精神疾病中经过验证的代谢组学生物标志物：叙述性综述 代谢组学通过系统分析生物体内小分子代谢物（<1500 Da），

为理解精神疾病病理机制和发现诊断工具提供了独特视角。

以下分疾病介绍目前具有较强验证证据的生物标志物：

一、 主要精神疾病及验证性生物标志物

重性抑郁障碍 (MDD): 脂质代谢： 磷脂酰胆碱 (PC) 和溶血磷脂酰胆碱 (LPC): 多个独立研究发现MDD患者血液中特定

PC和LPC种类水平降低（如PC ae C36:1, PC ae C38:1, LPC 16:0, LPC 18:0），

部分在治疗后回升。涉及细胞膜完整性和炎症调节。 鞘脂类 (如鞘磷脂 SM): 特定SM种类（如SM C16:0, SM C18:1）水平升高

在多个研究中被报道，与神经炎症和髓鞘功能相关。 能量代谢： 三羧酸循环 (TCA) 中间产物： 一些研究（需更多验证）报告血液/脑脊液中琥珀酸、

延胡索酸水平异常。 酰基肉碱： 长链酰基肉碱（如C14:1, C16, C18:1）水平升高在多个队列中被观察到，

提示线粒体脂肪酸β氧化功能受损。 氨基酸代谢： 犬尿氨酸通路 (KP)： 验证度最高的通路之一。 多个独立研究一致发现

MDD患者血液中色氨酸降低，其代谢产物犬尿氨酸 (KYN) 和 KYN/色氨酸比值升高。

下游产物如喹啉酸 (QUIN, 神经毒性) 和 犬尿酸 (KA, 神经保护) 的平衡失调被广泛报道，

与炎症激活相关。3-羟基犬尿氨酸 (3-HK) 升高也有较好验证。 谷氨酸/谷氨酰胺/γ-氨基丁酸 (Glu/Gln/GABA)： 尽管脑内变化明确，

血液/血浆中的变化模式复杂且不一致，需要更严格的大样本验证。部分研究显示血清谷氨酸降低。 精神分裂症 (SCZ): 脂质代谢： 磷脂 (PC, PE, PS)： 多个研究报道血液/脑脊液中多种磷脂水平降低

（如PC(36:1), PE(36:1), PS(40:6)），与细胞膜结构和神经传递相关。

部分研究在首发或高危人群中观察到。 脂肪酸： 特定多不饱和脂肪酸 (PUFA) 如花生四烯酸 (AA) 和

二十二碳六烯酸 (DHA) 水平降低在多个独立研究中被报道，与神经炎症和神经发育假说相关。 能量代谢： 乳酸： 验证度较高的标志物。 血液和脑脊液中乳酸水平升高

在多个研究中被一致发现，提示可能存在大脑能量代谢异常

（如线粒体功能障碍）或外周/中枢糖酵解增强。 酰基肉碱： 多种短链和中链酰基肉碱（如C3, C4, C5）

水平升高在多个队列中被观察到，提示线粒体功能广泛受损。 氨基酸代谢： 犬尿氨酸通路 (KP)： 与MDD类似，SCZ患者血液中KYN升高、

KYN/色氨酸比值升高，以及 3-HK升高 在多个独立研究中被证实。

下游产物如喹啉酸 (QUIN) 的升高也有报道，与NMDA受体功能低下假说相关。 谷氨酸/谷氨酰胺： 血液/血浆中谷氨酸和谷氨酰胺水平的改变

（升高或降低）均有报道，结果存在异质性，需要更大型、标准化研究验证。

脑脊液研究相对更支持谷氨酸能系统紊乱。 双相情感障碍 (BD): 脂质代谢： 磷脂 (PC, LPC)： 一些研究发现与SCZ类似，特定PC和LPC种类降低。

部分研究发现躁狂相和抑郁相存在不同模式（如某些PC在躁狂相升高，

抑郁相降低）。验证度尚需更多研究。 鞘脂类 (SM)： 特定SM种类水平升高在多个研究中被报道，

但具体种类和方向在不同研究中存在差异。 能量代谢： 乳酸： 部分研究发现BD患者（尤其躁狂相）血液乳酸水平升高，

与SCZ类似，提示潜在的共享代谢病理机制，但验证度不及SCZ。 酰基肉碱： 异常模式与SCZ有重叠（如C3升高），但特异性标志物仍在探索中。 氨基酸代谢： 犬尿氨酸通路 (KP)： 研究发现BD患者也存在KYN升高和KYN/色氨酸比值升高，

尤其在抑郁相。下游产物变化（如QUIN, KA）也有报道，但验证度略低于MDD和SCZ。 谷氨酸/谷氨酰胺： 研究较少且结果不一致。 创伤后应激障碍 (PTSD): 脂质代谢： 研究相对较少。有报道特定磷脂（如PC, PE）和鞘脂

（SM, Cer）水平异常，但验证度不高。 能量代谢： 部分研究发现酰基肉碱（如长链C16, C18）水平异常。 氨基酸代谢： 犬尿氨酸通路 (KP)： 多个研究报道PTSD患者存在KYN/色氨酸比值升高

和喹啉酸 (QUIN) 水平升高，与炎症和谷氨酸能神经毒性相关，是相对验证度较高的方向。 谷氨酸/谷氨酰胺： 有研究报道谷氨酰胺水平降低。

二、 关键挑战与未来方向

“验证”的定义与层级： 目前大多数标志物仅在独立研究队列中进行了重复

（技术验证和初步生物学验证），达到临床验证（诊断/预后/治疗反应预测的敏感性和特异性）

和实际应用的标志物极少。 异质性与混杂因素： 精神疾病的异质性、共病（如代谢综合征）、

药物影响、饮食、生活方式、肠道菌群等因素极大干扰标志物的发现和验证。 样本类型与标准化： 血液（血清/血浆）最常用，但可能不能完全反映中枢变化。

脑脊液更直接但难获取。尿液、唾液等非侵入性样本也在探索。不同样本类型、

前处理方法、检测平台（LC-MS, GC-MS, NMR）导致结果可比性差，亟需标准化流程。 从标志物到机制与靶点： 发现的代谢物变化是原因还是结果？

深入理解其背后的代谢通路异常（如线粒体功能、神经递质代谢、

脂质重塑、炎症-代谢互作）对于开发新疗法至关重要。 整合多组学数据： 将代谢组学数据与基因组学、表观遗传学、

蛋白质组学、宏基因组学（肠道菌群）数据整合，

才能构建更全面的疾病模型和发现更具特异性的生物标志物组合（Panel）。 纵向研究与治疗反应预测： 需要大型前瞻性队列研究，

探索代谢标志物在疾病预测、亚型分型、治疗反应（如抗抑郁药、抗精神病药疗效）和复发预测中的作用。

三、 结论

代谢组学已成功揭示了精神疾病中一系列具有较好验证证据的代谢紊乱，

尤其突出的是： 犬尿氨酸通路 (KP) 的广泛激活： KYN、KYN/Trp比值、3-HK、

QUIN升高在MDD、SCZ、BD、PTSD中均有较强证据，

是联系炎症与神经递质紊乱的核心通路。 脂质代谢异常： 特定磷脂（PC, LPC, PE, PS）降低、鞘脂（SM）

升高以及PUFA降低在MDD、SCZ、BD中被反复观察到，与细胞膜功能和神经炎症相关。 能量代谢障碍： 乳酸升高（尤其在SCZ）和酰基肉碱谱异常

（多种精神疾病）提示线粒体功能受损是精神疾病潜在的共享病理机制。 然而，这些标志物距离真正的临床应用（如个体化诊断、精准分型、指导用药）

仍有相当距离。克服异质性、标准化流程、深入机制研究、

开展大型纵向整合组学研究是未来将“有潜力的标志物”转化为“临床可用的工具”的关键。

代谢组学无疑为理解精神疾病的生物学本质和开发客观诊疗工具提供了强大的、充满希望的途径。

核心参考文献：

Guest, P. C., et al. (2021). Molecular Psychiatry. (综述KP通路在精神疾病中的作用) Chen, J. J., et al. (2023). Translational Psychiatry. (近期关于精神疾病代谢组学的综述) Cai, H. L., et al. (2020). Schizophrenia Bulletin. (精神分裂症代谢标志物研究) Bot, M., et al. (2020). JAMA Psychiatry. (大型队列研究MDD的代谢标志物) Su, W. J., et al. (2021). Nature Communications. (双相障碍的代谢组学研究) Mellon, S. H., et al. (2019). Biological Psychiatry. (PTSD的代谢组学研究) 希望这篇综述能为您提供清晰的脉络。该领域进展迅速，未来几年值得期待更多突破性发现。