Duże międzynarodowe badanie opublikowane w czasopiśmie Communications Medicine wykazało, że profil metabolitów we krwi ciężarnej — zwłaszcza później w ciąży — ujawnia ukryte zaburzenia metaboliczne i przewiduje ryzyko cukrzycy ciążowej oraz stanu przedrzucawkowego dokładniej niż sam wskaźnik BMI.
Dlaczego BMI to za mało?
Wzrost częstości otyłości na świecie, szczególnie w krajach zachodnich, idzie w parze ze zwiększeniem liczby ciąż wysokiego ryzyka. Otyłość matczyna od dawna wiązana jest z powikłaniami takimi jak cukrzyca ciążowa (GDM) czy stan przedrzucawkowy. W praktyce klinicznej do oceny tego ryzyka najczęściej używa się wskaźnika masy ciała (BMI) przed ciążą. BMI odzwierciedla jednak jedynie stosunek masy do wzrostu i nie ujmuje stanu metabolicznego organizmu: osoby o prawidłowym BMI mogą mieć ukryte zaburzenia metaboliczne, a niektórzy z wyższym BMI mogą być metabolicznie zdrowi. To ograniczenie skłoniło badaczy do poszukiwania bardziej bezpośrednich biomarkerów metabolizmu.
Metabolomika jako narzędzie biologiczne
Metabolomika to dziedzina badająca małe cząsteczki krążące we krwi, które odzwierciedlają aktywność metaboliczną organizmu. Profilowanie metabolitów daje dokładniejszy, biologiczny obraz stanu metabolicznego niż miary antropometryczne i może lepiej wychwycić metaboliczny stres związany z ciążą.
Próby badawcze i metoda analizy
Autorzy przeanalizowali próbki krwi z dwóch niezależnych kohort: duńskiej COPSAC2010 (Copenhagen Prospective Studies on Asthma in Childhood) oraz amerykańskiej VDAART (Vitamin D Antenatal Asthma Reduction Trial). Kohorta COPSAC stanowiła grupę odkrywczą i obejmowała 684 kobiety, u których pobrano próbki w połowie ciąży (około 24. tygodnia). Kohorta VDAART służyła do walidacji i obejmowała 775 kobiet z próbkami pobranymi zarówno we wczesnej ciąży (10–18 tygodni), jak i później (32–38 tygodni).
Próbki osocza analizowano techniką nietargetowanej chromatografii cieczowej sprzężonej z tandemową spektrometrią mas (LC‑MS/MS), co pozwoliło wykryć setki metabolitów. Do wydobycia wzorców związanych z BMI i powikłaniami zastosowano model uczenia maszynowego oparty na rzadkiej regresji metodą częściowych najmniejszych kwadratów (sparse PLS regression).
Główne odkrycia
Analizy wykryły łącznie 640 kandydatów na metabolity związane z BMI i powikłaniami ciąży. Z tej puli wyodrębniono stabilny sygnał złożony z 46 metabolitów, który był powiązany z niekorzystnymi następstwami, w szczególności z cukrzycą ciążową i stanem przedrzucawkowym. Do istotnych składników sygnatury należały sphingolipidy zaangażowane w sygnalizację komórkową oraz związane z metabolizmem witaminy A metabolity.
W kohorcie odkrywczej podwyższone BMI wiązało się z zwiększonym ryzykiem cukrzycy ciążowej (iloraz szans OR 1,90), natomiast wynik oparty na profilu metabolitów był silniejszym predyktorem (OR 2,47). Co ważne, podczas gdy sam BMI nie przewidywał istotnie stanu przedrzucawkowego, skala oparta na metabolitach już tak.
Znaczenie czasu pobrania próbek i analiza mediacji
Walidacja w kohorcie VDAART potwierdziła odporność metabolicznej sygnatury w różnych populacjach. Kluczowe okazało się jednak, kiedy pobrano próbki: pomiary metabolitów z późnej ciąży były silnie predykcyjne zarówno dla stanu przedrzucawkowego, jak i dla cukrzycy ciążowej, zaś profile z wczesnej ciąży były znacząco mniej informatywne.
Analizy mediacji wykazały, że 16 metabolitów częściowo tłumaczyło związek między otyłością a cukrzycą ciążową. Wśród tych związków metabolity pochodzenia roślinnego — na przykład karotenediol — wiązały się z niższym ryzykiem cukrzycy, natomiast metabolity lipidowe, w tym ceramidy i sphingomyeliny, wiązały się ze zwiększonym ryzykiem. Model uczenia maszynowego oparty wyłącznie na tych 16 metabolitach przewyższył model oparty jedynie na BMI w przewidywaniu cukrzycy ciążowej, co potwierdzono testowaniem ilorazu wiarygodności (likelihood ratio test).
Implikacje kliniczne i ograniczenia
Wyniki podkreślają ograniczenia stosowania BMI jako jedynego wskaźnika ryzyka powikłań ciąży i sugerują, że profilowanie metabolomiczne może dostarczyć bardziej zniuansowanej i biologicznie istotnej oceny ryzyka. Połączenie BMI z wynikami badań metabolitowych mogłoby poprawić przewidywanie cukrzycy ciążowej i stanu przedrzucawkowego, co ułatwiłoby wcześniejsze wykrywanie ciąż wysokiego ryzyka oraz umożliwiło bardziej spersonalizowany monitoring i interwencje.
Należy jednak pamiętać, że badanie miało charakter obserwacyjny i przeprowadzono je w warunkach wysokorozwiniętych. Potrzebne są dalsze badania walidacyjne oraz porównanie nowej strategii z istniejącymi narzędziami przesiewowymi, zanim profilowanie metabolitów stanie się częścią rutynowej opieki prenatalnej.
Źródło naukowe: Horner, D., i in. (2025). A metabolomic signature of maternal BMI is associated with pregnancy complications across two independent pregnancy cohorts. Communications Medicine. DOI: 10.1038/s43856-025-01289-5.