慢性胃炎患者舌苔代谢物与胃镜特征的关联性

汤 茜,范合璋,胡 钊,贺佳鑫,曹晟祺

(成都市公共卫生临床医疗中心内镜室,成都 610031)

舌诊是一种非侵入性、简单而有价值的诊断方式。与其他诊断方式(如血液检查或组织活检)相比,舌诊操作更方便,更适合患者和医生。舌苔是指由脾胃过程引起的覆盖人体舌头表面的毛皮状物质[1]。临床研究[2]表明,舌体在慢性胃炎的发展中变化缓慢,而舌苔变化更能准确反映疾病的进展情况。代谢组学是一门新兴科学,主要反映生物系统中代谢物和代谢途径的变化。代谢组学具有高通量、高灵敏度和高精确度的特点。有研究[3-4]显示,代谢组学发现肝细胞癌患者存在特异性代谢物以及乳腺癌患者中骨钙素和骨碱性磷酸酶的水平升高,但这些代谢组学所使用的样本来自血液、尿液或组织提取物,获取较复杂。

胃炎是一种组织学疾病,主要通过胃镜检查从宏观上来诊断[5]。胃炎时胃黏膜可表现出各种弥漫性宏观特征,这些特征有助于胃炎的组织学诊断。然而,目前有关胃炎患者的宏观特征及其组织形态学变化与舌苔代谢组学之间关系的研究知之甚少[6]。本研究调查慢性胃炎患者的舌苔代谢物与其胃镜特征的相关性,旨在为慢性胃炎的临床诊断提供参考。

1 对象与方法

1.1 研究对象

纳入标准:1)符合慢性胃炎诊断标准者;2)经胃镜检查确认为慢性胃炎者;3)年龄20～75岁;4)知情同意并自愿签署知情同意书者。排除标准:1)患有十二指肠溃疡、胃溃疡、胃出血或其他非慢性胃炎的胃肠道疾病;2)患有肝、心、肾、肺、脑等器官疾病或者有精神病者;3)孕妇或哺乳期妇女;4)有过敏体质或多重药物过敏者;5)过去1个月内有抗生素使用史者。

选取2019—2020年于成都市公共卫生临床医疗中心收治的慢性胃炎患者160例,其中男86例,女74例,平均年龄(54.5±18.8)岁。所有患者均接受胃镜检查,并被诊断为慢性胃炎。慢性胃炎的诊断标准源自中华医学会消化系统疾病分会的共识。本研究经过成都市公共卫生临床医疗中心伦理委员会的批准,所有患者均签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 胃镜检查及分组

胃镜检查前至少禁食6 h。用利多卡因喷雾进行咽部麻醉后行胃镜检查。胃镜常规检测从胃体(前部和后部)和胃窦(幽门3 cm内)采集3处活检标本用于组织学检查。胃部的典型宏观特征由3位有经验的胃镜医师综合10张胃镜照片及胃镜检查结果而形成。胃镜检查分别观察胃体和胃窦是否有可见的糜烂(黏膜表面有小的表面缺陷,边缘平坦,呈白色/黄色或小出血点或瘀点)和瘀点(弥漫性、斑点状或线状红斑)。根据胃部特征,患者分为对照组(无瘀点和糜烂)、瘀点组(见瘀点,无糜烂)和瘀点＋糜烂组(见瘀点和糜烂)。

1.2.2 舌苔代谢物检测

样品的收集:患者用200 m L生理盐水漱口1～2次后,用不锈钢勺刮取适量的舌头涂层样品,将样品放入装有2 m L生理盐水的灭菌EP管中,密封并储存在-80℃冰箱备用。

气相色谱质谱(GC-MS)检测代谢物:使用气相色谱-四极杆质谱仪(Thermo Trace DSQ,美国Thermo Fisher Scientific)进行舌苔代谢物检测。色谱条件:色谱柱规格为60 m×0.25 mm×0.25μm,TR-5MS初始温度为80℃并维持2 min,然后以每分钟10℃升温至140℃。温度继续以每分钟4℃升至240℃,以每分钟10℃升至280℃,在280℃下维持10 min,载气为氦气,流速为1.0 m L·min-1,注射口温度为280℃,注射量为0.2μL质谱分析的条件,溶剂延迟8 min,离子源温度为250℃,端口温度为280℃;MS扫描范围为40～500 Dax,M/Z电离模式为EI,电子能量为70 e V。通过硅烷衍生物方法处理的舌头涂层样品被分成3个相同的试样进行注射。每个样品连续注射3次。GC-MS检测中每个峰表示样品的1种组份,由每个峰可以得到相应化合物质谱图,峰面积与该组份含量成正比,可用于定量。

1.2.3 资料处理及分析

将峰数、样本名称和标准化峰区输入到Simcap＋13.0it软件中,应用该程序中的PLS判别分析(OPLS-DA)来寻找组件以实现2组之间的最大分离,并了解哪些变量有助于组间分离。选择样本的第一和第二主成分作图。应用两样本Welch t统计量和变量重要性投影(VIP)值分析中的变量重要性来比较2组的峰值[7]。根据代谢物的质量电荷比(质荷比)和保留时间在METLIN(http://metlin.scripps.edu/index.php)和HMDB(https://hmdb.ca)数据中分析差异代谢物。以P＜0.05且VIP≥1的峰筛选差异代谢物。

2 结果

2.1 各组胃镜情况

胃镜检查结果显示:对照组以胃窦为主和以胃体为主的慢性胃炎患者分别为46例和52例;瘀点组以胃窦为主和以胃体为主的慢性胃炎患者分别为31例和41例;瘀点＋糜烂组以胃窦为主的慢性胃炎和以胃体为主的慢性胃炎分别为83例(弥漫性38例、斑点状37例、线状8例)和67例(弥漫性36例、斑点状26例、线状5例)。

2.2 各组舌苔代谢物的GC-MS代谢谱

GC-MS检测结果显示,对照组、瘀点组、瘀点＋糜烂组存在一些显著差异的质谱峰,如对照组的部分基峰为13.41、18.03和44.90,瘀点组的部分基峰为13.55和18.08,瘀点＋糜烂组的部分基峰为13.79和18.12。见图1。

图1 各组GC-MS代谢谱情况

2.3 OPLS-DA分数图

OPLS-DA分析结果显示,对照组与瘀点组样本点显著分离,其中黑色代表对照组,红色代表瘀点组。见图2A。瘀点组与瘀点＋糜烂组样本点仍存在一定的重叠,其中黑色代表瘀点组,红色代表瘀点＋糜烂组。见图2B。

图2 各组OPLS-DA分数图

2.4 GC-MS峰及其相应的代谢物特征

与对照组相比,瘀点组舌苔代谢物存在9个不同的峰,数据库查询分析显示差异代谢物包括癸酰基-L-肉碱、醋酸脱氧皮质酮、L-组氨酸、雄烯二酮、孕酮、氧代己二酸、肌酐、D-乳糖和L-色氨酸。见表1。与瘀点组比较,瘀点＋糜烂组舌苔代谢物仅发现3个不同的峰,数据库查询分析显示差异代谢物包括邻苯二酚、O-磷酸乙醇胺和L-酪氨酸。见表2。

表1 与对照组比较的瘀点组GC-MS峰及其相应代谢物特征

表2 与瘀点组比较的瘀点＋糜烂组GC-MS峰及其相应代谢物特征

3 讨论

分析代谢物与疾病之间的关系,有助于识别疾病诊断的生物标志物[8]。KETTUNEN等[9]使用核磁共振高通量法发现117种代谢标志物包括脂蛋白亚类、氨基酸、脂质与最大全基因组关联。胃炎患者常伴有代谢物的改变,但慢性胃炎的代谢组学研究鲜有报道。虽从生物样本(血液、尿液、组织提取物)中测定代谢生物标志物有助于区分慢性胃炎高危人群[10],但没有舌苔代谢物简便。慢性胃炎患者胃黏膜可表现出多种弥漫性宏观特征,常表现为弥漫性胃炎、胃褶皱增厚、糜烂和瘀点[11]。

本研究根据胃部特征将慢性胃炎患者分为对照组、瘀点组和瘀点＋糜烂组,通过GC-MS技术来鉴定3组患者的舌苔代谢物,结果发现,与对照组比较,瘀点组在癸酰基-L-肉碱、醋酸脱氧皮质酮、L-组氨酸、雄烯二酮、孕酮、氧代己二酸、肌酐、D-乳糖和L-色氨酸这些代谢物上存在差异。有研究[12-14]表明,癸酰基-L-肉碱反映脂肪酸氧化的异常性,而醋酸脱氧皮质酮是肾上腺皮质束区分泌的类固醇激素之一,参与能量的来源和储存。因此本研究提示瘀点组患者存在脂质和能量代谢异常。组氨酸和色氨酸是人体必需氨基酸。氧代己二酸是赖氨酸的降解产物。乳糖是半乳糖代谢途径中的重要复合物,其出现可能提示患者葡萄糖代谢异常[14]。肌酐是胃炎患者的危险指标,这可能表明疾病的恶化或有并发症的存在。本研究还发现,与瘀点组比较,瘀点＋糜烂组的舌苔代谢物发现3个差异峰,包括O-磷酸乙醇胺和L-酪氨酸和邻苯二酚。磷酰乙醇胺是一种鞘脂代谢物,与动脉粥样硬化密切相关,可能参与介导低密度脂蛋白与血管平滑肌细胞之间的相互作用,从而激活血小板以促进凝血[15]。酪氨酸是人体必需氨基酸和酮促葡萄糖氨基酸,而邻苯二酚是酪氨酸代谢的一部分[16]。

综上所述,不同胃镜特征的慢性胃炎患者,其舌苔代谢物之间存在一定差异,提示慢性胃炎患者胃镜特征与舌苔代谢物之间具有关联,这可为探索使用舌苔代谢物用于早期疾病的检测提供理论依据。但是,本研究具有一定局限性,用于研究的样本量相对较小,后续应采用大样本多中心来进一步验证本研究结果。