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银屑病，俗称牛皮藓，是一种由多种因素造成自身免疫应答紊乱的慢性炎症性皮肤病[1]。该病在欧美国家的发病率在1%～3%，在中国的发病率为0.5%[2]。目前，银屑病的发病机制尚不清楚，普遍认为与遗传、环境和免疫等因素有关[3]。银屑病发病病程长，难以治愈且易复发。根据发病特征可分为多种类型，其中，以斑块状银屑病最为常见[4]。临床常用生物制剂治疗银屑病，具有起效快和疗效更优的特点。近年来，用于治疗银屑病的生物制剂包括有TNF-α抑制剂、IL-12/23抑制剂、IL-17抑制剂和IL-23抑制剂。代表药物有阿达木单抗（adalimumab）、乌司奴单抗（ustekinumab）以及司库奇尤单抗（secukinumab）等[5-6]。这些药物疗效确切，但有对部分患者无效或者长期使用容易出现耐受的问题[7]。bimekizumab（bim）是优时比制药为克服上述问题开发的第一个针对IL-17A和IL-17F的双重抑制剂，2021年8月在获欧盟批准上市。多项临床研究显示，bim治疗银屑病有良好疗效，但国内外没有关于bim治疗斑块状银屑病的循证医学证据，同时探索bim与已经上市的一些药物的疗效对比差异，笔者期望通过系统评价bim治疗中重度斑块状银屑病的疗效与安全性，为临床使用bim提供更多证据与依据。
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随机对照试验(RCT)，中英文不限。
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临床被诊断为中、重度斑块状银屑病的18岁以上（含18岁）患者[4]，患病时间≥6个月，严重程度指数（PASI）评分≥12，银屑病累及体表面积（BSA）≥10%，研究者总体评估评分（IGA）评分≥3。
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试验组采用bim，对照组采用安慰剂或其他药物治疗。
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主要结局指标：第12周或者16周患者经治疗后PASI 90和PASI 100的患者例数；次要结局指标：第12周或者16周IGA达0或1的患者例数；安全性指标：第12周或者16周试验组和对照组患者发生的不良事件。
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非RCT试验；研究对象为非斑块状银屑病的患者；未提供相关的结局指标。
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在Cochrane Library、Pubmed、MEDLINE、EMBASE、Web of Science、知网、万方、维普、CBM等数据库检索符合标准的文献并手工检索纳入研究的参考文献，检索截止时间为2022年1月30日，语种仅限中英文。英文以bimekizumab、Psoriasis、randomized controlled trial。中文以bimekizumab、银屑病、随机对照试验为检索词。
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由两位研究者分别对纳入的研究进行题目、摘要阅读，根据纳入和排除标准筛选文献，若有分歧再由第3位评价者来判定。提取内容包括第一作者、发表年份、研究对象例数、干预措施、研究对象年龄、体重、结局指标等信息。
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两位研究者独自采用Cochrane系统评价员手册5.1.0提供的偏倚风险评估工具对纳入的研究进行质量评价，从随机分配的产生方法、分配隐藏、双盲、结果数据是否完整、是否存在选择性报道及其他可能的偏倚来源等方面进行评价[8]。
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采用RevMan 5. 3软件对纳入研究进行系统评价，二分类变量采用风险比(RR)或优势比（OR）表示效应量，连续性变量则采用加权均数差（WMD）表示，用95%可信区间（95%CI）进行区间估计。研究间的异质性用P值和I2检验评价，若P<0.05，I2>50% ，表明研究间具有异质性，分析异质性的可能来源，采用随机效应模型。若P>0.05，I2<50%，采用固定效应模型。
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根据检索策略共检索到257篇文献，阅读标题和摘要剔除重复文献后得到得到87篇文献，阅读全文后，根据纳入和排除标准最后得到5篇文献[9-13]，其中一篇文献报道了安慰剂和阳性药物两种对照组，按两项试验处理。因此，最终纳入5篇文献，6项研究，一共2308例患者，且6项研究均为RCT，发表语种均为英文，所有纳入研究的基线特征基本相似，文献筛选流程见图1，纳入的文献的基本特征见表1。
图 1 文献筛选流程
表 1 纳入研究的基本特点
研究 例数(n) 干预措施 年龄 体重（m/g） 病程/年 PASI/分 结局指标 Warren RB 2021[9] 319
159bim, 320mg, sc
ada, 40mg, sc45.3±13.2
45.5±14.389.6±21.4
90.5±22.120.4±13.2
16.2±11.920.5±6.9
19.0±5.9PASI90/100 IGA0或1
不良反应Reich K 2021a[10] 321
163bim, 320mg, sc
ust,45mg/90mg, sc45.2±14.0
46.0±13.688.7±23.1
87.2±21.116.0±11.6
17.8±11.622.0±8.6
21.3±8.3PASI90/100 IGA0或1
不良反应Reich K 2021b[10] 321
83bim, 320mg, sc
placebo45.2±14.0
49.7±13.688.7±23.1
89.1±26.416.0±11.6
19.7±13.822.0±8.6
20.1±6.8PASI90/100 IGA0或1
不良反应Papp KA 2018[11] 43
42bim, 320mg, sc
placebo42.5±13.6
46.7±12.386.9±21.7
88.8±21.215.9±9.5
15.0±11.819.4±6.4
18.9±5.8PASI90/100 IGA0或1
不良反应Lebwohl M 2021[12] 373
370bim, 320mg, sc
sec, 300mg, sc45.9±14.2
44.0±14.790.1±21.3
88.8±20.018.4±13.1
17.2±12.320.2±7.5
19.7±6.7PASI90/100 IGA0或1
不良反应Gordon K B 2021[13] 349
86bim, 320mg, sc
placebo44.5±12.9
43.5±13.188.7±20.6
91.7±22.219.6±13.3
19.1±12.820.4±7.6
20.1±7.6PASI90/100 IGA0或1
不良反应注：bim：bimekizumab，ada：阿达木单抗，ust：乌司奴单抗，sec：司库奇尤单抗，placebo：安慰剂，sc: 皮下注射，PASI: 银屑病皮损面积和严重程度指数 -
纳入的5[9-13]篇文献，6项研究均报道随机方法是由交互式语音应答系统产生，所有研究都为双盲，结果完整，3项研究未进行选择性报道和所有研究的其他偏倚风险均不清楚，纳入的研究的具体质量评价见表2，偏倚风险评价见图2、图3。
表 2 纳入研究质量评价表
图 2 偏倚风险条形图
图 3 偏倚风险图
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6项试验[9-13]均报道了PASI 90，其中3项研究[10-11,13]均是bim与安慰剂比较，另外3项研究[9-10,12]比较的是bim与阳性药物对PASI 90的作用。因此，将6项研究按照对照组的不同分为两组分别进行系统评价。结果显示，在bim与安慰剂对照中，各研究间不存在统计学异质性( P=0.28)，采用固定效应模型进行分析。经过治疗后，bim组达到PASI 90的患者比例多于对照组，差异具有统计学意义（风险比=32.08，95%CI [14.12，72.88]，P<0.00001）。在bim与阳性药物对照中，各研究间异质性存在统计学异质性( P<0.05），采用随机效应模型进行分析。经过治疗后，bim组达到PASI 90的患者比例多于阳性药物对照组，差异具有统计学意义（风险比=1.52，95%CI [1.06，2.19]，P=0.02），见图4、5和表3。
图 4 Bim与安慰剂对照的PASI 90的森林图
图 5 Bim与阳性药物对照的PASI 90的森林图
表 3 有效性结局指标系统评价
结局指标 纳入研究 系统评价结果 异质性 风险比 95%CI P P I2（%） 效应模型 bim与安慰剂 PASI 90 3[10,11,13] 32.08 （14.12，72.88） <0.00001 0.28 22 固定 PASI 100 3[10,11,13] 67.62 （16.43，278.28） <0.00001 0.93 0 固定 IGA0/1 3[10,11,13] 24.19 （11.39，51.37） <0.00001 0.30 44 固定 bime与阳性药物 PASI 90 3[9-10,12] 1.52 （1.06，2.19） 0.02 <0.05 96 随机 PASI 100 3[9-10,12] 2.11 （1.22，3.66） 0.008 <0.05 97 随机 IGA0/1 3[9-10,12] 1.59 （1.00，2.53） 0.05 <0.05 94 随机 -
6项试验[9-13]均报道了PASI 100，将6项研究按照对照组的不同分为两组分别进行系统评价。结果显示，在bim与安慰剂对照中，各研究间不存在统计学异质性( P=0.93)，采用固定效应模型进行分析。经过治疗后，bim组达到PASI 100的患者比例多于安慰剂组，差异具有统计学意义（风险比=67.62，95%CI [16.43，278.28]，P<0.00001）。在bim与阳性药物对照中，各研究间存在统计学异质性( P<0.05），采用随机效应模型进行分析。经过治疗后，bim组达到PASI 100的患者比例多于对照组，差异具有统计学意义（风险比=2.11，95%CI [1.22，3.66]，P=0.008），具体见表3。
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6项试验[9-13]均报道了IGA评分结果，将6项研究按照对照组的不同分为两组分别进行系统评价。结果显示，在bim与安慰剂对照中，各研究间不存在统计学异质性( P=0.30)，采用固定效应模型进行分析。经过治疗后，bim组达到IGA评分0或者1的患者比例多于对照组，差异具有统计学意义（风险比=24.19，95%CI [11.39，51.37]，P<0.00001）。在bim与阳性药物对照中，各研究间存在统计学异质性(P<0.05)，与阳性药物对比，bim组达到IGA评分0或者1的患者比例相当，差异无统计学意义（P=0.05），见表3。
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6项试验[9-13]均报道了不良事件发生例数，将6项研究按照对照组的不同分为两组，分别进行系统评价。两组中各研究组间不存在统计学异质性(P=0.75，0.31)，均采用固定效应模型进行分析。经过治疗后，与安慰剂对照，bim组不良事件发生率多于安慰剂组，差异具有统计学意义（风险比=1.38，95%CI [1.17，1.64]，P=0.0002）。而阳性药物组与bim比较差异无统计学意义（P=0.06），见表4。
表 4 安全性分析结局指标
结局指标 纳入研究 系统评价结果 异质性 风险比 95%CI P P I2（%） 效应模型 bim与阳性药物 3[9-10,12] 1.06 （1.00，1.13） 0.06 0.75 0 固定 总不良事件 严重不良反应 3[9-10,12] 0.90 （0.55，1.45） 0.32 0.61 0 固定 上呼吸道感染 3[9-10,12] 0.92 （0.79，1.07） 0.28 0.95 0 固定 口腔念珠菌感染 3[9-10,12] 8.73 （4.80，15.84） <0.00001 0.30 16 固定 bim与安慰剂 3[10,11,13] 1.38 （1.17，1.64） 0.0002 0.31 13 固定 总不良事件 严重不良反应 3[10,11,13] 0.62 （0.22，1.80） 0.38 0.90 0 固定 上呼吸道感染 3[10,11,13] 0.73 （0.36，1.47） 0.37 0.41 0 固定 口腔念珠菌感染 3[10,11,13] 11.34 （2.11，60.86） 0.005 0.93 0 固定 鼻咽炎 3[10,11,13] 1.40 （0.79，2.48） 0.25 0.54 0 固定 -
6项试验[9-13]均报道了严重不良事件发生例数，将6项研究按照对照组的不同分为两组分别进行系统评价。两组中各研究组间不存在统计学异质性( P =0.90，0.61)，均采用固定效应模型进行分析。经过治疗后，与安慰剂和阳性药物对比，bim组严重不良事件发生率差异均无统计学意义（P=0.38，0.32），见表4。
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6项试验[9-13]报道了上呼吸道感染、口腔念珠菌感染和鼻咽炎，将6项研究按照对照组的不同分为两组分别进行系统评价。两组中各研究组间不存在统计学异质性( P>0.05)，均采用固定效应模型进行分析。经过治疗后，与安慰剂和阳性药物对照，上呼吸道感染和鼻咽炎差异均无统计学意义（P>0.05）。但是bim组的口腔念珠菌感染的发生率多于安慰剂组，也多于阳性药物组（与安慰剂对比：风险比=11.34，95%CI [2.11，60.86]，P=0.005）, 与阳性药物对比：风险比=8.73，95%CI [4.80，15.84]，P<0.00001），见表4。
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对bim与阳性药物对照的有效性指标（异质性较大）进行敏感性分析，去除Lebwohl[12]研究，结果变化见表5，IGA评分0或1的患者比例有所改变，由与对照组相比无统计学差异变为优于对照组，其他结果无变化（试验组优于对照组），去除权重大的研究并未改变系统评价得到的结论。
表 5 敏感性分析
指标 剔除前 剔除后 风险比 95%CI P 风险比 95%CI P PASI 90 1.52 （1.06，2.19） 0.02 1.77 （1.57，1.98） <0.00001 PASI 100 2.11 （1.22，3.66） 0.008 2.66 （2.15，3.30） <0.00001 IGA 0或1 1.59 （1.00，2.53） 0.05 1.96 （1.06，3.62） 0.03 -
银屑病作为一种系统性免疫炎症皮肤疾病，机制不明，难以治愈。银屑病发生过程中T细胞过度活化，其中，Th17细胞可特异性表达IL-17A和IL-17F引起炎症反应，bim可同时作用与IL-17A和IL-17F，发挥抗炎作用抑制银屑病的发展[14]。bim作为首个双重靶点抑制剂，临床研究中展现了良好的疗效和安全性。为了进一步分析bim的疗效，本次研究对bim的临床研究进行系统评价。结果显示，经过治疗后，bim组达到PASI 90，PASI 100和IGA评分达到0或1的患者比例均多于安慰剂组，提示bim对中重度的斑块状银屑病的疗效远优于安慰剂，疗效确切。同时与阳性药物对比，bim组达到PASI 90，PASI 100的患者多于对照组，IGA评分达到0或1的患者比例则无统计学差异，提示bim治疗中重度斑块状银屑病的疗效优于阿达木单抗、乌司奴单抗和司库奇尤单抗。出现此结果的可能原因，阿达木单抗通过作用于TNF发挥作用[15]，乌司奴单抗通过抑制IL-12/23[16]，司库奇尤单抗通过抑制IL-17A发挥作用[17]，bim则是通过抑制双靶点IL-17A和IL-17F发挥作用，这种双靶点作用机制使得bim表现出更为强大的疗效，但系统评价结果中的IGA评分达到0或1的患者比例仅显示疗效相当，因此还需更多的与阳性药物对比的临床试验来证实结论。值得注意的是，在进行系统评价过程中，研究的异质性较高，可能与3项研究分别使用乌司奴单抗、阿达木单抗和司库奇尤单抗作为阳性对照有关，将异质性高的指标进行敏感性分析，试验组IGA评分达到0或1的患者比例优于阳性药物组，但并未改变本次系统评价得到的结论。
安全性方面结果显示，bim的总不良反应事件的发生率多于安慰剂，与阳性药物相当。在严重不良反应事件发生率上，bim与安慰剂和阳性药物对比无统计学差异。在导致上呼吸道感染和鼻咽炎方面，bim与安慰剂和阳性药物对比无统计学差异。但在导致口腔念珠菌感染方面，bim的发生率高于安慰剂组，也高于阳性药物对照组，提示bim的安全性良好，但口腔念珠菌感染率较高。有研究显示针对IL-17靶点的生物制剂会导致口腔念珠菌的感染率提高[18]，而bim正是通过双重抑制IL-17发挥作用，其口腔念珠菌感染率确实相较于其他药物也有所提高，侧面印证本次研究结果。有综述认为IL-17的拮抗剂在严格监测下使用还是较为安全，严重不良反应罕见[19]。针对bim引起的念珠菌感染，使用过程中定期监测念珠菌发生的口腔感染，一般不良反应轻微，也可进行抗念珠菌治疗来保障患者的用药安全。
本研究的局限性：①纳入文献的语种限定为中文和英文，可能存在发表偏倚。②本次纳入的与阳性药物对照的研究不多，还需更多大样本，多中心的临床研究来进一步证实本次研究得到的结论。
综上所述，bim在治疗中重度斑块状银屑病的疗效显著，不良反应轻微可耐受，但临床使用过程中要注意口腔念珠菌的感染。
Efficacy and safety of bimekizumab in treatment of moderate/severe plaque psoriasis: a systematic review
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摘要:
目的 探讨bimekizumab治疗中/重度斑块状银屑病的有效性和安全性。 方法 检索自建库以来到2022年1月Cochrane Library、Pubmed、MEDLINE、EMBASE、Web of Science、CBM、知网、万方、维普数据库关于bimekizumab治疗银屑病的随机对照试验（RCT），并使用RevMan5.3软件进行系统评价。 结果 共纳入5篇文献，6项研究，共有2308例中/重度银屑病患者。在有效性方面，与阳性药物相比，Bimekizumab组银屑病皮损面积和严重程度指数（PASI）改善大于90%（PASI 90），PASI 100的患者多于对照组，研究者总体评估评分（IGA）评分达到0或1的患者比例则无统计学差异（P=0.05）。与安慰剂组相比，Bimekizumab组达到PASI 90，PASI 100和IGA评分达到0或1的患者比例均多于安慰剂组。在安全性方面，Bimekizumab的总不良反应事件的发生率多于安慰剂（P=0.000 2），与阳性药物相当（P=0.06）。严重不良反应事件发生率，在呼吸道感染和鼻咽炎方面，Bimekizumab与安慰剂和阳性药物对比，无统计学差异（P>0.05）。但在导致口腔念珠菌感染方面，Bimekizumab的发生率高于安慰剂组(P=0.005），也高于阳性药物对照组（P<0.000 01）。 结论 Bimekizumab可安全、有效地治疗中/重度斑块状银屑病，但临床使用过程中需要注意监测口腔念珠菌的感染。 -
关键词:
- Bimekizumab /
- 银屑病 /
- 疗效 /
- 安全性 /
- 系统评价
Abstract:Objective To evaluate the efficacy and safety of bimekizumab in the treatment of moderate/severe plaque psoriasis. Methods Literatures from Cochrane Library, PubMed, Embase, CNKI, VIP databases from the establishment time to January of 2022 were retrieved. The Review manager 5.3 statistical software was used to systematical review. Results 5 publications, 6 RCTs met the inclusion criteria, which involved 2308 participants. In terms of efficacy, patients in the experimental group were more than positive medicine control group in PASI 90, PASI 100, no significantly statistical difference in IGA 0 or 1 cases (P=0.05). PASI 90, PASI 100 and IGA 0 or 1 cases of patients in the experimental group were higher than that of the placebo group . In the safety evaluation, the incidence of adverse reaction in experimental group was higher than the placebo group (P=0.000 2), which was the same as the positive medicine control group (P=0.06). The experimental group was no statistical difference compared with positive medicine control and the placebo group in the incidence of serious adverse events including upper respiratory tract infection and nasopharyngitis (P>0.05). But the rate of oral candidiasis in experimental group was higher than the positive medicine control group (P<0.000 01) and the placebo group (P=0.005). Conclusion bimekizumab could treat moderate/severe plaque psoriasis effectively and safely, and the oral candidiasis during the treatment should be noticed. -
Key words:
- Bimekizumab /
- psoriasis /
- efficacy /
- safety /
- systematic review
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随着人口老龄化进程加快，以脑、脊髓结构或功能损伤导致的中枢神经系统（CNS）疾病的发病率和病死率逐年上升[1]。尽管对CNS疾病病因的认识已有重大进展，但是新药研发进程依旧进展缓慢，主要原因是CNS疾病发病机制复杂，以及在药物研发阶段缺少可靠有效的评价手段[2]。随着系统生物学技术的不断发展，1999年Nicholson等[3]提出的代谢组学通过研究生物体受到外界刺激或基因缺陷所导致的代谢终产物的变化情况，为研究疾病的发病机制和药物疗效评估提供了一种新手段。来源于患者或疾病动物模型的生物体样本，如血液、尿液、组织提取液等的代谢组学研究是目前的主要研究方向，但是实验研究需要大量样本数据支持，且受到伦理以及生物体内外混杂因素的影响，具有一定的局限性。细胞是构成生物体结构和功能的基本单位，体外细胞模型可建立单一症状的疾病模型、具有可控性强、有利于进行大规模药物筛选等特点而备受研究人员青睐。细胞代谢组学是以细胞为研究对象，通过现代分析方法监测细胞反应及药物作用于细胞后的代谢变化，在探寻CNS疾病的病理生理机制及治疗干预效果中展现出巨大潜力[4]。本文拟从细胞代谢组学的研究流程及其在中枢神经系统疾病中的应用进行综述，以期为从细胞层面探索中枢神经系统疾病发病机制和新药研发提供参考。
1. 细胞代谢组学概述
细胞代谢组学通过现代分析方法对细胞新陈代谢后产生的差异代谢物进行定性、定量研究。介于细胞内和细胞外代谢之间的密切关系，完整的细胞代谢组学研究包括细胞内指纹(细胞内所有代谢物)和细胞外足迹(细胞外介质所有代谢物)两部分[5]，其主要流程为细胞培养、样品前处理、分析检测、代谢组学数据处理（图1）。
1.1 细胞培养及样品前处理
细胞类型和培养方法的选择对模拟疾病状态和深入了解疾病的代谢框架至关重要。来源于生物体的原代细胞是疾病研究的理想细胞模型，但其寿命有限，纵向研究具有一定挑战性。因此，能够快速分裂的癌细胞和永生化细胞被广泛用于体外模型的构建中。有研究表明，体外和体内细胞培养条件不同易导致细胞特性的改变[7]。为了能更准确地模拟体内微环境，自20世纪初建立以来，改进细胞培养技术的尝试从未停止，如在二维单层培养的基础上，研发出三维培养技术、旋转式细胞培养系统、多细胞共培养等培养模式，更加贴近细胞在生物体的生存环境[8-10]。
提取目标代谢物是细胞代谢组学分析的关键步骤。一些代谢物在样品前处理过程中受到干燥-重构的影响易产生损失或变异，因而优化样品前处理方法、建立细胞代谢组学标准化分析流程显得尤为重要[11]。Wilkins等[12]比较胰蛋白酶消化、刮刀刮取、−80 ℃甲醇淬灭以及−80 ℃甲醇淬灭后去除甲醇这4种常用的细胞代谢物提取方法，结果显示，−80 ℃甲醇快速淬灭得到的细胞代谢物稳定性和富集程度较好，且样品在−80 ℃甲醇条件下可以储存长达1个月而没有明显的代谢物降解。Ser等[13]发现温度和添加剂对细胞代谢物的影响很小，而使用磷酸盐缓冲溶液或水洗涤样品对代谢物影响较大，并提出用冷甲醇提取且不经任何洗涤可以满足绝大多数代谢物的提取。随着质谱等检测仪器的不断开发和进步，不经任何前处理将采集到的细胞代谢物直接进样分析也成为了可能[14]。
1.2 分析检测方法
核磁共振波谱法（NMR）和质谱法（MS）是细胞代谢组学研究的常用分析方法。NMR可追踪代谢物流动来识别活跃的代谢途径、测量代谢通量或相应的示踪剂代谢变化，所需样品量少，具有出色的重现性、定量以及鉴定未知代谢物的能力。Saborano等[15]提出一种基于NMR法的哺乳动物细胞系和原代细胞系代谢研究框架，可用于糖酵解、戊糖磷酸循环等多种代谢途径分析。具体工作流程为将含有13C或15N标记的前体物质引入细胞培养基中培养细胞，使用甲醇-氯仿-水提取代谢物，通过异核单量子相干谱（HSQC）、二维NOE谱（NOESY）等技术采集带标记代谢物的光谱信息，探寻细胞系中健康和疾病状态的代谢差异。然而，NMR相对较低的灵敏度使其无法测量低丰度的代谢物。越来越多新型NMR方法包括多维NMR技术、快速脉冲NMR技术、核磁共振显微技术等也逐渐应用于细胞代谢组学研究，为生物标志物的寻找提供了有力手段。
MS的优势在于其灵敏度高、覆盖面广、可与多种色谱技术联用实现代谢物的有效分离。气相色谱-质谱联用法(GC-MS）可用于氨基酸、核苷酸和脂肪酸等挥发性代谢物的分析，具有较强的针对性。为简化样品制备过程中对挥发性代谢物的衍生化步骤，Araujo等[16]优化了一种基于顶空固相微萃取（HS-SPME）结合GC-MS方法，通过纤维涂层对细胞外代谢物中挥发性组分萃取后直接进样分析，可实时监测挥发性有机物的代谢过程。液相色谱-质谱联用法(LC-MS)包括反相液相色谱（RPLC）和亲水作用液相色谱（HILIC）与MS的联用，其中RPLC总体上表现出比HILIC更好的适用性和重复性，被广泛应用于细胞代谢物的分析中，尤其适用于非极性和弱极性代谢物，而HILIC对亲水性、极性和离子性代谢物如糖、氨基酸和核酸有更好的分离效果[17]。Sun等[18]采用UHPLC-QQQ/MS法对细胞外代谢物进行分析，液相分离条件的优化分别考察了7根反相UHPLC柱和5根HILIC柱，以峰面积、半峰宽、拖尾因子、峰面积CV（%）、保留时间及其SD值共6个指标评价分离效果，最终选择了其中的1根反相UHPLC柱和流动相，单次检测时间仅17 min，实现了同时检测氨基酸、糖类等93种代谢物，为开展实时监测细胞代谢物水平变化提供了可能性。
考虑到细胞间存在异质性，为获得更加丰富的细胞代谢物信息，现代生命科学研究将目光投向了单个细胞。微流控芯片可以在与细胞大小相当的微通道内进行细胞培养、样品制备、分离检测等一系列操作，是单细胞代谢组学分析的重要技术平台[19]，相比于LC-MS，微流控芯片质谱法操作简单，可直接进样分析，但存在选择性差和离子抑制等问题，Xu等[20]将微流控芯片与纳米电喷雾电离质谱相联用，通过对金纳米颗粒进行特异性标记，大大提高单细胞水平内源代谢物检测的灵敏度和兼容性。得益于质谱成像仪器的快速发展，空间分辨代谢组学技术可以对目标代谢物在细胞中的分布进行定位，提供多维度代谢组学信息，是目前单细胞代谢组学研究的强有力工具[21]。
1.3 数据处理
代谢物的存在和浓度变化可以直接体现细胞对周围化学和物理微环境的反应，具有高度动态性和未知性，庞大的数据集使得细胞代谢组学的数据分析和解释需借助生物信息学[22]。基于R、Python、C/C++ 等编程语言的代谢组学数据处理的软件资源有很多，但是尚未研发出通用的数据处理软件，需要用户根据分析目的对多种软件程序整合后优化使用[23]。Zhou等[24]在IP4M代谢组学数据分析集成平台的基础上，开发出IMAP集成代谢组学分析平台，不仅可以实现一站式完整的代谢组数据分析，而且有多种可供选择的分析方法和工作流程，可用于建立和验证预测模型以及相关的网络构建和分析，适用于批量或有特殊要求的数据分析。孙海涛等[25]提出了一种基于开源软件Mzmine和谱峰预识别算法，多个计算资源并行的云计算代谢组学数据处理方法，所提出的并行数据处理方法与单计算节点相比，计算速度得到显著提升且大大降低了研究费用，可满足海量代谢组学的数据处理需求。
2. 细胞代谢组学在CNS疾病研究中的应用
CNS疾病影响着全球数百万患者的生命健康，其发病机制复杂，涉及神经细胞凋亡、神经炎症、氧化应激、兴奋性损伤等多种病理特征，给疾病的早期诊断和预后评估带来了很大的困难。构建单一病理状态的体外细胞模型，可以进行大规模的靶向研究和药物筛选，大大缩短了新药研发时间[26]。尽管已有各种类型的CNS疾病体外细胞模型，但其中只有少数被用于代谢组学研究。随着细胞代谢组学在探索CNS疾病发病机制以及药物作用特点中的作用日益突出，越来越多潜在的生物标志物被发现。表1归纳了2015年以来有关细胞代谢组学在CNS疾病研究的一些应用实例，包括常见CNS疾病相应的细胞模型构建、细胞代谢组学分析手段、差异代谢物筛选、通路分析及药物干预结果等。
表 1 细胞代谢组学在中枢神经系统疾病药物研究中的应用疾病 研究对象 研究药物 检测手段 主要研究结果 参考文献 阿尔茨海默病 PC12细胞
（Aβ25~35）柚皮苷 GC-MS 筛选出甘氨酸、谷氨酸等27种AD差异代谢物，影响氨基酸代谢、碳水化合物代谢及脂质代谢等代谢通路 [27] 脑微血管内皮细胞（Aβ1~42） 丹参 UHPLC-QTOF- MS 发现了33个差异代谢物，涉及精氨酸和脯氨酸代谢、谷胱甘肽代谢等多条代谢通路 [28] SH-SY5Y细胞
（冈田酸）丹参、知母 UHPLC-QTOF- MS 发现了色氨酸、苯丙氨酸等45个潜在AD生物标志物，涉及12条代谢通路，筛选出与丹参相关的30种差异代谢物，与知母相关的7种差异代谢物 [29] SH-SY5Y细胞
（谷氨酸）人参皂苷 Rb1 1H NMR 发现谷氨酸、牛磺酸等7种差异代谢物，涉及5条不同的代谢通路 [30] 帕金森病 SH‐SY5Y细胞
（MPP+）胶质细胞源性神经营养因子 LC‐MS/MS 三酰甘油、磷脂酰胆碱等多种脂质代谢物受到影响 [31] SH-SY5Y细胞
（6-OHDA）花茶 UPLC-TOF-MS 发现多种与神经保护作用相关的代谢物 [32] SH-SY5Y细胞
（A53T基因突变）L-天冬酰胺酶 GC-MS/MS 可以调节谷氨酰胺代谢起到神经保护作用 [33] 抑郁症 PC12细胞
（皮质酮）阿魏酸 UPLC-QTOF-MS 发现24个差异代谢物，涉及氨基酸代谢、能量代谢和甘油磷脂代谢等代谢通路 [34] PC12细胞
（皮质酮）甘草苷 LC-MS 鉴定出谷氨酸、谷胱甘肽等11种潜在差异代谢物，涉及8条不同的代谢通路 [35] PC12细胞
（皮质酮）香附 UPLC-Q-TOF-MS 发现鞘磷脂、甘油磷脂等11种潜在差异代谢物 [36] PC12细胞 氯胺酮、羟基去甲氯胺酮对映体 GC-MS和CE-MS 发现甘油酸盐、柠檬酸盐、亮氨酸等49种潜在生物标志物 [37] 星形胶质细胞 氟西汀 1H NMR 发现17种潜在生物标志物，涉及脂质和氨基酸代谢通路 [38] 星形胶质细胞 文拉法辛 1H NMR 发现赖氨酸、酪氨酸、谷氨酸等31 种涉及能量、氨基酸和脂质代谢的差异代谢物 [39] 2.1 阿尔茨海默病
阿尔茨海默病（AD）是一种常见于老年人的神经退行性疾病，临床表现为记忆力减退、认知和交流功能障碍[40]。常用的AD细胞模型有：β淀粉样蛋白（Aβ）诱导神经毒性模型、Tau蛋白异常磷酸化模型、氧化应激模型和基因转染模型[41]。Aβ聚集沉积易使细胞产生突触受损、线粒体功能障碍以及促进Tau蛋白病理化，当前AD防治的研究热点也集中于Aβ[42]。Aβ是由淀粉样前体蛋白(APP)经分泌酶水解产生，APP的异常突变与AD的发展密切相关，Xiong等[43]对APP过表达的转基因(N2a/APP695swe)细胞用作AD体外模型的可行性进行验证，并将其应用于缬氨霉素改善AD的作用机制研究，GC-MS结果显示，缬氨霉素作用N2a/APP695swe细胞3 h后Aβ1~42和Aβ1~40水平降低，此时，三磷酸腺苷(ATP)水平和柠檬酸、苹果酸、丙酮酸等ATP相关代谢产物显著增加。但是6~12 h其ATP代谢产物却呈现水平下降趋势，提示缬氨霉素的作用时间应加以控制，才能有效促进ATP产生，起到改善AD的作用。有研究指出载脂蛋白E（APOE）不同亚型携带者患AD的风险不尽相同，可能与影响大脑葡萄糖摄取有关。为了解构成APOE相关遗传风险的分子机制，Williams等[44]采用稳定同位素示踪技术探究APOE中3种亚型基因产生的星形胶质细胞葡萄糖代谢差异，结果显示，相较于E2和E3，受E4影响的星形胶质细胞葡萄糖摄取受损，相应的糖代谢、三羧酸循环以及戊糖磷酸途径发生变化，谷胱甘肽合成增加，详见图2所示。与人类APOE表达E4基因的小鼠模型的研究结果相印证[45]，证实了AD发病与遗传基因的相关性。为深入了解E4和代谢损伤对大脑影响的生物学基础，进一步阐明AD的发病机制提供了科学依据。
2.2 帕金森病
帕金森病（PD）为第二大中枢神经退行性疾病，患者常出现运动迟缓、静止性震颤和强直等症状。PD 是一种由遗传、环境和生活方式等多因素共同作用的疾病，其病理特征表现为黑质多巴胺能神经元损伤丢失和α-突触核蛋白聚集[46]。神经毒素如百草枯、6-羟基多巴胺(6-OHDA)、1-甲基-4-苯基-四氢吡啶离子（MPP+）可诱导细胞多巴胺能神经元变性死亡，从而产生类似帕金森的病理特征，所建立的细胞模型可操作性强、重复性好，是目前最常用的PD细胞造模方法。Lei等[47]采用NMR与直接输注电喷雾电离质谱（DI-ESI-MS）联用的代谢组学方法探究百草枯诱导SH-SY5Y细胞产生的代谢谱变化，结果显示，磷酸戊糖途径中6-磷酸葡萄糖、6-磷酸果糖等代谢物增加，糖酵解与TCA 循环受到抑制。Xicoy等[48]运用LC-MS法研究6-OHDA诱导的SH-SY5Y细胞的脂类代谢变化，结果发现除了磷脂酰丝氨酸水平降低外，磷脂酰胆碱、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇和胆固醇水平变化情况均与PD患者血浆代谢组学结果相同[49]。进一步探究降胆固醇他汀类药物对该PD模型的神经保护作用，发现他汀类药物未展现相应的保护作用，反而是低剂量的胆固醇使SH-SY5Y细胞免受6-OHDA毒性，提示该细胞模型不适用于胆固醇参与的PD发生发展机制的研究。星形胶质细胞是人脑中含量最丰富的细胞类型，在维持PD患者大脑胆固醇稳态扮演着重要角色[50]。近年来，星形胶质细胞在PD发病机制中作用开始被发现。Sonninen等[51]通过UPLC-Q-TOF-MS法探究星形胶质细胞的代谢变化，发现LRRK2和GBA基因突变的PD星形胶质细胞出现α-突触核蛋白生成增加、钙水平升高、溶血磷脂酰乙醇胺等多种氨基酸代谢改变。
2.3 缺血性脑卒中
缺血性脑卒中（IS）是中风的一种常见形式，涉及神经炎症、氧化应激、兴奋性中毒等病理机制，患病后易导致脑损伤或残疾，严重者将危及生命，对人类健康构成极大威胁[52]。IS患者因急性血管闭塞所引起的脑组织缺血、缺氧，易使细胞自由基受损、钙离子超载、能量代谢紊乱，因此保护细胞免受缺氧缺糖的影响，是体外研究IS的思路之一。脑微血管内皮细胞是IS中损伤最严重的细胞，韩晨阳等[53]采用HPLC法发现该细胞在体外缺氧缺糖环境下产生ATP、二磷酸腺苷(ADP）含量降低，磷酸腺苷(AMP）含量增加等异常能量代谢变化，而这些病理变化与IS造成的细胞损伤相似。进一步探究丁苯酞对该模型的作用机制发现，丁苯酚可以有效调节细胞在氧糖剥离条件下产生的能量紊乱、钙离子超载。Wang等[54]运用GC-MS法研究杜仲防治IS的作用，采用缺氧缺糖条件下的脑微血管内皮细胞造模，发现杜仲具有促进苯丙氨酸代谢，抑制线粒体活性氧产生的作用。上述IS体外细胞模型的构建采用的是物理方法，即将细胞置于缺糖或缺血培养基与缺氧环境下培养，对设备要求较高，需将连二亚硫酸钠（Na2S2O4)、氯化钴(CoCl2)等化学性缺氧试剂用于IS模型的构建。王宇翔[55]在PC12细胞的无糖培养基中加入Na2S2O4建立氧糖剥离模型，采用HPLC法探究染料木黄酮对所构建细胞模型的保护作用，通过测定细胞神经递质类氨基酸随时间含量变化情况，发现染料木黄酮可逆转缺氧缺糖所引起的谷氨酸、天冬氨酸等兴奋性氨基酸水平变化，发挥神经保护作用。
2.4 抑郁症
抑郁症是一种复杂的精神障碍疾病，以持续的心境低落为主要临床特征。谷氨酸循环和糖皮质激素浓度异常与抑郁症的发生发展密切相关，目前体外实验主要使用皮质酮、谷氨酸诱导细胞产生神经损伤构建抑郁症细胞模型。Zhang等[56]采用超高效液相色谱结合四极杆飞行时间质谱法（UPLC-QTOF-MS）探究皮质酮对PC12细胞的细胞毒性机制，鉴定出15种潜在生物标志物，涉及甘油磷脂代谢、鞘脂代谢、脂肪酸氧化、甘油脂代谢和甾醇脂物在内的5种代谢途径，为后续实验研究提供了有力支撑。何小燕等[57]运用1H-NMR法探究谷氨酸和皮质酮诱导下PC12细胞的代谢差异，结果显示两种刺激方式产生的代谢物不同，但影响的代谢通路却无显著差别，提示将差异代谢物与其代谢通路结合分析的重要性。中医药具有多层次、多靶点的整体调控作用，在防治抑郁症方面具有独特优势。但由于相关中医学证候模型的缺乏，在一定程度上制约了中医药防治抑郁症的进一步发展。付爽等[58]使用含10%肝郁脾虚证的血清诱导肝癌HepG2细胞构建抑郁症证候模型，对所建立的抑郁症肝郁脾虚证细胞模型与肝郁脾虚证血清进行代谢组学分析，发现了溶血磷脂酰胆碱、卵磷脂、甘油磷酰胆碱等19个相同的代谢差异物，涉及9条代谢通路，该证候细胞模型的建立为中医药辩证治疗的科学性和有效性提供了依据。
3. 小结与展望
细胞代谢组学通过“细胞模型-生物标志物-疾病机制/作用功效”的对应关系，对细胞代谢产物进行分析，从细胞水平认识疾病，为中枢神经系统疾病的防治打开一扇新的大门。但是仍面临着一些挑战：①理想的细胞模型应该与相应疾病有高度的相似性、可重复性和可操作性，但是疾病的发生发展往往与多个细胞相关，因此需要在确保研究结果可靠的基础上选择合适的细胞造模方法。②细胞代谢物丰富但是含量少，虽然使用液氮或低温有机溶剂对细胞进行萃取可以最大程度上减少代谢物的损失，但是不同细胞模型所采用的前处理方法不尽相同，目前尚未有标准化前处理流程可以适用所有细胞代谢物的提取分析。③细胞代谢组学的分析对象是相对分子质量小于1 000的代谢物，需要不断更新、优化高通量和高分辨率的分析仪器，提高代谢物的检测灵敏度，以获取更多的细胞代谢物数据。④细胞代谢组学隶属于体外研究的范畴，与生物体复杂的代谢变化存在着一定的差异，为提高研究结果的准确性和可靠性，未来细胞代谢组学的研究方向需整合多组学和多学科的信息，以期更加全面的了解CNS病理机制，获取疾病相关生物标志物信息，进一步评价药物的药效，从而为CNS疾病的新药研发提供参考依据[59-60]。相信随着更多细胞模型的构建以及分析技术的不断发展，细胞代谢组学在CNS疾病研究中将会有更广阔的应用前景。
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表 1 纳入研究的基本特点
研究 例数(n) 干预措施 年龄 体重（m/g） 病程/年 PASI/分 结局指标 Warren RB 2021[9] 319
159bim, 320mg, sc
ada, 40mg, sc45.3±13.2
45.5±14.389.6±21.4
90.5±22.120.4±13.2
16.2±11.920.5±6.9
19.0±5.9PASI90/100 IGA0或1
不良反应Reich K 2021a[10] 321
163bim, 320mg, sc
ust,45mg/90mg, sc45.2±14.0
46.0±13.688.7±23.1
87.2±21.116.0±11.6
17.8±11.622.0±8.6
21.3±8.3PASI90/100 IGA0或1
不良反应Reich K 2021b[10] 321
83bim, 320mg, sc
placebo45.2±14.0
49.7±13.688.7±23.1
89.1±26.416.0±11.6
19.7±13.822.0±8.6
20.1±6.8PASI90/100 IGA0或1
不良反应Papp KA 2018[11] 43
42bim, 320mg, sc
placebo42.5±13.6
46.7±12.386.9±21.7
88.8±21.215.9±9.5
15.0±11.819.4±6.4
18.9±5.8PASI90/100 IGA0或1
不良反应Lebwohl M 2021[12] 373
370bim, 320mg, sc
sec, 300mg, sc45.9±14.2
44.0±14.790.1±21.3
88.8±20.018.4±13.1
17.2±12.320.2±7.5
19.7±6.7PASI90/100 IGA0或1
不良反应Gordon K B 2021[13] 349
86bim, 320mg, sc
placebo44.5±12.9
43.5±13.188.7±20.6
91.7±22.219.6±13.3
19.1±12.820.4±7.6
20.1±7.6PASI90/100 IGA0或1
不良反应注：bim：bimekizumab，ada：阿达木单抗，ust：乌司奴单抗，sec：司库奇尤单抗，placebo：安慰剂，sc: 皮下注射，PASI: 银屑病皮损面积和严重程度指数 
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表 3 有效性结局指标系统评价
结局指标 纳入研究 系统评价结果 异质性 风险比 95%CI P P I2（%） 效应模型 bim与安慰剂 PASI 90 3[10,11,13] 32.08 （14.12，72.88） <0.00001 0.28 22 固定 PASI 100 3[10,11,13] 67.62 （16.43，278.28） <0.00001 0.93 0 固定 IGA0/1 3[10,11,13] 24.19 （11.39，51.37） <0.00001 0.30 44 固定 bime与阳性药物 PASI 90 3[9-10,12] 1.52 （1.06，2.19） 0.02 <0.05 96 随机 PASI 100 3[9-10,12] 2.11 （1.22，3.66） 0.008 <0.05 97 随机 IGA0/1 3[9-10,12] 1.59 （1.00，2.53） 0.05 <0.05 94 随机
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表 4 安全性分析结局指标
结局指标 纳入研究 系统评价结果 异质性 风险比 95%CI P P I2（%） 效应模型 bim与阳性药物 3[9-10,12] 1.06 （1.00，1.13） 0.06 0.75 0 固定 总不良事件 严重不良反应 3[9-10,12] 0.90 （0.55，1.45） 0.32 0.61 0 固定 上呼吸道感染 3[9-10,12] 0.92 （0.79，1.07） 0.28 0.95 0 固定 口腔念珠菌感染 3[9-10,12] 8.73 （4.80，15.84） <0.00001 0.30 16 固定 bim与安慰剂 3[10,11,13] 1.38 （1.17，1.64） 0.0002 0.31 13 固定 总不良事件 严重不良反应 3[10,11,13] 0.62 （0.22，1.80） 0.38 0.90 0 固定 上呼吸道感染 3[10,11,13] 0.73 （0.36，1.47） 0.37 0.41 0 固定 口腔念珠菌感染 3[10,11,13] 11.34 （2.11，60.86） 0.005 0.93 0 固定 鼻咽炎 3[10,11,13] 1.40 （0.79，2.48） 0.25 0.54 0 固定
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表 5 敏感性分析
指标 剔除前 剔除后 风险比 95%CI P 风险比 95%CI P PASI 90 1.52 （1.06，2.19） 0.02 1.77 （1.57，1.98） <0.00001 PASI 100 2.11 （1.22，3.66） 0.008 2.66 （2.15，3.30） <0.00001 IGA 0或1 1.59 （1.00，2.53） 0.05 1.96 （1.06，3.62） 0.03
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