研究背景:肺结核病(pulmonary tuberculosis)是结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,Mtb)引起的慢性肺部感染性疾病。中国结核病新发病例数为世界第二,而临床却缺乏肺结核病治愈的实验室标准。治疗方案一般采用世界卫生组织(WHO)指南推荐的6个月治疗方案。包括前2个月使用异烟肼、利福平、吡嗪酰胺和乙胺丁醇进行强化治疗。后四个月使用异烟肼和利福平的继续治疗。目前,出院标准以肺结核病患者症状的评估、痰涂片或痰培养结果、胸CT表现和用药疗程等判断患者是否治愈。由于缺乏实验室评价肺结核病治愈的统一标准,医生的主观判断使得一些未治愈的肺结核患者出院,增加了肺结核病传播风险,也加速结核分枝杆菌的耐药。为此,迫切需要研究肺结核病治愈评价生物标志物,建立快速、敏感、特异的肺结核病治愈诊断新方法。研究方法:采用高效液相色谱连用质谱(LC-MS)的方法,对健康组,未治疗组,治疗2个月组和治愈组肝素抗凝血浆中的代谢物进行检测。数据经基线过滤、峰识别、积分、保留时间校正、峰对齐和归一化,最终得到保留时间、质荷比和峰强度的数据矩阵,正负离子模式下可得到所有的质核比。采用多维分析OPLS-DA和单维分析(student t检验)相结合的办法,来筛选组间差异代谢物(VIP>1,p<0.05)。对筛选出的健康组,未治疗组,治疗2个月组和治愈组患者血浆中的代谢物,建立肺结核病血浆代谢物联合治愈模型,并评估其临床诊断价值。研究结果:在健康组、未治疗组、治疗2个月组和治愈组之间筛选差异代谢物,经过预处理后正离子模式3861个Peak被保留,负离子模式3975个Peak被保留。多元变量统计分析结果表明,模型建立良好,可以将健康组,未治疗组,治疗2个月组和治愈组进行良好区分。治疗2个月组和未治疗组中,共筛选得到32个差异代谢物;15个差异代谢物表达下调,17个差异代谢物表达上调。显示差异代谢物主要富集在丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸代谢和谷胱甘肽代谢通路上。治愈组和未治疗组中,共筛选得到19个差异代谢物;其中8个差异代谢物表达下调,11个差异代谢物表达上调。差异代谢物主要富集在苯丙氨酸代谢、花生四烯酸代谢、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成。最终我们得到L-Histidine(L-组氨酸),Arachidonic acid(AA,花生四烯酸),Biliverdin(胆绿素),L-Cysteine-glutathione disulfide(L-半胱氨酸-谷胱甘肽二硫化物),即这四个差异代谢物在肺结核病治疗6个月时恢复。其中,L-Cysteine-glutathione disulfide和AA在治疗2个月时恢复。Biliverdin、L-Cysteine-glutathione disulfide和AA的改变可能共同反映了机体对结核分枝杆菌的防御能力。L-Histidine的改变可能反映了机体凝血功能的情况。我们为治愈差异代谢物建立了一个联合治愈模型,ROC曲线下面积(AUC)为0.909(95%CI,0.802 to 0.970),灵敏性和特异性分别为86.2%,85.2%。结论:建立的联合诊断模型可作为诊断肺结核病治愈的潜在生物标志物。我们的结果为患者出院标准的生物学标志物研究提供实验室基础,为抗结核病药物治疗效果的研究提供了新的思路。