目的：急性排斥反应(acute rejection AR)是肾移植术后最主要的不良事件之一,是导致慢性移植物肾病的重要因素,对移植肾的近期和远期存活率都有极大的负面影响。然而,目前仍缺乏早期诊断肾移植急性排斥反应的有效手段,更不能预测急性排斥反应。移植肾穿刺活检(Needle biopsy of renal allografts)虽然是诊断急性排斥反应的“金标准”,但由于它是有创性检查,不容易被患者接受,短期内不能重复应用,同时主观性强,并且不能反映急性排斥反应时整体的状态。本研究通过分析尿液代谢特征变化寻找差异性代谢产物,为临床上早期预测肾移植术后急性排斥反应提供高特异性、无创性的诊断指标。方法：应用气相色谱质谱联用技术(gas chromatography mass spectrometry GC-MS)结合现代多参数数据分析方法,研究15例肾移植术后发生病理证实(Banff 97’)的急性排斥反应与15例肾功能稳定患者的尿液,通过指纹识别的方法对整体的谱图结果进行分析,筛选出差异性代谢产物,根据NIST (National Institute of Standards and Technology)数据库确定出其元素组成和分子结构进行鉴定,并以此建立预测模型,对分析结果进行验证。对鉴定出的小分子代谢产物进行分类整理,依靠人类代谢数据库,利用分子生物信息学的分析方法,全面了解小分子代谢产物的代谢特征,寻找这些小分子代谢产物与移植肾急性排斥反应相关的代谢途径,进而探索其在肾移植急性排斥反应过程中的机制。结果：本研究显示肾移植术后发生急性排斥反应的患者尿液代谢特征发生了有显著统计学差异的变化。通过对肾移植术后发生急性排斥反应患者及肾功能稳定患者尿液中近200种内源性代谢产物的分析,我们发现了14种有统计学意义的尿差异性代谢产物。其中,有11种代谢产物的水平在急性排斥反应组较肾功能稳定组高,分别是苏糖醇、肌醇、葡萄糖、木糖醇、木吡喃糖苷、葡糖醇、核糖酸、硬脂酸、磷酸、2,3-二羟丁酸和1,5-木糖内酯；另外3种小分子生物标记物的水平在急性排斥反应组较肾功能稳定组低,分别是果糖、羟乙酸和3-羟基戊酸。以此14种差异性代谢产物进行留一法(leave one out)分析,发现15例肾移植急性排斥反应患者有13例预测准确,15例肾功能稳定患者有10例预测准确,诊断敏感性达到86.7%,特异性达到67.7%,对轻中度急性排斥反应的敏感性为100%；以肌醇、磷酸、硬脂酸进行留一法分析,发现15例肾移植急性排斥反应患者有12例预测准确,15例肾功能稳定患者有12例预测准确,诊断敏感性和特异性均达到80%,对轻中度急性排斥反应的敏感性为83.3%；以P<0.001的四种差异性代谢产物进行留一法分析,发现15例肾移植急性排斥反应患者有12例预测准确,15例肾功能稳定患者有13例预测准确,诊断敏感性达到80%,特异性达到86.7%,对轻中度急性排斥反应的敏感性为83.3%。结论：应用GC-MS鉴定出的尿差异性小分子代谢产物可以区分肾移植术后急性排斥反应的患者和肾功能稳定的患者,具有很高的诊断敏感性和特异性,对Baff97’分级提示轻中度急性排斥反应的早期无创诊断价值尤其明显。本实验建立的急性排斥反应预测模型不适用于急性体液性排斥反应的患者及急性排斥反应恢复期的患者。