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采用代谢组学方法评估自然感染牛支原体(Mycoplasma bovis, M. bovis)西门塔尔犊牛游离氨基酸与游离脂肪酸浓度的变化摘要：氨基酸(amino acid, AA)和脂肪酸(fatty acid, FA)是调节免疫应答并维持机体稳态的重要代谢物，但自然感染牛支原体(Mycoplasma bovis, M. bovis)牛只的血清氨基酸与脂肪酸谱尚不清楚。本研究旨在评估感染M. bovis犊牛体内游离脂肪酸与游离氨基酸浓度的变化。急性M. bovis感染组由20头1～3月龄、出现呼吸道症状并经聚合酶链式反应(polymerase chain reaction, PCR)确诊患M. bovis感染的西门塔尔(Simmental)犊牛(不同性别)组成；对照组由10头经临床检查健康的1～3月龄西门塔尔犊牛组成。结果显示，M. bovis感染组血清丙氨酸(alanine)、异亮氨酸(isoleucine)、谷氨酸(glutamic acid)、赖氨酸(lysine)、组氨酸(histidine)和酪氨酸(tyrosine)浓度显著低于对照组；相反，缬氨酸(valine)和甲硫氨酸(methionine)水平显著高于对照组。M. bovis感染组月桂酸(lauric acid)、十五烷酸(pentadeconic acid)、棕榈酸(palmitic acid)、二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid, DHA)及硬脂酸(stearic acid)浓度显著高于对照组；油酸(oleic acid)和亚油酸(linoleic acid)水平显著低于对照组。研究人员据此判定，M. bovis感染犊牛的游离氨基酸与游离脂肪酸谱发生显著改变，这些代谢物在动物M. bovis感染发病机制中发挥重要作用；此外，部分氨基酸浓度降低提示其未来可能具有治疗潜力。 《Veterinary Medicine International》刊载的该研究针对牛支原体(Mycoplasma bovis, M. bovis)引发牛呼吸道疾病(bovine respiratory disease, BRD)后血清游离氨基酸(free amino acid, FAA)与游离脂肪酸(free fatty acid, FFA)谱变化不明这一问题，以自然感染M. bovis的西门塔尔(Simmental)犊牛为对象开展代谢组学分析，证实感染组FAA与FFA谱显著改变，部分氨基酸消耗可能与炎症高代谢状态相关，饱和与n-3多不饱和脂肪酸升高、单不饱和与n-6脂肪酸降低反映感染相关脂质重塑，结果为M. bovis感染致病机制解析及潜在营养或辅助干预标志物的探索提供了依据。 研究人员选取土耳其Bing?l省同一牧场1～3月龄西门塔尔犊牛，以PCR确诊M. bovis呼吸道感染的20头患病犊牛为病例组，10头临床健康同龄同品种犊牛为对照组；采集颈静脉血分离血清，采用气相色谱–火焰离子化检测器(gas chromatography–flame ionization detector, GC-FID)分别检测游离氨基酸（经N-(叔丁基二甲基硅烷基)-N-甲基三氟乙酰胺MTBSTFA硅烷化衍生）与脂肪酸（经酸催化转甲基酯化制备脂肪酸甲酯fatty acid methyl ester, FAME），数据经Shapiro–Wilk正态性检验后以独立样本t检验或Mann–Whitney U检验进行组间比较，Spearman秩相关分析代谢物与白细胞计数关系，显著性水准设为p＜0.05。 3. Results（结果） 临床检查与血常规结果显示，M. bovis感染组呼吸频率(p＝0.046)与白细胞(leukocyte, WBC)计数(p＜0.001)显著高于对照组，心率与体温组间无显著差异，确认存在急性感染性炎症反应。 游离氨基酸分析表明，丙氨酸(alanine, p＜0.001)、异亮氨酸(isoleucine, p＝0.003)、谷氨酸(glutamic acid, p＝0.002)、赖氨酸(lysine, p＝0.006)、组氨酸(histidine, p＝0.018)及酪氨酸(tyrosine, p＜0.001)在M. bovis组显著低于对照组；缬氨酸(valine, p＝0.003)与甲硫氨酸(methionine, p＝0.002)在M. bovis组显著高于对照组；其余检测的氨基酸（亮氨酸leucine、苯丙氨酸phenylalanine、苏氨酸threonine、脯氨酸proline、丝氨酸serine、天冬氨酸aspartic acid、半胱氨酸cysteine、色氨酸tryptophan、甘氨酸glycine）组间无统计学差异。 游离脂肪酸分析表明，月桂酸(lauric acid, p＜0.001)、十五烷酸(pentadecanoic acid, p＝0.009)、棕榈酸(palmitic acid, C16:0, p＜0.001)、二十二碳六烯酸(DHA, p＝0.006)及硬脂酸(stearic acid, C18:0, p＝0.009)在M. bovis组显著高于对照组；油酸(oleic acid, C18:1n-9, p＝0.002)与亚油酸(linoleic acid, C18:2n-6, p＝0.006)在M. bovis组显著低于对照组；其余脂肪酸（十七烷酸margaric acid、十七碳一烯酸heptadecenoic acid、肉豆蔻酸myristic acid、十五碳酸pentadecylic acid、二十碳三烯酸eicosatrienoic acid、花生四烯酸arachidonic acid、棕榈油酸palmitoleic acid）组间无显著差异。白细胞计数与任一氨基酸或脂肪酸浓度均无显著相关性。 讨论与结论部分总结 讨论指出，丙氨酸、谷氨酸、组氨酸及支链氨基酸中异亮氨酸的降低符合细菌性肺炎及高代谢炎症状态下糖异生前体消耗与免疫细胞的谷氨酸利用模式；缬氨酸与甲硫氨酸升高则不同于部分畜禽疾病模型，可能与M. bovis感染急性期特异性代谢重编程有关。脂肪酸谱改变表现为饱和脂肪酸（月桂酸、棕榈酸、硬脂酸）与反刍动物来源奇数链脂肪酸（十五烷酸）及n-3长链PUFA（DHA）升高，单不饱和脂肪酸（油酸）与必需n-6 PUFA（亚油酸）降低，反映感染诱导的负能量平衡、脂肪动员及炎症介导的Δ6/Δ5去饱和酶活性改变。白细胞与代谢物无相关性与既往人医肺炎报道类似，提示系统性氨基酸重塑与局部肺部炎症可能涉及不同调控通路。作者亦说明本研究局限为横断面单次采血、仅靠临床诊断未行肺超声或影像学评估、样本量有限。 结论：研究人员判定自然感染M. bovis之西门塔尔犊牛血清游离氨基酸与游离脂肪酸谱发生显著改变，上述代谢物参与M. bovis感染之发病机制；日后需在更大样本中进一步探究氨基酸与脂肪酸于M. bovis感染中之治疗潜能及预后价值。 |
