
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治疗危险因素预侧,以及与疾病进展的因果关系。
(图源:Fuller et al., Nat Metab, 2023)
设置设置直接性影晌设置区间和设置结果显示的释意(图1)。随着产生物对肠道疾病有这种情况、夹杂环境重要性因素或不确定性导电介质(如生理周期、人员、身体重量分指数(BMI)和禁水模式)已经与模板汇集和整理各种相关的技术工艺环境重要性因素(如模板整理、成批和随机性漂移)的皮肤敏各样,这在产生组学流行时尚病学中足见重要性。最经长见的设置设置是病例报告较设置。除此以外,横断面研究也是经常用到的其中一种,一种研发中海洋生物动物标本汇集和决定性结果确认时候情况在单一个事件点。横向按顺序送样可实地调查将与的疾病风险点或其余不对应遗传变异来原对应的细胞代谢物行为,决定性出示更准定的有关预测。
另个个极为重要的研究方案设置决定主观因素涉及到新陈产生组学科技的使用,如核磁震动(NMR)和质谱(MS),是由于新陈产生物的校正因工艺步骤因app品台而异。某些工艺步骤涉及到简述圈定新陈产生物的靶向药物疗法工艺步骤和简述相关app品台规模内每个可校正新陈产生物的非靶向药物疗法工艺步骤。虽说三那部分新陈产生物峰的双重身份很有可能是如图所示的,但基本上都数峰是不明的,往往是需要在新陈产生物峰甄别管理方面做成从而努力奋斗。 考量到预估技術的五花八门性、损害新陈新陈代谢物预估的重要因素、质理管控执行程序和科研设计的的,新陈新陈代谢组学欧美多发病学科研导致的复制出还是比较拥有问题性。为此,在调查方案的科研设计的的第一阶段,应仔细认真考量相似科研导致、分析评估有差异群体的基本上性和四角预估物证(“四角预估和手机验证”)的方式。
(图源:Fuller et al., Nat Metab, 2023)
1.肥胖
肥胖病提高使得的细胞分泌功能紊乱是预备会议性的、比较广泛的,包涵提子糖、脂质细胞分泌的的变化和低度慢性病发炎,与支链氨基酸(BCAAs)广泛有关的。一方面非靶向疗法研究方案得知,近二分的一种的基础代谢组与BMI相关的,更是是脂质、碳水化合物和肽。这部分代谢率物中的大多数也与胰岛素抵抗提高想关(有酪氨酸、丙氨酸、肌氨酸、γ-谷氨酰基酪氨酸、磷脂和红提糖),但是,可能介导变胖与代谢转化安全健康的情况区间内的连续。既使,BMI不足之处以分析臃肿试述的健康连接数症,而产生组学提高了改进什么类似这些分析的就会。
搭建高血压的新陈代谢谱还可以更快地为高血压的药学管理制度提拱图片信息。消化吸收组学最火病学的研究遇到,血浆类固醇浓盐酸盐和碳水化合物是无胰岛素减少的过于肥胖生命内脏组织和皮下组织皮脂的优点。未来发展的展望性研究分析机会会查看那些分解物是不是对胰岛素抵挡或后驱病状的标志的意思物有确保角色,并提高矫治靶点。
2. 心血管疾病(CVD)
CVD是高速异质性的,属于一类别与动脉血管粥样通户、促炎和血栓变成新机制涉及到的传染性疾病。
自20个世纪初来,CVD的排泄失调症就已被观察分析到,如今高热量高的食物被相信是冠状冠状动脉血管粥样软化的其中一款 驱动安装重要因素,这刺激到了几十多年的探究,将高热量高的食物来确定为CVD的其中一款 病因。面向高热量高的食物排泄的调理是冠状冠状动脉血管粥样软化的一丝调理的方式,现已大大的降了冠状冠状动脉血管粥样软化的窒息感染率,发现排泄的方式在探究和调理复杂的的疾病中的价值观。
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。其余1项大非靶排泄组学制定核苷排泄物和类固醇性激素等与CVD但是涉及。
CVD具有着大位置公享的基础代谢手段(特备是有机会酸)。这类,血浆有机会酸二甲基胍苷酸(DMGV)平均水平与冠心脏病和T2D的引发呈正关于,与正常饮食营养缘由和移动呈负关于,后面能够了最后的机体调查的鼓励。最后,别的项调查声明DMGV与梗死性脑卒中的引发呈正关于,位置由糖尿病患者(13.0%)和高心律(13.2%)介导。总的而言,这么多调查反映出DMGV和CVD结杲相互之间的相互影响可能会猎取好几个种公享的病症手段。
3. 2型糖尿病(T2D)
4. 传染病: COVID-19
5.癌症
非靶点无限循环高瞻性基础基础代谢组学调查就判别了有还望的肝癌高风险生物技术标准物。一样调查出现胆碱与前烈腺癌(PCa)特喜欢的人死亡视频率呈正相关,这与靶点基础基础代谢物和餐食调查同一。肠子病菌生产的胆碱和胆碱发展物技术TMAO也与综合性和入侵性PCa和结阑尾癌(CRC)的风险点呈正一些,而胆碱衍生产品物PC和lyso-PC与总体目标和侵蚀性PCa、CRC、乳房增生癌(BCa)和普通肝癌的投资危险损害要素呈负有关。胆碱对脂质新陈分泌至关比较非常重要,私人必不可少胆碱的同一个分由肝和脏引起,剩下的局部从餐食中有,这含意着这里是同一个局部可调整的投资危险损害要素损害要素。显然,对环球消费者的调查方案上报体现,胆碱饮用量过大量与CRC、BCa、鼻咽癌和普通肝癌的投资危险损害要素呈负有关。虽说那些文化有差异 的缘故尚不制定,但餐食胆碱由来或新陈新陈分泌的消费者文化有差异 可能会是损害损害要素。那些文化有差异 的挖掘凸显了在环球有差异 消费者中去新陈分泌组学风靡病学深入分析的比较非常至关重要。
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!
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基准资料: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.