目的:慢加急性肝衰竭(Acute-on-chronic liver failure,ACLF)是我国常见的肝脏疾病,严重危害人类的身体健康,因此ACLF的防治备受人们关注。本学位论文首先基于核磁共振(~1HNMR)的代谢组学技术寻找ACLF患者预后血清差异代谢物。在此基础上,利用超高效液相色谱-质谱联用(Ultra-high performance liquid chromatography-mass spectrometry,UPLC-MS/MS)技术对代谢差异物进一步定量分析,筛选ACLF患者预后生物标志物。方法:1.采用~1HNMR的非靶标代谢组学技术对127例28天死亡(n=42)与存活(n=85)的ACLF患者的血清进行检测,利用多元统计模型分析,筛选出能区分ACLF患者死亡与存活组间的特征的差异代谢物。2.建立和确定生物样品中胆碱、嘌呤类含量的UPLC-MS/MS定量分析检测方法。用乙腈对血液样品进行蛋白沉淀,以ZIC-HILIC亲水色谱柱,10mmol/ml乙酸铵-0.01%甲酸溶液为流动相采用梯度洗脱,对ACLF死亡与存活患者组的血清差异性代谢进行目标代谢检测。3.建立和确定生物样品胆汁酸类含量的UPLC-MS/MS定量分析检测方法,用乙腈对血液样品进行蛋白沉淀,以C18柱色谱柱,10mmol/ml乙酸铵为流动相采用梯度洗脱,进样量为3ul,流速为0.25ml/min,柱温为45℃,对ACLF死亡与存活组患者的血清差异性代谢血清进行目标代谢检测。4.建立和确定人体尿液中蝶呤类化合物含量的UPLC-MS/MS定量分析检测方法,对ACLF患者尿液样品进行蛋白沉淀,并对ACLF死亡与存活组患者的尿液差异性代谢进行分析检测。结果:1.通过~1 HNMR的非靶标代谢组学对ACLF预后研究显示:ACLF存活组和死亡组患者血清代谢物中谷氨酰胺/肌酐(46.12±3.79 vs 61.11±5.65,AUROC=0.629)、肉碱/肌酐(32.09±3.15 vs 19.88±2.33,AUROC=0.666)、乙酸/肌酐(7.61±0.57 vs 4.99±0.48,AUROC=0.656)含量差异显著(独立样本T检验,P<0.05)。以21种差异代谢物为变量对ACLF死亡组和存活组为分类进行ROC分析,发现肉碱/肌酐的AUROC=0.666最大,Logistic回归筛选出谷氨酰胺/肌酐、肉碱/肌酐、MELD Scores、INR变量建立模型,AUROC为0.880,灵敏度和特异性分别为97.6%和74.7%。2.UPLC-MS/MS定量分析检测12种胆碱类物质,结果显示ACLF死亡与存活组共有8种代谢物具有显著性差异(独立样本T检验,P<0.05),其中蛋氨酸具有较高的诊断性能(AUROC=0.708),灵敏度和特异性分别76.70%和特异性60.80%,与存活组相比含量升高。3.UPLC-MS/MS定量分析检测10种嘌呤类物质,结果显示ACLF死亡与存活组共有5种代谢物具有显著性差异(独立样本T检验,P<0.05),其中黄嘌呤具有较高的诊断性能(AUROC=0.707),灵敏度和特异性分别为66.40%和74.10%,与存活组相比含量升高。4.UPLC-MS/MS定量分析检测22种胆汁酸类物质,结果显示ACLF死亡与存活组共有3种代谢物具有显著性差异(独立样本T检验,P<0.05),其中脱氧胆酸、鹅脱氧胆酸具有较高的诊断性能(AUROC=0.622),灵敏度和特异性分别为82.20%和10.40%,与存活组相比含量降低。整合胆碱、嘌呤、胆汁酸类33种代谢物的定量数据,进行二元Logistic回归分析,筛选得到黄嘌呤、脱氧胆酸、鹅脱氧胆酸三个变量建立模型,对ACLF预后的AUROC为0.762,灵敏度和特异性分别为59.1%和82.2%;以黄嘌呤、胱硫醚、脱氧胆酸、鹅脱氧胆酸等4个变量线性组合建立判别式分析模型,预测分类平均准确率为73.3%,AUROC为0.788,交叉验证结果显示建立的判别模型可靠。5.本论文建立和确定了定量检测尿液中4种蝶呤类代谢物的UPLC-MS/MS分析检测方法。通过分析发现与28天内存活组的ACLF患者相比较,死亡组的二氢生物蝶呤/肌酐(0.01±0.00 VS 0.02±0.00,AUROC=0.705)、新蝶呤/肌酐(0.03±0.00 VS 0.04±0.00,AUROC=0.851)、墨蝶呤/肌酐(189.69±16.69VS442.73±59.74,AUROC=0.837)3种蝶呤类物质有显著性差异(独立样本T检验,P<0.05),其中新蝶呤/肌酐的AUROC为0.851;联合新蝶呤/肌酐和墨蝶呤/肌酐为变量建立的Logistic模型对于ACLF患者28天预后预测平均准确度为79.5%,AUROC为0.911,灵敏度和特异性分别为90.90%和81.80%。结论:血清代谢组学研究发现ACLF短期内不同预后结果具有不同的代谢表型,死亡与存活组有差异的特征代谢物涉及多条代谢通路。本论文共筛选了近60种血清与尿液ACLF预后相关代谢物,结果表明血清中黄嘌呤、胱硫醚、脱氧胆酸、鹅脱氧胆酸等4个变量组合,对ACLF患者预后具有一定的预测作用;联合尿液中新蝶呤/肌酐和墨蝶呤/肌酐,对ACLF患者预后具有较高的预测价值,值得进一步研究和验证。