利用血液暴露组学研究来发现疾病起因

2018/06/26   下载量： 7 次

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应用领域 医疗/卫生
检测样本 全血/血清/血浆
检测项目
参考标准 暂无

2010 年全世界有5280 万死亡病例，其中约有三分之二是由慢性疾病引发，主要包括心 血管疾病（> 1500 万）和癌症（> 700 万）[1]。因此，我们应该查明慢性疾病主要是由 遗传因素、环境暴露所致，还是基于两者的某种联合作用。由瑞典家庭癌症数据库汇编 的数据显示，15 种常见癌症的遗传(G) 风险为10% 或更低[2]。这就表明大约90% 的致 癌风险来自环境暴露(E) 或G×E 相互作用。当然，除了悬浮颗粒物、吸烟和一些营养物 质以外，主要的致癌环境暴露因素尚不明确。 尽管癌症和其他慢性疾病的遗传风险都相对较小，我们还是可以使用精妙的手段在人类 疾病研究中探讨G 因素的影响。事实上，全基因组关联分析研究(GWAS) 当前已测试出 2000-20000 个受试者100 多万个单核苷酸多态性。相比之下，个体环境暴露的影响推测 还与一个世纪之前的做法相同，来自于个人专访或自填问卷调查[3]。G 和E 特性的表征 差异使我们无法对GxE 的综合作用进行彻底研究，因此，必须开发一种用于环境暴露研 究的数据导向分析的技术和方法[4]。

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用于发现和定位暴露源的两阶段策略

通过重点关注人体中循环的所有化学物质，血液暴露组促进了慢性疾病非遗传病因的研

究，与通过GWAS 研究遗传原因的方式相同[6,7,4]。为此，加州大学伯克利分校暴露生

物学中心主任Stephen M. Rappaport 介绍了利用血液暴露组来研究病患及其对照组中重

要暴露的两阶段方法，然后从大量人群的后续研究中确定这些暴露[7]。

测定暴露组

我们必须迎接巨大的技术挑战来实现EWAS 和后续研究要求的极端复杂多成分、高灵敏

度和高通量分析的必要结合。取数百名受试者每人10–50 μL 血液、血清或血浆来进行非

目标性EWAS 研究，再从数千受试者中取相同体积的血液或血清进行生物标记物的目标

性分析。许多EWAS 的相关分析平台使用了高分离度液相色谱(LC) 或气相色谱(GC)，

联用具有优异检测灵敏度和质量准确度的飞行时间(TOF) 质谱(MS)。随后使用机器人

和带有多反应监测的三重四极杆质谱对有前景的生物标记物进行研究。通过从前瞻性群

组研究中严格选取生物样本，能够使疾病恶化生物标记物与暴露相关的生物标记物区分

开来。

结论

暴露组学是一个在开放环境下的协作范例，它将流行病学、环境毒理学、分析化学、营

养学和微生物学结合在一起。由于暴露组学应用多种分析技术（色谱、光谱测定法、光

谱和传感器阵列技术）和生物信息学来表征个体的暴露组，它需要开发创新技术来满足

高分辨率、高灵敏度和高通量EWAS 和后续研究的要求。暴露组研究的现状与上世纪九

十年代初的基因组学研究类似。通过遵循一定目标整合某些组学技术（金属组学、代谢

组学、蛋白组学和宏基因组学），暴露组学这一新兴领域的研究能很好地揭示疾病发生的

缺失环节，并开展个体化医疗。


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安捷伦科技(中国)有限公司
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