引言
动脉粥样硬化是心血管疾病（CVD）的主要病理基础，包括心肌梗死和中风等主要临床事件。糖尿病前期（Prediabetes）日益被认为是CVD发病机制中的一个关键决定因素，特别是动脉粥样硬化。当代研究表明，糖尿病前期不仅是2型糖尿病的前驱阶段，而且是一个独立的风险因素，积极参与动脉粥样硬化过程的启动和进展。
方法
本研究纳入了来自Białystok PLUS队列的447名参与者（平均年龄39.7 ± 9.6岁）。基于HbA1c和OGTT标准诊断糖尿病前期，通过颈动脉超声评估临床前动脉粥样硬化。使用高效液相色谱-串联质谱法（HPLC–MS/MS）进行靶向代谢组学分析，涵盖434种代谢物和218种代谢物总量或比率。统计分析包括方差分析（ANOVA）、线性回归、相关分析和代谢物集富集分析（MSEA）。
结果
糖尿病前期与临床前动脉粥样硬化显著相关（30.8% vs. 19.5%，p = 0.006）。糖尿病前期比动脉粥样硬化具有更广泛的代谢影响，特别是氨基酸和脂质代谢。谷氨酸、乳酸和L-丙氨酸与糖尿病前期强相关。三甲胺N-氧化物（TMAO）独特地与糖尿病前期及其与动脉粥样硬化的交互作用相关，表明存在依赖于背景的代谢反应。谷氨酰胺酶活性成为两种情况的稳健共享代谢特征。通路分析揭示了谷胱甘肽和叶酸代谢、线粒体功能以及氧化还原调节方面的共同扰动。
讨论
我们的结果表明，动脉粥样硬化可能对糖尿病前期与TMAO水平之间的关联产生调节作用，潜在表明一种依赖背景的代谢交互作用。TMAO由肠道微生物群产生，其水平受饮食选择的影响。它在内皮细胞中引发过度的线粒体自噬，促进焦亡，从而促成动脉粥样硬化的起始和进展。此外，TMAO水平在中年动脉粥样硬化性心血管疾病患者中显著高于无动脉粥样硬化风险因素的人群。
结论
本横断面分析显示，糖尿病前期与比临床前动脉粥样硬化更广泛的代谢紊乱相关，特别是在氨基酸和脂质代谢方面。TMAO是唯一与两种情况及其交互作用显著相关的代谢物，表明其潜在的依赖背景角色。谷氨酰胺酶活性作为一个共享特征出现，暗示收敛的代谢机制。尽管两者表现出不同的特征，但两种情况在氧化应激、氧化还原调节和线粒体通路方面均表现出共同的改变。这些发现突显了代谢组学在识别心代谢风险条件的早期代谢特征中的价值。
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