HC：健康對(duì)照組（n=51）；高風(fēng)險(xiǎn)精神病組（CHR），隨訪5年（n=263）。

CHRr：隨訪期間癥狀緩解

CHRp：隨訪期間癥狀持續(xù)

CHRt：發(fā)展為精神病

人群：通過危險(xiǎn)心理狀態(tài)評(píng)估（CAARMS）+全球功能評(píng)估分裂量表（GAF）發(fā)現(xiàn)了344位有高風(fēng)險(xiǎn)精神病的人，在第12和24個(gè)月重新評(píng)估一次，然后臨床隨訪5年，在隨訪期間，CHR組有50位發(fā)展為精神病。

1. CHR組與健康組在脂質(zhì)組學(xué)中有差異。

2. 在CHR組中，基線期的脂質(zhì)水平會(huì)與隨訪期的3個(gè)亞組相關(guān)，即癥狀持續(xù)，向精神病轉(zhuǎn)化，癥狀緩解。

1. PCA分析：分析是否有異常樣本。

2. 臨床指標(biāo)分析：使用線性回歸計(jì)算回歸系數(shù)，篩選對(duì)組間脂質(zhì)差異有影響的臨床指標(biāo)。

3. 脂質(zhì)模型聚類：通過貝葉斯信息準(zhǔn)則對(duì)脂質(zhì)進(jìn)行聚類找出lipidomic clusters（LCs）。

4. sPLS-DA：Pairwise sparse partial least squares discriminant analysis，計(jì)算脂質(zhì)的VIP值。

5. 偏相關(guān)分析：脂質(zhì)與臨床指標(biāo)的相關(guān)性分析。

6. 回歸LR：建立LR回歸模型篩選HC組和CHR組中的差異變量。

7. GAF得分值的差異分析

為了區(qū)分脂質(zhì)水平在CHR組基線期和隨訪期的差異是否與GAF得分值有關(guān)，將隨訪期得分GAF＞65和GAF≤65分成兩組，分別對(duì)應(yīng)生活功能性的強(qiáng)弱，使用Welch’s t test分析差異性。

1. 單變量+多元變量統(tǒng)計(jì)分析篩選差異脂質(zhì)

HC+CHR：sPLS-DA的AUC≥0.6，回歸系數(shù)＞0.05，VIP＞1，p-adjusted＜0.1。

2. 回歸LR模型篩選

LR模型用來篩選CHR和HC，CHRt和CHRp+CHRr，CHRr和CHRp+CHRt的差異變量，AUC＞0.6作為篩選標(biāo)準(zhǔn)。

1. CHR組中的脂質(zhì)分布

樣本中共測到173個(gè)脂質(zhì)，根據(jù)圖1B可知，BMI、性別和年齡對(duì)脂質(zhì)的差異貢獻(xiàn)較大，因此這幾個(gè)指標(biāo)在后續(xù)的回歸分析時(shí)將被考慮進(jìn)去。

圖1B. 與脂質(zhì)差異有關(guān)的臨床指標(biāo)
 

通過聚類分析得到了12個(gè)LCs，其中 LC2,9,10,11包括了TG類，LC1包括了CE,CER,PC,PI類, LC4包括了PC和SM類。由圖1C可知LC1,2,4,9,10,11在CHR組中顯著升高，結(jié)合LCs和臨床數(shù)據(jù)（圖1D）的LR模型可知，LC4和LC5在區(qū)分CHR和HC組上影響最大，而臨床數(shù)據(jù)影響較小。

圖1C. HC組和CHR組中LCs的差異分析；D. HC組和CHR組的回歸分析系數(shù)通過上述單變量及多元變量統(tǒng)計(jì)分析，在HC組和CHR組中共篩選出的差異脂質(zhì)一半都是TG類（圖2A），作者發(fā)現(xiàn)在CHR組中含量高的TG類碳鏈和雙鍵更少。與此相反的是幾個(gè)包含了長鏈的多不飽和脂肪酰TG類在CHR中含量較低（圖2B）。

因?yàn)樾詣e在LR模型結(jié)果中顯示對(duì)脂質(zhì)差異影響較大大，因此作者研究發(fā)現(xiàn)有13個(gè)脂質(zhì)在性別和組間差異都很明顯，大部分是SM類，它們在男性CHR組含量較低；相反，有4個(gè)TG類在男性CHR組更高（圖2C）。

圖2. （A）差異脂質(zhì)；（B）TG類雙鍵和碳鏈長度的相關(guān)性；（C）與性別有關(guān)的差異脂質(zhì)
 

2. CHR各亞組中的脂質(zhì)分布

同樣的12個(gè)LCs用來比較3個(gè)CHR亞組和HC的脂質(zhì)分布。有5個(gè)LCs在隨訪期發(fā)生了顯著改變，其中有4個(gè)（LC1,LC2,LC9,LC10），在CHRp和CHRt中顯著升高（圖3A）。相對(duì)于不會(huì)發(fā)展為精神病的CHRs和CHRr組，脂質(zhì)在CHRt組中有一個(gè)下降的趨勢（圖3B）。在這些下降的脂質(zhì)中，與CHRr+CHRp比，PC(O-22:2/22:3) 和 PC(O-32:0)在CHRt中顯著下降，而與HC比SM(d34:2) and SM(d18:1/24:0)在CHRr中顯著增加。

圖3.（A）HC組和3個(gè)CHR亞組的脂質(zhì)分布；（B）在4組中發(fā)生顯著改變的脂質(zhì)

 

3. 可作為精神病發(fā)展預(yù)測的脂質(zhì)

然后，作者篩選出了在這幾組中顯著變化的脂質(zhì)是否能用來預(yù)測疾病的發(fā)展。

使用LR模型篩選出8個(gè)脂質(zhì)（Cer(d18:1/24:0), LPC(22:5), PC(38:4), PC(40:5), PC(O-32:0), SM(d18:1/24:0), SM(d36:0), and SM(d36:1)）可以區(qū)分CHR和健康對(duì)照組（圖4A），5個(gè)脂質(zhì)（Cer(d18:1/24:0), LPC(22:5),PC(38:4), PC(40:5), and PC(O-32:0)）可以區(qū)分CHRt和其他不會(huì)發(fā)展為精神病的CHR亞組（圖4B），6個(gè)脂質(zhì)（Cer(d18:1/24:0), LPC(22:5),PC(38:4), PC(40:5), PC(O-32:0), and SM(d18:1/24:0)）可以區(qū)分出CHRr與癥狀不會(huì)緩解的CHR亞組（圖4C）。

 

7.討論

作者首先發(fā)現(xiàn)CHR組中很多脂質(zhì)的含量都高于HC組，然后運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法開發(fā)了一個(gè)可以區(qū)分CHR以及不同臨床亞組的診斷特征。模型的高準(zhǔn)確性表明檢測血液中的脂質(zhì)或許可以幫助提高高風(fēng)險(xiǎn)人群的發(fā)病預(yù)測能力。并且作者還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的臨床因素，即脂質(zhì)存在明顯的性別差異。