代谢组学在个性化医疗保健中的作用

测量小分子(代谢组)的全部补体可以为了解个人的健康状况提供重要的见解。代谢物的测量也是最近建立的KI小分子质谱(KI- smms)核心设施的主题。我们与环境医学研究所(IMM)新成立的综合代谢组学部门负责人Craig Wheelock就代谢组学在个性化医疗保健中的作用进行了交谈。

什么是代谢组学?

组学技术已被证明具有不可思议的洞察力生物医ob欧宝直播nba学研究，从阐明基本的机制生物学到精准医疗的应用。代谢组学是一种较新的组学方法，在许多方面仍在发展中。简单地说，代谢组学是研究个体(或任何生物体)中小分子(代谢物)的全部补体。人类代谢组是复杂的，大小估计差异很大，与约21,000个蛋白质编码基因和15,000个基因产物相比，高达100万个分子，分别由4个碱基或20个氨基酸决定。这化学多样性相对于其他组学技术，代谢组分析测量具有挑战性。

代谢组学数据在当今医学领域的应用情况如何?

代谢组学提供了一个实时的生理状态生化指标(代谢类型)，反映遗传和环境相互作用的整合，以及治疗反应这使得它非常适合用于个体当前和未来健康状态的分子表征。许多复杂的疾病，如哮喘糖尿病、类风湿关节炎和精神疾病都不是由一种基因变化引起的，而是由多种基因变化加上环境暴露引起的。正因为如此，很难理解它们是如何共同导致这种疾病的。基因组信息本身只是这个过程的一部分。代谢组可以提供更高的分子分辨率来检测疾病，重要的是反映了个体当前正在进行的生理过程，包括从你的基因组到你的午餐。这使得它成为一种非常强大的测量个人个性化健康状态的技术，因此是个性化医疗方法的重要组成部分。代谢组学被称为21世纪的听诊器。

你是如何在实验室中应用这些技术的?

我们的工作重点是了解阻塞性肺病的分子基础，重点是哮喘和慢性阻塞性肺病。根据世界卫生组织的数据，全世界估计有3.39亿人患有哮喘，这是工业化国家最常见的慢性病之一。考虑到哮喘的异质性，我们正在使用代谢组学来确定疾病的特定形式(表型)。其概念是，一个人所患哮喘的确切类型将反映在他们的代谢组中。我们的主要应用是试图识别对新型免疫疗法有反应的个体。这些基于抗体的生物制剂可以非常有效地治疗严重哮喘，但并不是所有人都对特定的治疗有反应。因此，我们试图利用个体的代谢类型将其分为有反应者和无反应者，以制定治疗策略，这就是所谓的个性化医疗方法。这样做的好处是提高病人护理的质量，同时降低医疗保健成本。作为这些努力的一部分，我最近被任命为瑞典基因组医学复杂疾病联合主席，努力将代谢组学的力量引入瑞典医疗保健系统。

你最近与人合著了几篇关于代谢组学和哮喘的论文。简单地告诉我们主要的亮点。

的确，过去的一年对我们小组来说是非常富有成效的——但这些论文确实反映了实验室里许多人几年来的累积努力。我们的主要发现之一发表在自然医学研究人员对14000名>个体的代谢组进行了研究，发现长期使用吸入糖皮质激素，这是控制哮喘的标准护理，导致肾上腺抑制。这些发现得出了一个可行的结论，即服用高剂量吸入类固醇的个体应接受肾上腺功能常规筛查。一项相关发现发表在欧洲呼吸杂志使用代谢组学发现口服皮质类固醇(OCS)治疗哮喘也会导致广泛的代谢紊乱;然而，在严重哮喘患者中，肉碱代谢被发现系统性下调，与OCS无关。这些发现表明，肉碱转移反映了哮喘的代谢缺陷，不能通过标准治疗(ICS或OCS)得到补救，而基础代谢的改变表明肉碱代谢是哮喘管理的潜在治疗靶点。我们还发表了一些文章在美国呼吸与重症监护医学杂志与合作者一起使用代谢组学来识别多种代谢类型的疾病，这表明有不同的个体可治疗的哮喘形式(内型)，以及肥大细胞激活的基因特征允许检测严重的哮喘表型。这些集体努力导致了邀请撰写一篇关于代谢组学在呼吸医学中的应用的方法文章欧洲呼吸杂志．

你研究的下一步是什么?

缺乏分层诊断意味着哮喘治疗通常是通过试错的方法来规定的，因此非常需要识别个体内型。我们刚刚从瑞典心肺基金会(Hjärt-Lungfonden)获得3M SEK资助，我们将继续努力定义哮喘的分子基础，然后使用代谢组学来确定对治疗反应最好的哮喘患者群体。我们正在与几位合作者合作，他们对不同的生物治疗进行了介入性研究。我们现在正在使用代谢组学来研究我们是否可以预测个体对特定治疗的反应。它的作用是在正确的时间给正确的病人提供正确的治疗。

在KI和斯德哥尔摩地区的支持下，我们最近在环境医学研究所(IMM)成立了卡罗林斯卡研究所小分子质谱核心设施(KI- smms)。我们的愿景是，这个新设施将通过使小分子质谱和代谢组学的力量易于为KI和斯德哥尔摩地区的研究界提供，来协同KI的研究。这些努力是与沃特斯公司(Waters Corporation)合作的，沃特斯公司位于基联校区的战略位置。基联和斯德哥尔摩地区最近的发展非常令人兴奋，代表了一个很好的机会，可以协同在科学实验室(sciilifelab)开发的技术，在个性化医疗保健方面取得进展。代谢组学将是这一未来的重要贡献者。

虽然我们进行的研究很重要，但将我们的研究结果传达给包括患者和政策制定者在内的关键利益相关者对于实现变革至关重要。我是欧洲呼吸学会与欧盟科学关系的现任主任，我们在该学会与欧洲议会成员合作，制定以最佳科学为基础的立法，以减少并最终预防呼吸道疾病的发病率。这可以说是我的研究中最有效的组成部分，当然也是最有价值的。

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