Cardiology Plus | 整合多组学分析揭示高血压合并代谢综合征的关键代谢通路与生物标志物

高血压（HTN）是全球常见的心血管疾病，年致死近千万。代谢综合征（MetS）包含 HTN、肥胖、糖尿病等代谢紊乱，是心血管病的主要风险因素。值得注意的是，即使无 HTN，MetS 也会增加未来发生 HTN 的风险。HTN 不仅是 MetS 的关键组成部分，还与其他危险因素（如胰岛素抵抗和全身性炎症）相互作用。二者共存会加重靶器官损害，导致心衰、肾病等并发症。HTN 的发病机制受到遗传、环境和生活方式等因素复杂交互作用的影响，这使得其管理尤为困难。因此，深入理解连接 HTN 与 MetS 的病理生理机制，对于制定靶向且有效的治疗策略至关重要。

近日，复旦大学附属中山医院崔兆强教授团队在 Cardiology Plus 发表重要研究，通过血浆代谢组学联合白细胞转录组学的整合多组学策略，系统解析了 HTN 合并 MetS 的核心代谢紊乱特征，成功筛选出特异性生物标志物并锁定关键致病通路，为该病的早期诊断、机制研究与靶向治疗提供了全新的科学依据。

一、研究设计：四组对照 + 双组学整合，科学解码疾病本质

本研究采用回顾性研究设计，严格按照纳入排除标准筛选受试者，最终纳入四组研究人群：

• HT-MetS 组：HTN 合并 MetS（n=13）

• NT-MetS 组：血压正常的 MetS（n=11）

• HTN 组：单纯 HTN（n=12）

• CON 组：健康对照人群（n=13）

排除标准：近期大手术、化疗、活动性炎症、恶性肿瘤，以及严重心、肝、肾器质性疾病。

研究采用整合多组学核心技术路线，以通路富集为桥梁，将代谢物与基因数据在生物学通路层面进行整合，再通过相关性网络在分子间建立具体关联，从而系统揭示 HTN 合并 MetS 中的代谢与转录调控网络变化。

二、研究人群基线特征分析结果

三组间年龄与性别分布无统计学差异（P > 0.05）。HT-MetS 组表现出显著的代谢与心血管风险特征：身体质量指数（BMI）、收缩压、舒张压均显著高于其他组（P < 0.05），同时伴有左心室射血分数显著降低（P = 0.002）。代谢指标方面，HT-MetS 组呈现低高密度脂蛋白胆固醇 （HDL-C，P = 0.001）、高糖化血红蛋白（HbA1c，P < 0.001）及高尿酸血症（P = 0.004）的特征。NT-MetS 组则以空腹血糖显著升高为突出表现（P < 0.001）。各组肾功能指标（血清肌酐、表皮生长因子受体 [eGFR] ）均未见显著差异。

三、核心成果：三大突破，揭开 HT-MetS 分子面纱

1、血浆特异性生物标志物：无创分型，精准区分三类人群

研究通过随机森林 + MUVR（最小无偏变量筛选）模型，成功找到能够精准区分不同疾病表型的血浆代谢标志物，仅通过外周血检测即可实现无创分型：

• 区分 HT-MetS 与单纯 HTN：正辛醛、磷酸二乙酯、L-岩藻糖、花生四烯

• 区分 HT-MetS 与 NT-MetS：卟胆原、4-羟基视黄酸、十七烷酸。

这些代谢物主要属于羧酸类、有机氧化合物、脂肪酰类，部分标志物已被证实与脂质代谢、氧化应激、炎症反应密切相关，具备成为临床早期筛查指标的潜力。

图1. 四个研究组中的代谢物表达分析

2、转录组层面：锁定异常表达的代谢核心基因

通过白细胞转录组测序，研究发现 HTN 合并 MetS 患者存在大量代谢相关基因异常表达：

• 对比单纯 HTN：异常基因集中在碳代谢、脂肪酸代谢、类固醇激素合成通路，核心基因为 ACOT1、CYP11A1、CS、HSD17B6、ACADSB 等；

• 对比血压正常 MetS：异常基因集中在甘油磷脂代谢、肌醇磷酸代谢通路，核心基因为 LPCAT3、DGKH、PLD4、LPIN2 等。

这些基因的异常表达，直接导致体内脂质、糖、氨基酸代谢通路紊乱，是疾病发生的重要分子基础。

3、多组学整合：四大核心通路，成为致病关键

将代谢组与转录组数据联合分析，研究证实：脂质与糖代谢紊乱是 HTN 合并 MetS 的核心病理特征，其中四条通路在疾病进展中发挥核心作用：

• 鞘脂代谢

• 甘油磷脂代谢

• 肌醇磷酸代谢

• 磷脂酰肌醇信号系统

同时，研究还发现嘌呤代谢、胆汁酸合成、色氨酸代谢等通路存在显著异常，共同构成了 HTN 合并 MetS 的代谢紊乱网络。

图2. 代谢途径中差异表达基因与差异表达代谢物的综合分析

4、基因-代谢物调控网络：揭示疾病内在关联

Spearman 相关性分析（|R|>0.6，P<0.05）显示，关键代谢物与差异基因存在强关联：

• 4-羟基视黄酸与 PLD4 基因显著相关，参与脂质修饰与血管功能调控；

• 次黄嘌呤与 ACE2 基因正相关，关联肾素-血管紧张素系统与血压调节。

这些关联为后续靶向药物研发提供了明确的分子靶点。

四、研究局限与未来展望

本研究作为 HTN 合并 MetS 多组学领域的重要探索，也存在一定局限性：

1、样本量相对较小，且为单中心横断面研究，未来需开展多中心、大样本、前瞻性研究验证标志物与通路的可靠性；

2、缺乏体内功能实验验证，后续需通过动物模型、细胞实验进一步证实核心通路的致病机制；

3、未分析基因共表达网络与可变剪接，纵向研究将更贴合临床疾病进展规律。

团队表示，未来将持续聚焦 HTN 合并 MetS 的机制研究，推动标志物临床转化与靶向药物研发，为心血管代谢疾病的精准防治贡献力量。

五、结语

HTN 合并 MetS 的防控，是我国心血管疾病防治工作的重点与难点。崔兆强教授团队的这项研究，以整合多组学为利器，系统解析了 HTN 合并 MetS 的代谢与基因特征，锁定核心生物标志物与致病通路，为临床早筛、早诊、精准治疗提供了全新思路。

相信随着研究的不断深入，这些分子成果将快速转化为临床应用工具，为万千 HTN 合并 MetS 患者带来更精准、更有效的诊疗方案。

引用本文：Wei, Feng1,2,3,4,5; Zhang, Yongqiao1,2,3,4,5; Gong, Jiaxin1,2,3,4,5; Tang, Minna1,2,3,4,5; Zhang, Ningzhi1,2,3,4,5; Shi, Hongtao1,2,3,4,5; Hu, Jialu1,2,3,4,5; Yao, Zhifeng1,2,3,4,5; Cui, Zhaoqiang1,2,3,4,5,*. Identification of key metabolic pathways and biomarkers in hypertensive metabolic syndrome through integrative multi-omics analysis. Cardiology Plus 10(4):p 279-289, October-December 2025.

DOI: 10.1097/CP9.0000000000000124

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