目的:唐氏综合征目前没有有效的治愈方法,只能通过早期筛查和诊断,预防唐氏综合征胎儿的出生。代谢组和脂质组学技术具有高通量、高灵敏度等优点,已在疾病标志物的筛选、药物的靶向治疗和个性化医学方面得到了广泛的应用。现虽已发现孕妇代谢物的差异变化与胎儿发育密切相关,但至今对怀有唐氏综合征胎儿孕妇的羊水和尿液代谢产物及通路富集研究甚少。因此,本实验从代谢组学和脂质代谢组学角度出发,应用高效液相色谱-质谱串联技术分析了20例唐氏综合征病例和20例健康孕妇的羊水和尿液,研究病例对照的差异代谢物和差异脂质分子,以期发现唐氏综合征诊断的潜在代谢标志物。方法:本实验招募了20例怀有唐氏综合征的孕妇和20例怀有健康胎儿的孕妇,收集她们的羊水和尿液进行代谢组和脂质组学分析。首先运用了主成分分析（Principle component analysis,PCA）、偏最小二乘法-判别分析（Partial least squares methoddiscriminant analysis,PLS-DA）和响应模型检验图中PLS-DA模型第一主成分的变量投影主要度（Variable importance in the projection,VIP）,结合单变量统计分析中的差异变化倍数（Fold change,FC）和T检验（Student’s t-test）进行代谢物差异筛选。其次通过层次聚类分析（Hierarchical cluster analysis,HCA）呈现组间差异代谢物的相关性及表达量。最后应用基因组百科全书数据库（KEGG）和Compound Discoverer 3.0软件进行差异代谢物通路富集。脂质代谢组学采用与代谢组学同样的病例及对照组样本,运用同样的数据处理方法和统计学方法,结合国际脂质分类和命名委员会（International Lipid Classification and Nomenclature Committee）的分类标准,对差异性脂质分子进行归类。结果:代谢组数据的PCA和PLS-DA数据分析结果显示,唐氏综合征组和健康对照组在正离子和负离子两种模式下代谢物均存在明显差异,再结合多元统计分析进一步筛选并定性,发现羊水中有7种代谢物存在显著差异,尿液样本中有2种代谢物存在显著差异。其中正离子模式下,与健康病例对照相比,差异代谢产物主要在20个代谢通路中富集,其中在GABA能突触、肌萎缩侧索硬化途径、心肌细胞的肾上腺素能信号传导和D-谷氨酰胺与D-谷氨酸代谢,这4个通路中富集显著。在负离子模式下,与健康病例对照相比,差异代谢产物主要在20条途径中富集,其中醛固酮的合成和分泌代谢通路显著富集。苯丙氨酸代谢途径相比健康对照组在尿液中富集显著。脂质组学数据的PCA和PLS-DA数据分析结果显示,唐氏综合征组和健康对照组存在明显差异,再结合非参数检验进一步筛选并定性,发现羊水样本中有23种脂质分子存在显著差异,其中10种脂质分子表达量上调,13种下调;尿液样本中筛选出8种差异显著的脂质分子,其中2种表达量上调,6种下调。依据国际脂质分类和命名委员会的分类标准,将差异脂质进行归类,可划分为8大脂质亚类和3大脂类。结论:实验从代谢组学和脂质组学两方面对唐氏综合征胎儿羊水和孕妇尿液进行初步筛选,较健康组,筛选出差异代谢物7种,其中6种差异代谢物在5种代谢通路中显著富集,另外1种差异代谢物2-己烯基肉碱在羊水和尿液样本中均呈显著上调,具有成为唐氏综合征代谢标志物的潜力。在脂质组学中,共筛查出31种差异脂质分子,并归类于8大脂质亚类,3大脂类。此外,富集显著的GABA能突触、肌萎缩侧索硬化途径、心肌细胞的肾上腺素能信号传导、D-谷氨酰胺与D-谷氨酸代谢、醛固酮的合成和分泌、甘油酯代谢、鞘脂代谢和甘油磷脂代谢通路均与唐氏综合征相关。