
在Nature Metabolism杂志上刊登的“Metabolomic epidemiology offers insights into disease aetiology”的综述,讨论了代谢组学流行病学领域在一系列疾病(包括心脏代谢疾病、癌症、阿尔茨海默病和COVID-19)中的关键进展,重点是潜在的临床应用。此外,还总结了代谢组学流行病学研究结果临床转化的未来方向,强调了公共卫生意义。未来需要进一步的工作来确定哪些代谢物可以改善不同人群的临床护理风险分析分折,以及与疾病进展的因果关系。
(图源:Fuller et al., Nat Metab, 2023)
分析探讨制定直观决定分析探讨範圍和分析探讨結果的解釋(图1)。是因为排泄物对急病感染、杂乱影响客观因素或作用物料(如年龄段、人口结构、标准体重系数(BMI)和停止进食状况)或是与样版抽取和解决涉及到的的枝术影响客观因素(如样版解决、成批和重复漂移)的敏感脆弱性,这在排泄组学畅销病学中极为己任要。最应见的分析探讨制定是门诊病历比较分析探讨。还有,横断面研究也是经常用的的,这类研究方案中微生物生物标本获得和的结果决定的同时产生在单独某个时点。垂直相同取样方法能统计已经与肠道疾病可能性或其他不一些突变來源一些的新陈代谢物路径,终结保证更加稳定定的连接预计。
另个个比较重要的探讨的设计考虑的方位也也包括分解细胞产生转化组学的技术的选取,如核磁震荡(NMR)和质谱(MS),鉴于分解细胞产生转化物的检测的因技术因的app而异。某些技术也也包括描写选用分解细胞产生转化物的靶点技术和描写目标的app依据内其它可检测的分解细胞产生转化物的非靶点技术。固然这部门分解细胞产生转化物峰的个人信息也许 是求该的,但大部分数峰是不明的,为此须得在分解细胞产生转化物峰掌握方位做好甚微努力奋斗。 主要是因为量测新技术的多元性、影向产生物量测的方面、质把控好系统和探讨结构结构设计,产生组学出名病学探讨导致的被拷贝非常体现了挑戰性。对此,在调查统计的探讨结构结构设计一阶段,应认真仔细综合考虑按顺序探讨导致、测试不相同客户群的最广泛性和半圆量测书证(“半圆量测和查验”)的政策。
(图源:Fuller et al., Nat Metab, 2023)
1.肥胖
糖尿病添加致使的代谢转化转化错乱是通体性的、具有广泛性的,其中包括红提糖、脂质代谢转化转化的发展和低度慢牲细菌感染,与支链氨基酸(BCAAs)紧密联系相关联。项非靶向药物探讨看到,近二分之首的产生组与BMI关于 ,尤其要是脂质、蛋白质和肽。这个新陈代谢物中的一些也与胰岛素抵抗增强关干(其中包括酪氨酸、丙氨酸、肌氨酸、γ-谷氨酰基酪氨酸、磷脂和草莓糖),为此,就能够介导肥胖病与排泄的健康的情况彼此的连接。不过,BMI存在问题以預测臃肿举例身心健康高众多合并症,而产生组学带来了改进什么那样預测的可能性。
打造变胖的分解代谢谱能效果科学合理为变胖的临床试验处理带来了讯息。消化吸收组学时髦病学理论研究出现 ,血浆类固醇浓盐酸盐和安基酸是无胰岛素承受的肥胖病工商户内脏组织和皮内乳酸的功能。之后的全局观性深入分析将会调察哪些细胞代谢物是不是对胰岛素驱散或前置前驱反应的标志的意思物有守护功用,并打造行为矫正靶点。
2. 心血管疾病(CVD)
CVD是非常异质性的,涉及一系例与大动脉粥样通户、促炎和血栓建成规则有关系的患病。
自20世际初一来,CVD的消化吸收减退就已被考察到,及时高热量的食物被看作是血管粥样疏松的一位驱动软件的因素,这热血了几二十年的实验,将高热量的食物判别为CVD的一位情况。真对高热量的食物消化吸收的疗法是血管粥样疏松的优质疗法方式方案,都已经 极大程度上消减了血管粥样疏松的身亡率,证明书消化吸收方式方案在实验和疗法繁琐急病中的商业价值。
早期对CVD相关代谢组学改变特征的研究报道了炎症性脂质的增加,包括肉毒碱、磷脂酰胆碱(PCs)、脂肪酸和氨基酸等。一项早期样本有限的非靶向代谢组学研究发现,由膳食胆碱和肉碱产生的下游微生物代谢物三甲胺n -氧化物(TMAO)与心血管疾病风险呈正相关,这在更大规模的研究中得到了验证。目前尚不清楚TMAO是否与CVD有因果关系,但功能研究提供的体内证据表明,TMAO可能通过抑制巨噬细胞中逆向胆固醇转运来加速动脉粥样硬化的进展。类似地,多个大型代谢组学研究证实BCAAs和CVD之间的正相关性。还某些中型非靶排泄组学判断核苷排泄物和类固醇荷尔蒙等与CVD效果关于。
CVD享有很多的信息一起的基础代谢经由(特殊是有机会酸)。譬如,血浆中含机会酸二甲基胍苷酸(DMGV)平均水平与冠相思病和T2D的会出现呈正有关的,与身体食用条件和运动健身呈负有关的,前者拥有了随即的自身的设计的兼容。随即,其它项的设计印证DMGV与血管痉挛性脑卒中的会出现呈正有关的,一些由痛风(13.0%)和肾衰竭高(13.2%)介导。总的讲,这一些的设计反映DMGV和CVD报告区间内的相关已经捕捉到一种信息一起的慢性病经由。
3. 2型糖尿病(T2D)
4. 传染病: COVID-19
5.癌症
非靶向药物药物不断循环前沿性性细胞代谢率组学探讨就确认了有期待的肝癌安全风险生物学象征物。某项探讨找到胆碱与前头腺癌(PCa)炎症因子聊天死亡视频率呈正有关,这与靶向药物药物细胞代谢率物和饭食探讨相符。胃肠道杆菌呈现的胆碱和胆碱双重性物学TMAO也与整体和侵入性PCa和结阑尾癌(CRC)的风险存在呈正有关的,而胆碱双重性物PC和lyso-PC与环境承载力和外侵性PCa、CRC、乳线癌(BCa)和平常肝癌的隐患存在呈负一些。胆碱对脂质基础分泌转化至关必要,本人都要胆碱的是一有些由内脏行成,同样有些从饮食起居疗法中赢得,这暗示着着这时一位有些可修改的隐患存在原则。因此,对全.球消费客户群当的调研检测结果提示 ,胆碱供给量量与CRC、BCa、鼻咽癌和平常肝癌的隐患存在呈负一些。尽管这个性别其他性的原因尚不判定,但饮食起居疗法胆碱收入或新陈基础分泌转化的消费客户群当性别其他性会是作用原则。这个性别其他性的找到重点突出了在全.球其他消费客户群当中采取基础分泌转化组学常用病学实验的必要性。
本期介绍了代谢组学流行病学领域在一系列疾病(包括肥胖、心血管疾病、糖尿病、癌症和COVID-19)中的关键进展,下一期将继续介绍代谢组学流行病学在阿尔茨海默病、炎症性肠病、慢性肾病、妊娠糖尿病、心理疾病等领域的进展,并进一步介绍代谢组学流行病学潜在的临床应用。敬请期待!
多组学在医学领域的应用极大地促进了精准医疗的进展,基于代谢物水平的差异在筛查、诊断、疾病分型及预后方面均展示出应用前景。代谢组学与基因组、蛋白组、微生物组等的联合分析也是未来研究的趋势,多组学的结合在阐明代谢机制和推进精准医学方面具有强大的潜力。拜谱生物作为一家多组学技术领军企业,可提供成熟完善的代谢组学、蛋白质组学、修饰组学等多组学产品技术服务,助力高分文章发表,欢迎咨询!
借鉴医学文献:Fuller H, Zhu Y, Nicholas J, Chatelaine HA, Drzymalla EM, Sarvestani AK, Julián-Serrano S, Tahir UA, Sinnott-Armstrong N, Raffield LM, Rahnavard A, Hua X, Shutta KH, Darst BF. Metabolomic epidemiology offers insights into disease aetiology. Nat Metab. 2023; 5(10):1656-1672.