呼気凝縮液と血清・血漿のメタボロミクスによるCOPDのバイオマーカーの同定

Identification of biomarkers in COPD by metabolomics of exhaled breath condensate and serum/plasma.

抄録

慢性閉塞性肺疾患（COPD）は、世界第3位の死亡原因であり、長期予後不良と慢性的な身体障害を呈します。COPDは、その病態生理学的決定要因がタバコの煙、遺伝的要因、いくつかの代謝経路の変化、および酸化ストレスに関連するため、幅広い臨床症状を示す疾患である。その結果、気流制限の程度が同等であっても、患者さんはさまざまな表現型を示します。COPDの社会的・経済的コストは増大しているため、現在、より個別化された治療や患者に合わせたリハビリテーションプログラムを実現するための「オミックス」技術に注目が集まっています。そこで、生体試料中のメタボローム（内因性分子の集合）を系統的に調べるメタボロミクスが、呼吸器疾患の表現型決定に欠かせなくなってきました。生体試料のメタボロームプロファイリングには、生体内で生成される低分子が含まれ、その同定・定量は、診断、病態把握、治療効果の判定に役立つとされています。呼気凝縮液（EBC）、血漿、血清は容易に入手でき、侵襲性も低いため、メタボローム解析に適した生体試料です。本論文では、COPD患者の呼気凝縮液、血漿、血清のメタボロームプロファイリングに関する最新の進歩について説明します。

Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is the third cause of death worldwide, presenting poor long-term outcomes and chronic disability. COPD is a condition with a wide spectrum of clinical presentations because its pathophysiological determinants relate to tobacco smoke, genetic factors, alteration of several metabolic pathways, and oxidative stress. Consequently, patients present different phenotypes even with comparable degrees of airflow limitation. Because of the increasing social and economic costs of COPD, a growing attention is currently paid to "omics" techniques for more personalized treatments and patient-tailored rehabilitation programs. In this regard, the systematic investigation of the metabolome (i.e., the whole set of endogenous molecules) in biomatrices, namely metabolomics, has become indispensable for phenotyping respiratory diseases. The metabolomic profiling of biological samples contains the small molecules produced during biological processes and their identification and quantification help in the diagnosis, comprehension of disease outcome and treatment response. Exhaled breath condensate (EBC), plasma and serum are biofluids readily available, with negligible invasiveness, and, therefore, suitable for metabolomics investigations. In this paper, we describe the latest advances on metabolomic profiling of EBC, plasma and serum in COPD patients.