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蔡绍曦│小荷才露尖尖角:代谢组学助力哮喘临床诊治

来源:黄丹辉、蔡绍曦 南山呼吸 编辑:劳琴 2018-08-07   |
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摘要:
2017年2月《Chest》发表了一篇代谢组学应用于哮喘研究的综述[1],该文“Asthma Metabolomics and the Potential for Integrative Omics in Research and the Clinic”的作者Rachel S. Kelly来自美国哈佛医学院。

蔡绍曦教授

蔡绍曦
南方医科大学南方医院呼吸与危重症医学科主任
博士生导师
博士后合作导师

黄丹辉

黄丹辉
南方医科大学南方医院临床八年制博士研究生

洞察·洞悉

在这篇综述中,作者统计了21项已发表的应用代谢组学研究人类哮喘的研究,结果显示代谢组学可以用于诊断哮喘或哮喘的不同表型。尽管采集标本的类型不同(呼吸道冷凝液,尿液,血清,血浆),仪器设施的不同,研究人群的年龄不同,但是许多研究均找出了相同的代谢物标记物。

其中醋酸盐、腺苷酸、丙氨酸、马尿酸、琥珀酸、苏氨酸、顺乌头酸,以及参与缺氧反应、氧化应激反应、免疫与炎症反应、脂肪酸代谢的途径和三羧酸循环途径的代谢产物,至少为2项研究所证实,有可能作为诊断哮喘或哮喘表型的分子标记物(表1)。

表1  哮喘相关代谢产物标记物
(至少为2项研究所证实)

哮喘相关代谢产物标记物

洞见未来

为了更深刻理解哮喘的异质性,我们还需要更多的关于哮喘代谢组学的证据,以及进一步规范化、标准化代谢组学的研究方法。

同时,如何将代谢组学成果转化运用于临床,以及如何将代谢组学数据与基因组学数据、蛋白质组学数据相互整合都是未来研究需要攻克的难题。

专家观点

哮喘作为一种高度异质性疾病,表现为多种多样的临床表型。基因组学、蛋白质组学的研究让我们能深入地理解哮喘以及不同的哮喘表型,但鉴于机体的生命活动最终发生在代谢层面,蛋白质组学和基因组学只能告诉我们机体可能发生了什么,而代谢组学却能告诉我们机体确实发生了什么

代谢组学让我们更深入、更准确地掌握哮喘的异质性,进而发现哮喘以及哮喘表型相关的代谢产物标记物,提高哮喘诊断能力并创建一个更为成熟的临床哮喘表型分类体系

早在代谢组学普遍应用于哮喘研究之前,研究人员就发现许多代谢产物与哮喘相关,最有代表性意义的代谢产物应属白三烯。

在这篇综述列举的21篇代谢组学与哮喘相关性的研究中,发现了许多新的代谢产物有可能成为哮喘以及不同哮喘表型的生物分子标记物,其中许多代谢产物不仅仅在一项研究中得到证实,未来还需要对这些可能的代谢产物进行更深入的探讨及验证。

代谢组学的研究除了可以为我们提供有意义的哮喘生物分子标记物外,还可以有力地推动哮喘治疗。白三烯受体拮抗剂早已被写入各国哮喘指南,而未来通过发现更多的哮喘相关代谢物,有望研发出更多的代谢产物相关受体拮抗剂

另一方面,哮喘精准治疗业已大势所趋。虽然许多哮喘相关的蛋白质组学研究发现了一些差异蛋白,但这些蛋白的功能尚不清楚。如果能将代谢组学以及蛋白质组学的研究内容相互整合,则可以更加迅速地发现差异蛋白的功能,为靶向药物的研发奠定坚实的基础

总的来说,通过哮喘的代谢组学研究可以让我们发现新的哮喘相关生物分子标记物,更加深入及准确地了解哮喘病理生理过程并助力哮喘精准化治疗。

但正如该文作者所说,哮喘的代谢组学研究才刚刚起步,未来需要开展更多的不同哮喘表型研究以及前瞻性队列研究,制订更严格的样本采集标准以及代谢组学实验方法和数据分析方法,努力将代谢组学研究与基因组学、蛋白组组学相整合。

参考文献

1.Kelly RS,et al. Asthma Metabolomics and the Potential for Integrative Omics in Research and the Clinic. CHEST  2017;151(2):262 – 277

※此文仅代表作者个人观点

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