Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu chuyển hóa dựa trên NMR trong màng não do lao: mối tương quan với các chỉ số lâm sàng và hình ảnh MRI
Tóm tắt
Chúng tôi báo cáo vai trò tiềm năng của phân tích chuyển hóa dựa trên cộng hưởng từ hạt nhân 1H (NMR) trong màng não do lao (TBM). Chúng tôi cũng so sánh các chất chuyển hóa quan trọng với các thông số lâm sàng và hình ảnh. Bốn mươi ba bệnh nhân mắc TBM đã được bao gồm, và mức độ nghiêm trọng của màng não được phân loại từ giai đoạn I đến III, và các bệnh nhân có Mycobacterium tuberculosis dương tính hoặc axit nucleic của nó được coi là TBM rõ ràng. Nghiên cứu phân tích chuyển hóa dựa trên NMR được thực hiện trên mẫu dịch não tủy (CSF), và các chất chuyển hóa quan trọng so với nhóm khỏe mạnh đã được xác định. Kết quả sau ba tháng được định nghĩa là tử vong, xấu và tốt dựa trên thang điểm Rankin điều chỉnh. Các chất chuyển hóa này được so sánh giữa nhóm TBM xác định và nghi ngờ, và cũng tương quan với các phát hiện MRI. Khoảng 11 chất chuyển hóa được tìm thấy có ý nghĩa để phân biệt TBM với nhóm đối chứng. Trong TBM, lactate, glutamate, alanine, arginine, 2-hydroxyisobutyrate, formate và cis-aconitate đều tăng lên, trong khi glucose, fructose, glutamine và myo-inositol giảm xuống so với các nhóm đối chứng. Để phân biệt TBM với các đối chứng, diện tích dưới đường cong ROC được tạo ra từ các chất chuyển hóa quan trọng này là 0,99, với khoảng tin cậy 95% từ 0,96 đến 1, cho thấy rằng các chất chuyển hóa này có khả năng phân loại các trường hợp với độ nhạy và độ đặc hiệu tốt. Nồng độ lactate trong dịch não tủy tương quan với hemoglobin, glucose trong dịch não tủy và nhồi máu. Kết quả không tương quan với các tham số chuyển hóa. Phân tích chuyển hóa trong dịch não tủy dựa trên NMR có vai trò tiềm năng trong việc phân biệt TBM với các đối chứng.
Từ khóa
#chuyển hóa #NMR #màng não do lao #dịch não tủy #hình ảnh MRITài liệu tham khảo
Al-Mubarak R, Vander Heiden J, Broeckling CD, Balagon M, Brennan PJ, Vissa VD (2011) Serum metabolomics reveals higher levels of polyunsaturated fatty acids in lepromatous leprosy: potential markers for susceptibility and pathogenesis. PLoS Negl Trop Dis 5(9):e1303
Budczies J, Denkert C, Müller BM, Brockmöller SF, Klauschen F, Györffy B, Dietel M, Richter-Ehrenstein C, Marten U, Salek RM, Griffin JL, Hilvo M, Orešič M, Wohlgemuth G, Fiehn O (2012) Remodeling of central metabolism in invasive breast cancer compared to normal breast tissue - a GC-TOFMS based metabolomics study. BMC Genomics 13:334
Chatterji T, Singh S, Sen M, Singh AK, Agarwal GR, Singh DK, Srivastava JK, Singh A, Srivastava RN, Roy R (2017) Proton NMR metabolic profiling of CSF reveals distinct differentiation of meningitis from negative controls. Clinica Chimica Acta; Int J Clin Chem 469:42–52
Coen M, O'Sullivan M, Bubb WA, Kuchel PW, Sorrell T (2005) Proton nuclear magnetic resonance-based metabonomics for rapid diagnosis of meningitis and ventriculitis. Clin Infect Diseases: Off Publ Infect Diseases Soc Am 41(11):1582–1590
DeFeo EM, Wu CL, McDougal WS, Cheng LL (2011) A decade in prostate cancer: from NMR to metabolomics. Nature reviews. Urology 8(6):301–311
Do KQ, Lauer CJ, Schreiber W, Zollinger M, Gutteck-Amsler U, Cuénod M, Holsboer F (1995) Gamma-Glutamylglutamine and taurine concentrations are decreased in the cerebrospinal fluid of drug-naive patients with schizophrenic disorders. J Neurochem 65(6):2652–2662
Ferrannini E, Natali A, Camastra S, Nannipieri M, Mari A, Adam MMV, Kastenmüller G, Adamski J, Tuomi T, Lyssenko V, Groop L, Gall WE (2013) Early metabolic markers of the development of dysglycemia and type 2 diabetes and their physiological significance. Diabetes 62(5):730–1737
Gao H, Dong B, Jia J, Zhu H, Diao C, Yan Z, Huang Y, Li X (2012) Application of ex vivo (1)H NMR metabolomics to the characterization and possible detection of renal cell carcinoma metastases. J Cancer Res Clin Oncol 138(5):753–761
Guo K, Bamforth F, Li L (2011) Qualitative metabolome analysis of human cerebrospinal fluid by 13C-/12C-isotope dansylation labeling combined with liquid chromatography Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry. J Am Soc Mass Spectrom 22(2):339–347
Hornig CR, Dorndorf W, Die Bedeutung des Laktatspiegels, der Lysozymkonzentration und der Phosphohexose-Isomerase-Aktivität im zerebrospinalen Liquor für die (1985) Differentialdiagnose der meningitis [significance of lactate level, lysozyme concentration and phosphohexose isomerase activity in the cerebrospinal fluid in the differential diagnosis of meningitis]. Fortschr Neurol Psychiatr 53(11):410–414
Jiménez B, Mirnezami R, Kinross J, Cloarec O, Keun HC, Holmes E, Goldin RD, Ziprin P, Darzi A, Nicholson JK (2013) 1H HR-MAS NMR spectroscopy of tumor-induced local metabolic "field-effects" enables colorectal cancer staging and prognostication. J Proteome Res 12(2):959–968
Kalita J, Misra UK, Dubey AK (2019) Role of oxidative stress in Tuberculous Meningitis: a Clinico-Radiological correlation. J Mol Neurosci 68(2):287–294
Kalita J, Misra UK, Nair PP (2009) Predictors of stroke and its significance in the outcome of tuberculous meningitis. J Stroke Cerebrovascular Diseases: Off J National Stroke Assoc 18(4):251–258
Kalita J, Misra UK, Prasad S, Bhoi SK (2014) Safety and efficacy of levofloxacin versus rifampicin in tuberculous meningitis: an open-label randomized controlled trial. J Antimicrob Chemother 69(8):2246–2251
Kalita J, Misra UK, Ranjan P (2007) Predictors of long-term neurological sequelae of tuberculous meningitis: a multivariate analysis. Eur J Neurol 14(1):33–37
Leen WG, Willemsen MA, Wevers RA, Verbeek MM (2012) Cerebrospinal fluid glucose and lactate: age-specific reference values and implications for clinical practice. PLoS One 7(8):e42745
Leib SL, Boscacci R, Gratzl O, Zimmerli W (1999) Predictive value of cerebrospinal fluid (CSF) lactate level versus CSF/blood glucose ratio for the diagnosis of bacterial meningitis following neurosurgery. Clin Infect Diseases: Off Public Infect Diseases Soc Am 29(1):69–74
Li Z, Du B, Li J, Zhang J, Zheng X, Jia H, Xing A, Sun Q, Liu F, Zhang Z (2017) Cerebrospinal fluid metabolomic profiling in tuberculous and viral meningitis: screening potential markers for differential diagnosis. Clinica Chimica Acta; Int J Clin Chem 466:38–45
Malinski T (2007) Nitric oxide and nitroxidative stress in Alzheimer's disease. J Alzheimers Dis 11(2):207–218
Mandal R, Guo AC, Chaudhary KK, Liu P, Yallou FS, Dong E, Aziat F, Wishart DS (2012) Multi-platform characterization of the human cerebrospinal fluid metabolome: a comprehensive and quantitative update. Genome Med 4(4):38
Marais S, Thwaites G, Schoeman JF, Török ME, Misra UK, Prasad K, Donald PR, Wilkinson RJ, Marais BJ (2010) Tuberculous meningitis: a uniform case definition for use in clinical research. Lancet Infect Dis 10(11):803–812
Mason S, van Furth AM, Mienie LJ, Engelke UF, Wevers RA, Solomons R, Reinecke, C. J (2015) A hypothetical astrocyte-microglia lactate shuttle derived from a 1H NMR metabolomics analysis of cerebrospinal fluid from a cohort of south African children with tuberculous meningitis. Metabolomics: Off J Metab Soc 11(4):822–837
Mason S, Reinecke CJ, Solomons R, Wevers RA, Engelke UF (2017) 1H NMR spectral identification of medication in cerebrospinal fluid of pediatric meningitis. J Pharm Biomed Anal 143(5):56–61
Misra UK, Kalita J, Maurya PK (2011) Stroke in tuberculous meningitis. J Neurol Sci 303(1–2):22–30
Molina JA, Jiménez-Jiménez FJ, Gomez P, Vargas C, Navarro JA, Ortí-Pareja M, Gasalla T, Benito-León J, Bermejo F, Arenas J (1997) Decreased cerebrospinal fluid levels of neutral and basic amino acids inpatients with Parkinson's disease. J Neurol Sci 150(2):123–127
Perry TL (1982) Normal cerebrospinal fluid and brain glutamate levels in schizophrenia do not support the hypothesis of glutamatergic neuronal dysfunction. Neurosci Lett 28(1):81–85
Pieragostino D, D'Alessandro M, di Ioia M, Rossi C, Zucchelli M, Urbani A, Di Ilio C, Lugaresi A, Sacchetta P, Del Boccio P (2015) An integrated metabolomics approach for the research of new cerebrospinal fluid biomarkers of multiple sclerosis. Mol BioSyst 11(6):1563–1572
Pirisino R, Ghelardini C, De Siena G, Malmberg P, Galeotti N, Cioni L, Banchelli G, Raimondi L (2005) Methylamine: a new endogenous modulator of neuron firing? Med Sci Monitor: Int Med J Exp Clin Res 11(8):RA257–RA261
Ratuszny D, Sühs KW, Novoselova N, Kuhn M, Kaever V, Skripuletz T, Pessler F, Stangel M (2019) Identification of cerebrospinal fluid metabolites as biomarkers for Enterovirus meningitis. Int J Mol Sci 20(2):337
Raviglione MC, Snider DE Jr, Kochi A (1995) Global epidemiology of tuberculosis. Morbidity and mortality of a worldwide epidemic. JAMA 273(3):220–226
Stoop MP, Coulier L, Rosenling T, Shi S, Smolinska AM, Buydens L, Ampt K, Stingl C, Dane A, Muilwijk B, Luitwieler RL, SillevisSmitt PA, Hintzen RQ, Bischoff R, Wijmenga SS, Hankemeier T, van Gool AJ, Luider TM (2010) Quantitative proteomics and metabolomics analysis of normal human cerebrospinal fluid samples. Mol Cell Proteomics: MCP 9(9):2063–2075
STREPTOMYCIN (1948) Treatment of tuberculous meningitis. Lancet 1(6503):582–596
Sweatt AJ, Wood M, Suryawan A, Wallin R, Willingham MC, Hutson SM (2003) Branched-chain amino acid catabolism: unique segregation of pathway enzymes in organ systems and peripheral nerves. Am J Physiol Endocrinol Metab 286:E64–E76
Subramanian A, Gupta A, Saxena S, Gupta A, Kumar R, Nigam A, Kumar R, Mandal SK, Roy R (2005) Proton MR CSF analysis and a new software as predictors for the differentiation of meningitis in children. NMR Biomed 18(4):213–225
Thwaites GE, Simmons CP, Than Ha Quyen N, Thi Hong Chau T, Phuong Mai P, Thi Dung N, Hoan Phu N, White NP, Tinh Hien T, Farrar JJ (2003) Pathophysiology and prognosis in vietnamese adults with tuberculous meningitis. J Infect Dis 188(8):1105–1115
Thwaites GE, Tran TH (2005) Tuberculous meningitis: many questions, too few answers. Lancet Neurol 4(3):160–170
Thwaites GE, van Toorn R, Schoeman J (2013) Tuberculous meningitis: more questions, still too few answers. Lancet Neurol 12(10):999–1010
Tsai G, van Kammen DP, Chen S, Kelley ME, Grier A, Coyle JT (1998) Glutamatergic neurotransmission involves structural and clinical deficits of schizophrenia. Biol Psychiatry 44(8):667–674
Vadnal R, Parthasarathy L, Parthasarathy R (1997) Role of inositol in the treatment of psychiatric disorders. CNS Drugs 7(1):6–16
Van Well GT, Paes BF, Terwee CB, Springer P, Roord JJ, Donald PR, van Furth AM, Schoeman JF (2009) Twenty years of pediatric tuberculous meningitis: a retrospective cohort study in the western cape of South Africa. Pediatrics 123(1):e1–e8
Wevers RA, Engelke U, Wendel U, de Jong JG, Gabreëls FJ, Heerschap A (1995) Standardized method for high-resolution 1H-NMR of cerebrospinal fluid. Clin Chem 41(5):744–751
Wishart DS, Lewis MJ, Morrissey JA, Flegel MD, Jeroncic K, Xiong Y, Cheng D, Eisner R, Gautam B, Tzur D, Sawhney S, Bamforth F, Greiner R, Li L (2008) The human cerebrospinal fluid metabolome. Journal of chromatography. B, Analytical Technol Biomed Life Sci 871(2):164–173
World Health Organization (2016) Global Tuberculosis Report 21st edition
Xu Y, Ringgaard S, Mariager CØ, Bertelsen LB, Schroeder M, Qi H, Laustsen C, Stødkilde-Jørgensen H (2017) Hyperpolarized 13C magnetic resonance imaging can detect metabolic changes characteristic of penumbra in ischemic stroke. Tomography (Ann Arbor, Mich. 3(2):67–73
Yi J, Horky LL, Friedlich AL, Shi Y, Rogers JT, Huang X (2009) L-arginine and Alzheimer's disease. Int J Clin Exp Pathol 2(3):211–238
Zimmermann M, Kogadeeva M, Gengenbacher M, McEwen G, Mollenkopf HJ, Zamboni N, Kaufmann S, Sauer U (2017) Integration of metabolomics and Transcriptomics reveals a complex diet of mycobacterium tuberculosis during early macrophage infection. mSystems 2(4):e00057–e00017