【妇产每日一文】代谢组学研究可助孕周判断和分娩时间预测
妊娠期间的新陈代谢是一个动态且精确的过程，若出现偏差会给母亲和胎儿带来不良后果。
近期，《Cell》上发表了一篇研究，旨在提供健康妊娠期间代谢物的时间分布视图，从而揭示妊娠过程中的代谢动态变化，及其对育龄和分娩时间的预测性。
一、血液代谢物可以准确反映每周的妊娠进展
研究纳入了30位丹麦孕妇，从妊娠第五周开始到产后结束，每周进行抽血检查，最终分析了784个血液样本的非靶向代谢组数据。研究发现，在鉴定出的9651个代谢特征中，有4995个代谢特征(51.7%)在妊娠期间和/或产后发生了变化。在687种可注释化合物中，有460种可注释化合物与妊娠显著相关。在整个妊娠期间变化超过50%的前68种代谢产物中，增加的代谢物包括类固醇激素雌三醇-16-葡萄糖醛酸，雌酮3-硫酸盐和四氢脱氧皮质酮(THDOC)，其波动幅度都超过了目前学界了解最多的孕酮。妊娠期间下降的主要代谢产物（38种）是脂质或类脂质分子，例如单酰基甘油酯(MGs)，溶血磷脂酰胆碱（LPC或lysoPC）和油酰基肉碱。这些结果表明，妊娠期间孕妇血液代谢物在系统水平上发生了显著变化。
之后，研究对正常妊娠期间的687种可注释化合物的代谢通路变化进行了纵向分析，在《京都基因和基因组百科全书(KEGG)》的48条人类代谢途径中，有34条显示出显著变化(70.8％)。类固醇激素的生物合成途径在妊娠时活动升高，在妊娠结束前达到峰值，然后在分娩后不久急剧下降。
二、机器学习确定正常妊娠的代谢时钟
为了确定代谢物是否可以确定胎龄，研究通过机器学习的方法利用代谢物建立了预测模型。在三组独立的人群当中，该模型均能非常精确的预测妊娠的具体时期。进一步验证发现仅用母亲血液中的5个代谢物就能准确预测怀孕的具体时期，该模型包括四个类固醇和一个脂质。除此之外，包含2-3个血液分子的预测模型就可以准确判断孕期女性是否已经超过20周、24周、28周、32周和37周等，这是与流产、胎儿存活、以及不同早产时期相关的孕期关键时间点。
三、孕期个人代谢钟与分娩时机和胎儿生长发育有关
接下来，研究探讨了个体的代谢时钟预测性能。研究发现，大部分孕妇的代谢时钟基本保持稳定，模型预测与妊娠早期超声所预计的胎龄一致，少数人具有预测偏差，这可能与婴儿出生体重密切相关，在胎儿较重的母亲中，整体代谢时钟往往会早于孕早期超声确定的胎龄，而在胎儿较轻的母亲中，整体代谢时钟则会延迟。如果孕妇的代谢时钟提前，则极有可能会在超声判断的预产期之前分娩，而如果孕妇的代谢时钟落后，则分娩时间很有可能延迟。这些结果表明，孕妇的代谢时钟包含有关正常妊娠分娩时间的信息。
四、分娩时间的预测
最后，研究又测试了孕妇血液代谢物是否也能预测正常分娩时间。首先测试了代谢物是否能预测2周内分娩。研究结果表明，在只有三种代谢物的情况下，代谢组在发现和验证队列中均准确地预测了2周内即将发生的分娩事件（AUROC接近0.9）。同样，代谢物也可以用来预测4周和8周内正常分娩事件的时间。这些结果表明，可以通过使用少量的母体血液代谢物来对正常孕妇的妊娠期进行精准分类，这可以在更大的独立队列中得到进一步验证。
综上所述，研究通过非靶向代谢组学分析，揭示了妊娠期间和产后代谢物的变化情况，并证明了代谢组的时间丰度信息可用于健康女性高精度地预测胎龄。该研究为了解妊娠提供了一幅具有潜在临床实用性的高分辨率图谱，同时提示将孕妇血液中的代谢物作为临床工具是具有前景性的。
参考文献
Liang Liang, etal.Metabolic Dynamics and Prediction of Gestational Age and Time to Delivery in Pregnant Women.Cell. 2020 Jun 25;181(7):1680-1692.e15.
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最后编辑于 2022-10-09 · 浏览 1519
