背景系统性红斑狼疮(Systemic Lupus Erythematosus,SLE)是一种系统性自身免疫病,以全身多系统多脏器受累、病情反复、自身免疫异常为主要临床特点,如不及时治疗,会造成受累脏器的不可逆损害,最终导致患者死亡。SLE的发病机制非常复杂,目前尚未完全阐明,普遍认为其与基因、环境因素、雌激素水平有关。近年来随着微生物菌群及代谢组分析等高通量测序技术的高速发展,越来越多的研究表明,SLE患者及小鼠存在肠道菌群紊乱,且益生菌可能通过调节代谢物参与疾病的发生发展。双歧杆菌三联活菌胶囊是目前临床应用最广泛的益生菌制剂之一,主要包括长型双歧杆菌、嗜酸乳杆菌,粪肠球菌,已被证明可通过调节肠道菌群改善SLE小鼠病情,但双歧杆菌三联活菌胶囊是否可以通过调节代谢参与SLE疾病的调控目前尚未有相关报道。目的本研究将探讨SLE患者与健康人、SLE患者益生菌辅助治疗前后及传统治疗前后的代谢组特征差异,寻找疾病及益生菌治疗相关的血浆代谢物及其可能影响的代谢通路,以进一步揭示益生菌辅助治疗参与SLE调控的机制,为SLE的益生菌辅助治疗提供理论基础。方法本研究共纳入18名研究对象,分为益生菌组(n=6)、传统治疗组(n=6)和健康对照组(Healthy Control,HC)(n=6)。益生菌组给予激素、吗替麦考酚酯、羟氯喹及益生菌(双歧杆菌三联活菌胶囊(0.63g bid))治疗,传统治疗组给予激素、吗替麦考酚酯及羟氯喹治疗,观察周期均为3个月。所有SLE患者诊断均符合2019年EULAR/ACR SLE分类标准,SLEDAI-2000≤6。HC组为在我院体检中心行健康体检的年龄、性别匹配的健康人。收集所有受试者入组时的基线资料(包括性别、年龄、实验室指标及SLEDAI-2000),同时收集HC组受试者、SLE患者益生菌及传统治疗前后的血液样本进行非靶向代谢组学分析。结果1.益生菌组患者治疗前后的整个实验观察周期均无严重不良反应出现,这与传统治疗组一致。2.非靶向代谢组学整体水平分析结果显示,所有送检血浆样本中共检epigenetic heterogeneity测到1,066种化合物,以脂质及类脂质分子为主。PLS-DA分析显示,SLE患者与健康对照组、传统治疗组治疗前后、益生菌组治疗前后、益生菌治疗后与传统治疗后的整体代谢组特征样本分群均较好,说明各比较组间的代谢物存在明显差异。3.差异代谢物分析显示,即以变量投影重要性(Variable Importance Projection,VIP)>1、差异倍数(Fold Change,FC)>1.2 或 FC<0.833、P<0.05 为筛选条件,益生菌组治疗前与HC组相比,有134个差异显著的代谢物(68个上调,66个下调);益生菌组治疗后与治疗前相比,有23个代谢物差异显著(5个上调,18个下调)。相应地,传统组治疗前与HC组相比,有94个代谢物差异显著(53个上调,41个下调);传统治疗后与治疗前相比,有50个代谢物差异显著(32个上调,18个下调)。该结果提示两种治疗方法均可影响血浆代谢物的变化。其中,益生菌组治疗前后相比的差异代谢物与传统组治疗前后相比的差异代谢物仅3个一致。4.根据严格的自定义筛选标准,即差异代谢物需符合以下变化趋势:治疗前组与HC组相比,代谢物含量上升,且治疗后组与治疗前组相比,代谢物含量下降。其中,益生菌组治疗前与HC组相比,在68个显著上调的代谢物中,20-羧基白三烯 B4(20-Carboxy-Leukotriene B4)、磷脂酰胆碱(14:0e/21:2)(PC(14:0e/21:2))、12(S)-羟基二十碳四烯酸(12(S)-HETE)、磷脂酰乙醇胺(18:1e/22:4)(PE(18:1e/22:4))符合上述筛选标准;且ROC曲线分析显示,它们区分益生菌治疗前组与HC组的AUC值均大于0.7,具有一定的诊断效能。传统治疗组前后的差异代谢物均不符合上述筛选标准。5.差异代谢物KEGG富集分析结果显示,益生菌治疗前组与HC组、益生菌治疗后与治疗前组间的差异代谢物共同富集的代谢通路有卵巢类固醇生成、花生四烯酸代谢、醛固酮合成和分泌。然INCB018424体外而,传统治疗前组与HC组、传统治疗后与传统治疗前组间的差异代谢物未见共同富集的通路。12(S)-羟基二十碳四烯酸存在于花生四烯酸代谢、醛固酮合成和分泌、卵巢类固醇生成3条通路中。20-羧基白三烯B4和PC(14:0e/21:2)存在于花生四烯酸代谢通路中。其中,花生四烯酸合成与炎症反应密切相关。醛固酮具有潜在的免疫调节作用,可能在狼疮性肾炎的发病和进展中起重要作用。卵巢类固醇生成途径合成及分泌多种类固醇激素,包括雌激素、孕酮、雄激素及其前身,其中雌激素和雄激素与SLE的发病密切相关。结论1.SLE患者与健康对照者、SLE患者益生菌治疗前后、传统治疗前后的代谢物分别存在显著差异,其中益生菌辅助治疗可能通过调节20-羧基白Protein Tyrosine Kinase抑制剂三烯B4、PC(14:0e/21:2)、12(S)-HETE、PE(18:le/22:4)的平衡来对 SLE 发挥一定的调节作用,且这4种代谢物也是SLE诊断的潜在生物标志物。2.本研究还发现3条与益生菌辅助治疗相关的代谢通路,其可能为探索益生菌辅助治疗SLE的机制提供新的线索。