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研究背景妊娠期糖尿病（gestational diabetes mellitus,GDM）是妊娠期首次发现的糖代谢异常,并不是明确存在的1型或2型糖尿病。GDM是妊娠期常见的代谢性疾病之一,在世界范围内均有分布且发生率逐年快速增长[1]。GDM控制不好会对母儿引起严重的近期和远期并发症[2]。GDM患者可能并发包括妊娠期羊水过多、高血压疾病和感染,且日后患2型糖尿病[3]、心血管疾病[4]和女性恶性肿瘤[5]的风险增加。此外,GDM可能增加巨大儿[6]、新生儿呼吸窘迫综合征[7]、低血糖、高胆红素血症的风险[8]和其他子代不良健康结局。GDM的发病原因和发病机制目前并不明确,胰岛素抵抗增加和胰岛细胞功能下降可能均发挥作用。研究发现,GDM可能不仅局限于糖代谢异常,也存在氨基酸代谢异常,脂代谢异常,对于GDM患者代谢变化与妊娠不良结局的研究是近年来围产医学研究的关注重点之一。代谢组学是系统生物学一个不可或缺的分支[9],可以通过定量检测小分子代谢物的变化来研究复杂的生物系统功能。核磁共振（proton nuclear magnetic resonance,1H-NMR）作为代谢组学检测技术之一,因其固有的优点:测量代谢物种类范围广,易量化,对样品无破坏性,需要的样本量少和高效性[10],近年来在代谢性疾病研究中得以广泛应用,例如糖尿病等。根据White分类法,将GDM分为两类:无需药物控制（饮食、运动控制）的GDM常被称为A1级GDM（A1GDM）,需要药物治疗才能达到血糖正常的GDM常被称为A2级GDM（A2GDM）,A2GDM通常被认为比A1GDM更严重。但是目前大多数已有代谢组学研究很少对GDM进行疾病严重程度的分级研究,A1GDM与A2GDM的代谢特征差异以及变化趋势尚不清楚,且研究得出的结果也不一致。因此本研究将基于1H-NMR的代谢组学方法研究不同级别GDM孕妇血浆代谢谱变化,分析疾病的发展变化趋势,探索可能涉及的代谢通路异常。通过分娩前后的血浆代谢物变化对比,了解妊娠终止对机体血浆代谢的近期影响。此外,进一步分析临床指标和潜在代谢物生物标志物之间的关系,探索GDM的病因和发病机制,为未来的预防和临床干预提供依据。研究目的基于1H-N M R技术研究不同级别G D M患者分娩前后的血浆代谢物变化,分析不同级别妊娠期糖尿病差异性代谢物水平,并通过相关性分析及网络分析探讨血浆代谢物与相关临床指标的关系,探讨GDM代谢异常可能的发生机制,探索GDM的病理生理过程。研究内容1.11名A2GDM患者（需胰岛素控制血糖）、24名A1GDM患者（饮食、运动控制血糖）和35名NGT组（正常对照组）孕妇,检测三组孕妇外周血空腹血糖（Fasting plasma glucose,FPG）、1小时血糖,2小时血糖,年龄、身高、孕前体重、孕前BMI（body mass index）、分娩前体重、分娩前BMI、孕期增加BMI、血压、分娩孕周、新生儿出生体重、新生儿体重与相应孕周同性别新生儿标准体重比值。2.采集11名A2GDM患者（需胰岛素控制血糖）、24名A1GDM患者（饮食、运动控制血糖）和35名NGT组（正常对照组）孕妇剖宫产手术前后空腹血浆样品,经样品制备后进行一维核磁共振氢谱与二维核磁共振氢谱的检测,通过谱图编辑、分段积分、归一化和标准化的数据预处理后,采用正交偏最小二乘判别分析（Orthogonal projection to l a t e n t s t r u c t u r e s d i s c r i m i n a n t a n a l y s i s,O P L S-D A）方法分析鉴定血浆差异性代谢成分,通过层序聚类分析进一步验证三组孕妇分娩前、分娩后代谢物的变化,并进行代谢物与临床指标的相关分析及网络分析。研究结果1.与NGT组相比,A1GDM组孕妇年龄更大,A2GDM组孕妇身高更矮、分娩孕周更小,具有显著差异。OGTT实验中三项结果（空腹、1小时、2小时血糖）,A2GDM组及A1GDM组均比NGT组明显升高。但是孕妇体重、BMI、血压以及新生儿出生体重等各项指标,A2GDM组及A1GDM组与NGT组相比均没有显著差异。2.不同级别GDM患者与NGT组孕妇比较,存在25种血浆代谢物质的水平差异,支链氨基酸（亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸）、芳香族氨基酸（酪氨酸和苯丙氨酸）、谷氨酸及谷氨酰胺、甘氨酸、赖氨酸、2-羟基丁酸、乙酸、甲酸、琥珀酸等水平明显升高,3-羟基丁酸、3-甲基-2-氧代戊酸、甲醇等水平明显下降,具有统计学差异,且A2GDM组患者代谢物差异较A1GDM组更显著。GDM患者发生了严重的氨基酸代谢（支链氨基酸、芳香族氨基酸、谷氨酸和谷氨酰胺等）异常,能量代谢（2-羟基丁酸、3-羟基丁酸、乳酸、琥珀酸、Cr/PCr等）紊乱以及氧化应激（次黄嘌呤等）代谢紊乱。3.三组孕妇在产前和产后都表现出相似的血浆代谢物变化趋势。不同级别GDM患者分娩后（手术）第二天,血浆代谢物变化水平与NGT组孕妇相比仍存在明显差异。4.相关分析及网络分析揭示,孕前体重、孕前B M I、分娩前体重、分娩前BMI与多种差异代谢物显著相关。研究结论1.不同级别G D M患者与N G T组孕妇相比,血浆内源性代谢物存在显著差异,且A2GDM患者存在更严重的氨基酸代谢、能量代谢和氧化应激紊乱。2.分娩后第二天G D M患者体内代谢仍存在紊乱,A 2 G D M组更为显著,提示产后短时间内机体代谢紊乱仍持续存在。3.孕妇体重和B M I与支链氨基酸等多个代谢物存在正相关性,矮胖体型孕妇可能更易发生GDM。4.本课题研究分析了临床实际样本,为G D M的发病机制研究提供了新的思路,1H-NMR代谢组学技术在GDM研究中具有良好的临床应用前景。