics)是近年来系统生物学中发展起来的一门新兴学科,主要通过高通量、高灵敏的现代分析技术,分析生物体中的所有代谢产物(包括内源性和外源性),反映出这些代谢物复杂、动态的变化,揭示和解析被研究对象的生理病理状态。代谢组学现已成为发现疾病的代谢通路变化及诊断生物标志物的重要工具,尤其是在代谢性疾病方面的应用日趋广泛。目的：本研究基于超高效液相色谱-质谱联用的代谢组学研究平台,对PCOS患者和健康对照人群的血清标本进行代谢组学分析,寻找能够用于PCOS诊断的特异性的代谢物分子,同时从代谢水平层面探索PCOS的发病机制和治疗的新靶点；通过分析PCOS中不同代谢特征的患者(IR PCOS患者和non-IR PCOS患者)之间的代谢物群的动态变化,探索胰岛素抵抗(IR)对PCOS的代谢影响；对筛选出的差异性代谢物进行深入分析研究,阐明PCOS及R发生发展的病理机制。方法：本研究基于超高效液相色谱串联四极杆飞行时间质谱(UPLC/Q-TOF-MS)的平台和模式识别的方法,应用代谢组学方法探讨PCOS患者(n=20)和健康对照组(n=15)之间以及伴有胰岛素抵抗的PCOS患者(IR PCOS,n=11)和不伴有胰岛素抵抗的PCOS患者(non-IR PCOS,n=9)之间的血清代谢组分的变化。采用MarkerViewv1.2.1软件对实验原始数据进行数据提取、峰对齐、校正和归一化处理,运用SMCA-P13.0软件进行主成分分析(PCA)、偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)和正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA),对代谢物轮廓数据的变异性进行分析,构建疾病区分的模式识别图,依据OPLS-DA模型的标量投影重要性(VIP)值和单变量统计分析中的P值筛选区分PCOS患者和健康对照人群、IRPCOS患者和non-IR PCOS患者的特征分子,并对它们进行鉴定。筛选出的差异性代谢物进一步采用ROC曲线对其临床诊断效能进行评估。结果：本研究成功构建了正、负离子模式下"non-IR PCOS患者-IR PCOS患者-健康对照者”的PLS-DA分析模型以及"PCOS患者-健康对照者”和"non-IR PCOS患者-IR PCOS患者”各自对应的OPLS-DA分析模型。在PCOS组和健康对照组之间鉴定出了36种存在显著性差异的血清代谢物,在IRPCOS组和non-IR PCOS组之间鉴定出了9种存在显著性差异的代谢物。与正常对照组相比,PCOS患者血清中水平升高的代谢物有饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸(十四酸、亚油酸、9-/13-HODE等),脂肪酰胺(棕榈酰胺、油酸酰胺、棕榈油酰乙醇酰胺),硫酸脱氢表雄酮,L-谷氨酸、焦谷氨酸,壬二酸、L-甘油酸；血清中水平降低的代谢物有溶血磷脂胆碱、溶血磷脂酰乙醇胺、尿苷和L-肉毒碱。与non-IR PCOS患者相比,在IR PCOS患者中,除了亚油酸、十四酸、棕榈酸和十八碳烯酸含量水平显著增加外,5-甲氧基水杨酸含量水平也显著升高,同时伴有肌酸、精氨基琥珀酸、十二烷二酸和硫酸吲哚酚含量水平的显著降低。经ROC曲线分析,发现9种代谢物具有较好的诊断价值,主要包括LPC(18:2)、LPC(20:2)、酮亮氨酸、尿苷、6-磷酸果糖、植物鞘氨醇等。结论：代谢组学是研究机体代谢物差异和代谢途径变化的有用工具。基于代谢组学研究,发现PCOS患者中存在类固醇激素生物合成异常、氨基酸和核苷酸代谢紊乱、谷胱甘肽代谢紊乱、脂质和碳水化合物的新陈代谢紊乱。并且,与non-IR PCOS亚组人群相比,IR PCOS亚组人群表现出更显著的代谢异常。这些研究结果将有助于对PCOS发病机制的洞悉和对PCOS预防及诊断的改善及提高。