呼吸系统疾病跻身在医学上最复杂的病理生理的实体。有作为一个项目的疾病在我们的领域,这使呼吸系统疾病的基础和临床科学家的上诉没有这样的事情。最普遍的呼吸系统疾病是慢性的,表现出多种机制途径可在疾病过程期间变化。这不仅阻碍了发病研究,但也阻碍了适当的疾病表型[1]。显然,这需要超过几临床和血清学指标,建立复杂疾病的真正的生物医学实体。好消息是,当我们说,药是在准确实现使阶跃变化的是[2]。
现在人们越来越认识到,疾病的临床、生理、细胞和分子机制不能分开处理。相反,更可能的是,一种将疾病的各个领域联系起来的综合方法将更接近于对疾病的真正理解[1,2]. 慢性呼吸医学的问题是,每一个疾病领域本身都具有并行或串联的多重扰动机制,因此,要充分描述各种疾病状态,就需要捕捉到这种看似“混乱”的现象:1)在每一个疾病领域进行高通量测量;2) 这些数据的复杂多尺度数学集成[3.使苏醒;使苏醒;3)机械途径(变化)的公正发现。“组学”技术遵循这种方法[4- - - - - -6]。
基于在过去十年中在分子医学的发展和生物信息学[7],一个“系统医”的方法现在已经成为一个非常强大的选项一般[捕捉的疾病的复杂性1]和呼吸系统疾病尤其是[3.]。所需的高吞吐量“组学”工具现在可用于血液,分泌物和组织[用法4],并且这些已经显示它们在疾病中鉴别各种慢性呼吸道疾病和不同的表型值5,6]。呼吸内科的优势是我们感兴趣的器官不断交换的分子成分与环境。因此,在呼出的空气(breathomics)代谢可以把呼吸研究的先进地位。事实上,它出现呼出的空气的挥发性或非挥发性分子指纹(breathprints)与各种慢性呼吸系统疾病的临床,炎症和代谢特征[相关联8- - - - - -10个]和全身性疾病,例如糖尿病[11个]。电子鼻对呼出挥发性有机化合物(VOCs)模式识别手持实时设备的技术发展,尤其推动了这一领域的发展[德意志北方银行,13个]。
在本期《日刊》188bet体育备用网址上reulich等。(14个]上通过使用特定品牌eNose的呼出空气中挥发性标志物的检测阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(OSAS)的存在的数据。他们为什么这样做研究?OSAS似乎不是仅仅表示气道肺外的机械问题,但与代谢综合征强烈有关,包括葡萄糖耐受不良,异常及高血压[15个,16个]。因此,对于检查呼出分子概况作为OSAS患者全身代谢变化表示了良好的理论基础。作者假定由eNose breathprints可以区分从健康对照OSAS患者和那些breathprints后持续气道正压(CPAP)干预而改变。(:pH,电导率EBC)和咽洗液(蛋白酶,蛋白酶抑制剂)的研究结合这样的无偏breathomics与呼出气冷凝假设驱动的结果接近。
研究结果表明,eNose呼气印可区分OSAS患者和对照组,敏感性为0.93,特异性为0.7 [14个]。使用“分一半”的数据集的内部验证时的歧视这一水平得到了证实。即使在EBC和咽洗涤所选择的生物标志物不OSAS和对照(除了咽α1抗胰蛋白酶)之间是各自不同的,加入这些标记到eNose breathprints改善了接收器的曲线下的面积工作特性曲线从85%至100%。的eNose信号和OSAS之间的关系的进一步可信度是3个月CPAP治疗后展示在breathprints变化提供的。作者的结论是eNose评估可以从具有高精确度的控制区分OSAS。
本研究的新颖之处在于对OSAS患者呼出空气的代谢组学研究。这扩展了以往在OSAS中寻找呼出生物标志物的研究先验选定的挥发性和非挥发性化合物[16个]。尽管eNose测量不能识别出呼出空气中个别挥发性化合物,但复合分子模式显然提供了呼出的OSAS特征。出于诊断目的,这种概率方法可能是非常有效的。然而,当旨在阐明OSAS的病理生理途径时,应该识别单个分子化合物,例如气相色谱-质谱联用技术[8,9]。其他用于分析EBC(非挥发性)化合物的高通量技术,例如液相色谱-质谱法[10个或高分辨核磁共振光谱学[17岁],也相当诱人,但是据我们所知还没有被应用到OSAS患者。
本研究有一些局限性。一,科目概念的这样一个证明选择应基于包括极端:一个金标准组的患者完全不受影响控制。将患者呼吸暂停/低通气指数和临床症状选择。然而,它们表示的异构基团,几乎不可避免地包括合并症,如肥胖症,糖尿病,冠状动脉病和高血压。尽管作者认为,这些合并症沿OSAS的breathprint信号均匀分布,也不能排除这有类似于肺栓塞eNose结果[混杂影响18岁]。因此,需要增加样本量,并对潜在的混杂因素(如体重指数)进行统计校正,以分析目前OSAS结果的特异性。
其次,应谨慎考虑研究的干预。CPAP是不受控制的,因此在3个月的随访中不能排除任何其他影响。最后,该研究采用了无偏和有偏生物标志物评估的混合方法。显然,假设驱动结果的选择决定了研究结果。在现阶段,必须先应用高通量技术[4],考虑生物标志物发现以及假设生成的,而不是任意地选择特定的标志物。
呼出的OSAS代谢特征可能并不意外[16个,17岁,19个]。事实上,几个呼出的炎症和氧化应激标志物已经在OSAS描述为间歇性缺氧和再灌注期间夜间呼吸暂停的发作重复的可能的结果。第一个贡献是在1997年当olopade等。(20个报道了OSAS中大量呼出的一氧化氮和戊烷。随后,研究了可溶性炎症标记物EBC,如白三烯B4,半胱氨酰白三烯等(C4、D4和E4),白细胞介素(il - 6,引发和il - 10)和肿瘤坏死factor-α[21岁]。所有这些标记出现在OSAS增加,但大多也都在升高,肥胖非OSAS受试者,往往招收作为对照。这表示对于在OSAS(气道)炎症的特异性研究的必要性。
氧化还原平衡出现在OSAS患者的EBC被改变,从8-异前列烷,过氧化氢,亚硝酸盐和硝酸盐的水平导出的,并且最近尿酸盐[21岁,22个]。EBC也被用来检查这些生物标记物,这些包括:一个应该被间歇性缺氧局部增加促红细胞生成素;瘦素可在趋化性和炎性细胞因子分泌的诱导作用;和细胞间黏附分子(ICAM)-1是预测未来的心血管风险。瘦素和ICAM-1出现在OSAS患者的EBC被增加,而促红细胞生成素是不变相比健康对照21岁,23个- - - - - -25个]。这些数据提供了深入了解哪些分子途径可驱动在OSAS breathprints所观察到的变化。
什么将成为OSAS eNose评估诊断潜力?由G研究reulichet al。(14个]应被视为循证途径建立诊断准确性的第一步[26个,27个]。随后,数据需要在一个独立的人口外部验证,如已经用于治疗哮喘和慢性阻塞性肺病[做6]. 但它是否适用于日常实践?enos对OSAS的特异性和阳性预测价值尚不高,不足以确定OSAS的诊断。有人可能会说,这种廉价、无创的技术的首选可能是通过高灵敏度和高负预测值排除OSAS。enos在这方面确实做得更好,特别是在EBC和咽部冲洗液中有额外的生物标记物支持时[14个]. 目前的数据表明,eNose测量应该发展成为一种一线诊断工具,以便在更先进的诊断程序之前排除OSAS,这也可能导致成本节约。
综合起来,呼气的复合代谢组学分析可以成为诊断和监测OSAS的辅助手段,类似于炎症性气道疾病[28个]. 验证该方法诊断准确性的关键是避免假阳性和假阴性结果。因此,必须采用成熟的统计方法,对代谢组学数据集进行可靠的解释[29个]。只有这样,我们似乎从“混乱”诊断的共识,这是在这个新的时代,生物医学触手可及的移动[30个]。
脚注
利益冲突:披露能够随本文的在线版本中找到www.www.qdcxjkg.com
- 收到2013年1月1日。
- 接受2013年1月3日。
- ©ERS 2013