儿科疾病是涉及处于生长发育期的儿童和青少年的健康与卫生问题,早发现、早干预、早治疗对于小儿的健康成长至关重要。本论文选择了矮小症和手足口病两种典型的儿科疾病,采用基于核磁共振的代谢组学方法,分析患病儿童体内代谢产物的变化,以期提供儿科疾病的发病机理及新的诊断方法。首先,采集所有儿童血清样品的核磁共振氢谱;接着,对疾病儿童和健康对照儿童的谱图数据进行主成分分析和正交偏最小二乘法-判别分析,发现两组显著的代谢轮廓差异;最后基于单变量和多变量统计分析结果绘制火山图来总结和识别疾病潜在的生物标志物,并绘制出疾病相关的代谢干扰通路,进而了解疾病的发病机理及推荐可能的干预策略。矮小症是指儿童的身高低于同性别、同年龄、同种族儿童平均身高的2个标准差。研究表明,矮小症发病原分为疾病型和非疾病型,其中以生长激素不足为典型的内分泌代谢疾病引起的生长落后占相当大的比重。只有通过详细的检查,找出导致矮小症原因,才不会错过治疗的最佳时机。通过代谢组学分析,与健康儿童相比,矮小症患者体内柠檬酸、谷氨酸、丙氨酸、乳酸、苯基丙氨酸、磷酸胆碱、络氨酸含量偏高,而α-葡萄糖、β-葡萄糖、丝氨酸、甜菜碱、谷氨酰胺、赖氨酸、甘油、肌醇含量偏低。说明糖代谢紊乱和氨基酸的合成和代谢紊乱是矮小症的典型代谢特征,并且生长发育轴也受到影响。我们提出:在膳食结构中补充甜菜碱,改善糖代谢,以及内源性补充赖氨酸和谷氨酰胺,可能为生长激素缺乏的矮小症的治疗提供新的干预策略。手足口病是一种由肠道病毒引起的传染病。该病主要影响5岁以下儿童,已成为整个亚太地区的公共卫生威胁。手足口病潜伏期可达2-10天。大多数病理发病急,严重者可引起神经系统、呼吸系统、循环系统并发症,甚至导致死亡。目前手足口病的诊断主要依靠临床症状,易错过隔离传染源和治疗的最佳时期。手足口病儿童血清中肌醇、缬氨酸、亮氨酸、赖氨酸、异亮氨酸和3-羟基丁酸的水平升高,而甘油磷脂胆碱、磷酸胆碱、谷氨酰胺和丙氨酸水平明显降低。与手足口病相关的7代谢途径,包括缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸分解,糖异生,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,谷氨酸和谷氨酰胺代谢,酮体的合成和分解,脂肪的消化和吸收,赖氨酸分解,主要受炎症、肠道吸收功能受损和免疫应答的影响。我们的研究结果阐明了手足口病的潜在发病机制,可为疾病的前期预防、早期诊断、中期干预和后期治疗提供潜在的方案。