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目的本研究运用UPLC/Q-TOF MS分析糖尿病、糖调节受损和正常糖耐量人群的血清代谢图谱,筛选并鉴定糖调节受损人群的血清代谢标志物,探索糖调节受损的发生发展机制,为糖调节受损人群的早期诊断和干预提供理论依据。方法代谢标志物的检测与筛选:(1)收集糖尿病患者血清样品50例,糖调节受损人群血清样品30例,正常糖耐量人群血清样品50例。(2)样品经预处理后,使用UPLC/Q-TOF MS方法检测三组样品代谢谱。(3)采用主成分分析(PCA)、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)及正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)多维统计分析分析代谢谱的聚类情况,得到代谢物对组间差异的贡献值(VIP),同时通过方差分析和t检验比较代谢物在各组含量,经VIP>1、P<0.05等条件筛选后成为代谢标志物。代谢标志物的鉴定与通路分析:(1)将允许误差小于5ppm等标准作为匹配条件,利用试验所获信息与HMDB、Metlin、Chemspider数据库中的代谢物信息匹配以鉴定代谢标志物,选择一级质谱和二级质谱鉴定得分不低于50分则认为成功鉴定。(2)通过MetaboAnalyst分析代谢标志物主要参与的代谢通路,探究糖调节受损阶段相关代谢通路的变化。结果1.糖尿病组、糖调节受损组及正常糖耐量组的血清代谢谱经PCA和OPLSDA分析发现8种差异性代谢标志物:二十二酰胺、胆固醇乙酸酯、二十二碳六烯酸(DHA)、油酸己六酯、肌苷、甲基睾酮、L-苯丙氨酸和(2R,6x)-7-甲基-3-亚甲基-1,2,6,7-辛烷四醇2-葡萄糖苷。2.糖调节受损组和正常糖耐量组的血清代谢谱经PLS-DA分析发现两组间有7种差异性代谢标志物:二十二酰胺、胆固醇乙酸酯、二十二碳六烯酸(DHA)、油酸己六酯、甲基睾酮、(卤)-苯丙氨酸和(2R,6x)-7-甲基-3-亚甲基-1,2,6,7-辛烷四醇2-葡萄糖苷。除胆固醇乙酸酯外,其余代谢标志物均在糖调节受损人群血清中含量更高(P<0.001)。3.糖调节受损组和糖尿病组的血清代谢谱经PLS-DA分析发现两组间有10种差异性代谢标志物:L-苯丙氨酸、L-色氨酸、肌苷、α-生育醌、(2R,6x)-7-甲基-3-亚甲基-1,2,6,7-辛烷四醇2-葡萄糖苷、油酸己六酯、胆固醇乙酸酯、二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯(DHA)和11-氧代十六烷酸。其中前五种代谢标志物在糖调节受损向糖尿病发展过程中含量升高(P<0.001),后五种在此过程中含量降低(P<0.05)。4.将各组间代谢图谱分析获得的代谢标志物进行汇总整理,发现与糖调节受损相关的无重复的代谢标志物共13种。糖调节受损组与正常糖耐量组之间的特异性代谢标志物共3种,分别为:二十二酰胺、(卤)-苯丙氨酸和甲基睾酮;糖调节受损组与糖尿病组之间的特异性代谢标志物共6种,分别为:L-苯丙氨酸、α-生育醌、L-色氨酸、肌苷、EPA和11-氧代十六烷。5.将获得的13种糖调节受损相关的代谢标志物进行代谢通路分析发现,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成通路及鞘脂代谢通路的影响值大于0.1且通路覆盖率的显著性-log(p)值大于2。结论1.UPLC/Q-TOF MS可用于筛选糖调节受损的代谢标志物。2.二十二酰胺、(卤)-苯丙氨酸和甲基睾酮具有潜在的糖调节受损诊断价值。3.L-苯丙氨酸、α-生育醌、L-色氨酸、肌苷、二十碳五烯酸(EPA)和11-氧代十六烷可作为糖调节受损向糖尿病发展的预警。4.在糖调节受损人群中,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成通路发生下调,而鞘脂代谢通路发生了上调。