血清代谢组学揭示淋巴结结核与结节病的差异代谢特征：迈向无创鉴别诊断新策略

　　为解决淋巴结结核(LNTB)与结节病(SAR)在结核流行区难以鉴别诊断的临床难题，研究人员开展基于800 MHz NMR（核磁共振）技术的血清代谢组学研究，发现谷氨酸、焦谷氨酸、谷氨酰胺等8种代谢物及其比值(EQR)具有极高鉴别力(AUC>0.98)，揭示了结核感染中谷氨酰胺分解和脂代谢激活的特有模式，为开发无创诊断工具提供关键依据。

　　

在结核病高流行地区，临床医生长期面临一个诊断困境：结节病(Sarcoidosis, SAR)和淋巴结结核(Lymph Node Tuberculosis, LNTB)这两种均以肉芽肿性炎症为特征的疾病，在临床症状、影像学表现甚至病理特征上存在高度重叠。患者都可能出现发热、咳嗽、体重减轻和疲劳等非特异性症状，而纵隔淋巴结肿大更是两者的共同特征。传统鉴别依赖侵入性组织活检和微生物检测，但病理检查中的非干酪样肉芽肿并非SAR特有，结核杆菌阴性结果也可能源于采样误差，且在基层医院难以常规开展。这种诊断不确定性可能导致误诊——将SAR误判为结核会引发不必要的抗结核治疗及其副作用，而将活动性结核误判为SAR若采用激素治疗则可能导致感染扩散。因此，开发一种准确、快速且非侵入性的鉴别诊断工具具有重大的临床需求。

在此背景下，Alok Nath、Sachin Yadav等研究者假设，SAR和LNTB这两种疾病截然不同的病因（SAR是病因未明的自身免疫性疾病，LNTB是结核分枝杆菌感染）会在宿主全身性代谢反应中留下特异的“指纹”，即血清代谢谱可能存在显著差异。为验证这一假设，他们开展了一项前瞻性研究，成果发表于《BMC Pulmonary Medicine》。研究团队招募了48名患者，包括26名符合ATS（美国胸科学会）诊断标准的SAR患者和22名经微生物学证实的LNTB患者，采集其空腹血清样本。随后，他们利用800 MHz核磁共振(NMR)光谱技术这一强大的分析平台，对血清进行了非靶向代谢组学分析。NMR技术以其高重现性、无需复杂前处理即可实现绝对定量的优势，非常适合此类发现性研究。通过商业软件CHENOMX，研究人员精准定量了25种代谢物（如葡萄糖、各种氨基酸、有机酸等）和2个比值参数（EQR和PTR）。为挖掘数据中的差异，他们采用了多变量统计分析方法，包括无监督的主成分分析(PCA)和监督的偏最小二乘判别分析(PLS-DA)，以识别能最大程度区分两组患者的代谢特征。最后，通过火山图（结合t检验和倍数变化分析）确定显著差异代谢物，并利用受试者工作特征(ROC)曲线评估这些代谢物的诊断效能。

本研究的关键技术方法主要包括：收集26例SAR和22例LNTB患者的临床确诊队列血清样本；使用800 MHz NMR光谱仪进行非靶向代谢谱检测；采用CHENOMX软件进行代谢物绝对定量；运用多变量统计（PCA、PLS-DA）和单变量统计分析挖掘和验证差异代谢物；通过ROC曲线分析评估潜在生物标志物的诊断性能。

血清代谢 disparity between

多变量分析结果显示，SAR与LNTB患者的血清代谢谱存在根本性差异。PCA分析显示两组样本沿主成分明显分离。更具说服力的PLS-DA模型（R2和Q2值均接近0.8）的3D和2D得分图均显示出显著的组间分离，表明代谢差异并非随机现象，而是具有高度区分度。

血清代谢 features of discriminatory potential

通过变量重要性投影(VIP)评分，研究确定了5个最具区分力的代谢物：谷氨酰胺(glutamine)、谷氨酸(glutamate)、乙酸(acetate)、亮氨酸(leucine)和焦谷氨酸(pyroglutamate)。火山图分析进一步揭示，与SAR患者相比，LNTB患者血清中存在8项显著变化：谷氨酸、焦谷氨酸、乙酸、亮氨酸和谷氨酸/谷氨酰胺比值(EQR)水平显著升高；而谷氨酰胺、丙酮酸(pyruvate)和肌醇(myo-inositol)水平显著降低。这些变化通过小提琴图得到了直观展示。这一代谢特征模式强烈提示，结核感染引发了独特的宿主代谢重编程，包括谷氨酰胺分解代谢(glutaminolysis)激活和宿主脂质代谢增强。

血清代谢 features of diagnostic potential

ROC曲线分析验证了这些代谢特征的强大诊断潜力。所有8个关键代谢特征的曲线下面积(AUC)均大于0.8（p < 0.001），表明它们具有高灵敏度和特异度。其中，EQR、焦谷氨酸和谷氨酰胺的鉴别性能尤为突出，AUC值均超过了0.98，堪称极佳的无创鉴别诊断候选生物标志物。

研究结论与讨论部分深刻阐释了本研究的价值与意义。本研究成功揭示并验证了SAR与LNTB之间存在显著的血清代谢差异。LNTB患者特征性的代谢谱——EQR升高、谷氨酰胺降低、谷氨酸和焦谷氨酸升高——与既往结核代谢组学研究高度一致，反映了结核分枝杆菌感染为满足其增殖需求而劫持宿主代谢的过程：激活谷氨酰胺分解以获取氮源和能量，同时增强脂质代谢，这与结核杆菌富含脂质的细胞壁（如磷脂酰肌醇甘露糖苷，PIMs）合成需求相符，也解释了肌醇消耗的原因。

其重要意义在于：1. 临床诊断价值：本研究首次系统提供了基于NMR代谢组学区分SAR与LNTB的高精度代谢标志物组合（特别是EQR和焦谷氨酸），其AUROC>0.98的性能远超许多现有临床指标，为解决这一长期存在的临床难题提供了强有力的全新解决方案。2. 病理机制洞察：研究结果不仅服务于诊断，更深化了对结核病病理生理学的理解，揭示了宿主-病原体相互作用在代谢层面的具体表现，如谷氨酰胺分解和脂质代谢的重编程。3. 技术应用前景：研究表明NMR代谢组学是一种稳健、可重复且无需标记的非侵入性检测工具，非常适合临床转化。研究者展望未来，这些发现经过更大规模、多中心队列的验证后，有望被开发成低成本、便携式的床旁检测(POCT)设备，即使在印度等结核高负担国家的资源有限地区，也能显著提升诊断准确性，避免误治，优化患者管理，最终助力国家结核病消除规划(NTEP)的目标实现。