急性肺损伤呼出气冷凝物中的生物标志物：早期检测和结果预测因子

急性肺损伤 (ALI) 和急性呼吸窘迫综合征 (ARDS) 是重症监护室 (ICU) 死亡率和发病率的主要原因。 ALI/ARDS的病因因人而异，包括败血症、误吸、全身炎症、外伤、输血等。 通过早期发现和治疗，可以显着提高生存率。 然而，即使使用先进的技术和侵入性工具，通常也很难将 ALI/ARDS 与心源性肺水肿或其他原因区分开来。 一种潜在的工具是呼吸化学测试，范围从呼出气体测量（例如呼出的一氧化氮或一氧化碳）到挥发性有机化合物测定和非挥发性生物标志物分析。 由于完全无创，呼出气冷凝物 (EBC) 的采样使临床医生和研究人员能够以更轻松、更灵活的方式评估身体功能。 呼出的气体含有数千种微量的挥发性和非挥发性化合物。 因此，直到最近，随着高灵敏度的样品分析尖端技术的发展，对这类人体标本的评估才成为可能。 蛋白质组学、代谢组学、GC/LC-质谱和模式识别计算方面的先进技术产生了呼出生物标志物分析领域，称为“呼吸组学”。 在 ALI、ARDS 或心源性肺水肿患者中建立 EBC 的代谢组学分析后，可以建立一个有用且强大的无创工具，用于 ALI/ARDS 诊断和结果预测。

代谢组学或代谢组学是一种大规模方法，用于在单次测定中监测尽可能多的参与细胞过程的化合物，以获得代谢概况。 尽管代谢组学最初指的是对单个细胞的监测，而代谢组学指的是多细胞生物，但这些术语现在经常可以互换使用。 代谢变化通过多种机制发生，包括直接遗传调节和酶促和代谢反应的改变。 代谢组学允许在直接环境的背景下对细胞状态进行全面评估，同时考虑到遗传调控、酶的动力学活性改变以及代谢反应的变化。 因此，与基因组学或蛋白质组学相比，代谢组学反映了表型和功能的变化。 应用于代谢分析的技术包括核磁共振 (NMR) 和质谱 (MS)。 代谢组学的优势在于能够在血液或尿液中寻找蛋白质或代谢物。 代谢组学可能有助于理解代谢失衡和诊断人类疾病。 已在乳腺组织中研究了超过 30 种内源性代谢物，与良性肿瘤或健康组织相比，乳腺癌显示总胆碱化合物 (tCho) 升高、甘油磷酸胆碱和葡萄糖含量降低。 与乳腺癌相似，前列腺癌表现出独特的代谢特征，其特征在于高 tCho 和磷酸胆碱水平，以及糖酵解产物乳酸和丙氨酸的增加。 在前列腺癌中，柠檬酸盐也可能是对治疗有反应的标志。 这些结果显示了代谢组学在癌症诊断和临床评估中的潜在效用。

呼吸化学测试具有广泛的应用范围，从测量呼出的一氧化氮分数 (FeNO) 以监测哮喘抗炎治疗的效果，到挥发性有机化合物 (VOC) 的测定和称为呼出气的冷却呼吸样本中的非挥发性生物标志物分析呼吸冷凝物 (EBC)。 由于完全无创，呼吸采样允许临床医生和研究人员以灵活的方式评估不同的身体功能。 因此，呼吸测试被认为是筛选目的的潜在理想候选者。 除了氮气、氧气、二氧化碳、惰性气体和水蒸气等广为人知的成分外，呼出的气体还包含数以千计的挥发性和非挥发性成分，主要是微量成分，这使得检测成为一项具有挑战性的任务。 使用创新的“组学”技术，包括蛋白质组学、代谢组学、质谱学、气相色谱/质谱 (GC-MS) 和离子迁移谱，为呼出的生物标志物分析领域提供了巨大的潜力。 与支气管肺泡灌洗 (BAL) 和痰液诱导不同，后者涉及吸入高渗盐水以诱导咳嗽和可能的支气管收缩，EBC 不影响气道功能或引起炎症。 它可以对重病患者轻松安全地进行，甚至可以进行重复测量。 因此，这是一个相对较新的领域，有可能进行更多研究以通过代谢组学研究急性肺损伤。