国际循环

苟德明、王岚团队:球囊肺动脉成形术治疗CTEPH的系统代谢重塑与循环应答标志物

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编者按:慢性血栓栓塞性肺动脉高压(CTEPH)是肺动脉高压中可经介入治疗逆转的特殊类型。深圳大学生命与海洋科学学院血管病研究中心苟德明教授团队与上海市肺科医院肺循环科王岚教授团队合作,围绕球囊肺动脉成形术(BPA)开展了前瞻性配对血浆代谢组学与脂质组学研究,系统刻画了血管再通后的系统性代谢重塑特征,为疗效的无创评估提供了新的分子视角

一、背景:BPA的疗效已经明确,“分子层面的效应”仍待回答

CTEPH是以肺动脉内机化血栓持续阻塞、进行性肺血管重塑和右心室功能不全为特征的肺动脉高压亚型。对于可手术患者,肺动脉内膜剥脱术仍是首选治疗。但相当一部分患者被判定为不可手术,或术后仍残留肺动脉高压。对这些患者,BPA已成为指南推荐的一线治疗策略,其在改善肺血流动力学、运动耐量及临床结局方面的疗效,有越来越多的证据支持。

然而,BPA带来的血流动力学与功能获益虽已明确,其系统生物学层面的后果却仍未充分阐明:机械性解除肺血管阻塞,究竟如何转化为全身范围内的协同代谢恢复?循环代谢物可整合肺血管重塑、右心室负荷、缺氧、炎症与线粒体功能等多重信号,是观察疾病可逆性与治疗反应的理想无创窗口,但针对CTEPH患者BPA前后的系统性代谢组学与脂质组学研究仍很有限。

二、研究设计:前瞻性配对队列+独立验证队列

为填补这一空白,研究团队开展了前瞻性、配对的血浆代谢组学与脂质组学分析,并以靶向代谢组学进行独立验证。所有患者均符合现行指南诊断标准,并接受标准化临床评估,包括右心导管检查、超声心动图和6分钟步行距离(6MWD)测定。

三、核心发现

01

血流动力学与功能指标同步改善

配对临床比较显示,发现队列与验证队列均出现显著的血流动力学与功能改善:平均肺动脉压(mPAP)和肺血管阻力(PVR)下降,心输出量(CO)、混合静脉血氧饱和度(SvO2)与6MWD升高,同时N末端B型利钠肽原(NT-proBNP)降低。这些结果与既往随机对照研究和真实世界研究中BPA的临床疗效一致。

02

BPA诱导系统性代谢重塑

除血流动力学改善外,整合的非靶向代谢组学与脂质组学分析显示,BPA后出现了明显的系统性代谢重塑。多变量分析中,治疗前后样本呈现清晰分离,提示BPA引起的是循环代谢格局的协同转变。研究共识别出81个与BPA治疗状态及临床改善显著相关的内源性代谢物和脂质。

03

胆汁酸、嘌呤与脂肪酸β氧化通路改变最突出

通路富集分析显示,BPA后改变最显著的代谢通路为胆汁酸生物合成、嘌呤代谢和脂肪酸β氧化。

胆汁酸代谢

牛磺酸结合型胆汁酸(包括牛磺胆酸和牛磺脱氧胆酸)在治疗后持续且显著降低,是BPA后代谢重塑的关键特征。已有证据提示,异常的胆汁酸代谢参与肺动脉高压的肺血管内皮功能障碍、炎症与内质网应激,因此其下降可能反映肺血流恢复后全身炎症与细胞应激反应的减轻。

酰基肉碱

多种中、长链酰基肉碱在BPA后下降,并与肺动脉血流动力学、NT-proBNP及6MWD的改善呈强相关。酰基肉碱蓄积是线粒体脂肪酸氧化受损与右心室脂毒性的公认标志,与肺动脉高压中的不良心脏重构和心力衰竭密切相关;其下降提示血流动力学减荷后线粒体代谢效率的部分正常化。

磷脂酰胆碱

相反,部分含omega-3多不饱和脂肪酸的磷脂酰胆碱及缩醛磷脂磷脂酰胆碱在BPA后升高。磷脂代谢紊乱此前已被证实与CTEPH及肺动脉高压的疾病严重程度和不良结局相关,这类脂质的选择性富集可能反映膜脂稳态的恢复,以及有效解除肺血管阻塞后心血管代谢谱向更有利方向的转变。

04

四代谢物组合:判别效能优于NT-proBNP

通过条件logistic回归与多变量线性回归的联合分析,研究从上述结果中提炼出一个精简的四代谢物组合(牛磺胆酸、异柠檬酸、黄嘌呤、皮质酮)。该组合在区分BPA治疗前后状态方面表现出稳健的判别效能,优于单独使用NT-proBNP。

四、机制解读与临床意义

机制上,黄嘌呤等嘌呤代谢物的下调,与组织缺氧、氧化应激和不良代谢需求的减轻相符;皮质酮的下降则可能反映血流动力学改善后神经激素与应激相关激活的减弱。这些协同的代谢变化提示:BPA不仅带来机械与血流动力学获益,还可能诱导系统性代谢恢复。

无创监测

循环代谢组与脂质组可作为无创监测BPA治疗反应的候选工具。

潜在生物标志物

四代谢物组合有望用于评估BPA疗效,弥补NT-proBNP等传统指标的不足。

机制线索

胆汁酸、嘌呤与脂肪酸代谢通路,为理解CTEPH疾病可逆性及潜在的干预靶点提供了线索。

五、研究局限与展望

研究者同时指出若干局限:本研究为单中心研究,样本量适中,观察性设计无法得出确定性的因果推断;所识别代谢特征的长期预后意义仍有待确立。不过,发现队列与验证队列之间的一致性,以及代谢重塑与临床改善的紧密耦合,支持这些发现的生物学相关性。

研究结论指出:BPA治疗CTEPH,与肺血流动力学、功能能力和全身代谢的协同改善相关;整合代谢组学与脂质组学揭示了胆汁酸、嘌呤与脂肪酸代谢的改变,并识别出具有无创监测治疗反应潜力的循环代谢物组合。这些发现为理解BPA的系统生物学效应提供了新见解,并提示循环代谢物可作为CTEPH疾病可逆性的整合性标志物。

文献来源Tian J, Gong S, Yuan P, et al. Metabolomic and lipidomic signatures associated with clinical improvement after balloon pulmonary angioplasty in chronic thromboembolic pulmonary hypertension. Chin Med J Pulm Crit Care Med, 2026, 4: 92–94. doi:10.1016/j.pccm.2026.02.007.

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