Multicohort assessment of plasma metabolomic measurements across the atherosclerosis continuum
这项多队列研究确定了跨越动脉粥样硬化连续谱的稳健代谢组学特征,揭示了与亚临床冠状动脉粥样硬化、心肌梗死及斑块易损性相关的特定血浆代谢物,这可能有助于增强风险分层并加深对疾病机制的理解。
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人类的心脏是一个不知疲倦的泵,但为其供血的管道可能会在数十年间缓慢地发生堵塞。这种被称为动脉粥样硬化的现象,是脂肪沉积物和瘢痕组织在动脉内部的堆积。这是一个无声的过程,往往在突然的阻塞导致心脏病发作或中风之前,都难以被察觉。长期以来,医生一直依赖高血压、吸烟和胆固醇水平等传统预警信号来推测谁处于风险之中。然而,这些迹象并不能完整地说明疾病是如何开始的,或者为什么它会袭击某些人而非其他人。为了理解这种堵塞的早期阶段,科学家们开始观察人体的“化学汤”。在我们的血液中,成千上万种被称为代谢物的微小分子在其中漂浮,它们是人体日常化学反应的最终产物。这些分子就像汽车引擎的废气;通过研究它们,研究人员希望能在汽车故障发生前很久,就洞察到引擎内部正在发生的情况。
一个研究小组致力于将这些“化学废气”与心脏动脉的实际状态进行映射。他们专注于来自瑞典的一个包含近 8,200 人的大型群体,这些人均没有心脏病史。利用先进的影像扫描技术,研究团队观察了参与者的心脏内部,以查看是否存在任何早期斑块堆积的迹象,即使动脉尚未被阻塞。随后,他们测量了这些人血液中超过 1,100 种不同代谢物的水平。通过将化学特征与动脉影像进行对比,他们寻找那些在有早期堵塞迹象的人群中出现频率更高的特定分子。其目标是找到一种能够揭示疾病在变得危险之前就显现出来的“化学指纹”。
该研究确定了十二种与早期动脉堵塞存在强烈关联的特定代谢物,即便在研究人员考虑了年龄、吸烟和血压等已知风险因素后,这些关联依然存在。其中包括磷酸盐和苹果酸(一种涉及人体如何产生能量的物质)。研究人员还发现了三种不同类型的鞘磷脂,这是一种存在于细胞膜中的脂肪。有趣的是,这些脂肪与心脏病之间的关系与预期的相反。虽然高水平的磷酸盐和苹果酸与更多的堵塞相关,但这些特定鞘磷脂的高水平则与较少的堵塞相关。团队还发现了一个神秘的分子,被标记为 X-25790,它似乎是一种核苷,即遗传物质的构建模块,尽管其确切身份仍未得到证实。
为了确保这些发现并非偶然,研究人员在代表心脏病不同阶段的其他人群中对它们进行了测试。他们观察了一组即将在六个月内发生心脏病发作的人群,发现相同的化学物质也存在于他们的血液中。在另一组已经心脏病发作幸存的人群中,他们检查了并非导致此次发作、但仍有病变的动脉。他们发现,在那些动脉中存在更危险、不稳定斑块的人身上,具有保护作用的鞘磷脂水平较低。这种在不同群体间的一致性表明,这十二种分子不仅仅是随机的标记物,而是深度参与了从疾病最早期的无声阶段到最严重、最具生命威胁的形式的整个过程。
研究人员还探讨了这些化学物质如何与其他健康因素相关联。他们发现,具有保护作用的鞘磷脂与较高的“好”胆固醇水平以及较低的“坏”胆固醇水平相关。这表明,这些脂肪可能是人体包装和运输胆固醇的方式的一部分。这项研究并未证明这些化学物质会导致疾病,也并未证明改变它们的水平就能治愈疾病。相反,它提供了一份值得进一步调查的明确“嫌疑人名单”。通过识别这些特定的分子,这项研究提供了一种看待心脏病的新方式,使其超越简单的风险因素,去理解驱动我们动脉堵塞的复杂化学机制。这项工作为未来的检测奠定了基础,这类检测有望在患者感受到任何症状的数年之前,就能检测出心脏问题。
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