马尿酰

文献分享篇 暴露组学是一门新兴的研究领域，侧重于分析和测量人类在一生中暴露于环境和生活方式因素的总体程度，以及这种暴露对人类健康的影响。其研究范围包括化学物质，污染物，辐射，饮食和体育锻炼等生活方式因素的暴露，以及可能影响健康和幸福的社会和经济因素。暴露组学研究旨在更好地理解环境暴露和人类健康结果之间的复杂相互作用，以预防和减轻与此类暴露有关的疾病负担。高分辨质谱技术作为一种强大的化学分析手段，被广泛应用于暴露组学的相关领域研究中。 本次我们分享两篇应用Orbitrap进行暴露组学相关研究的文章。 文章一 探究食源性多酚化合物对于人体的暴露组学研究[1]Part.1研究背景质谱非靶向代谢组学研究流程由于其检测目标可涵盖机体内的全部内源性代谢物、饮食摄入物以及环境污染物而被广泛应用于暴露组相关物质的研究检测。基于上述流程所测得的生物样品数据中可含有上万个特征信号，虽然经过数据发掘和多数据库比对，很多与宿主、微生物代谢以及常见环境暴露因素（包括烟草、药品和环境污染物）的化合物可得到解析鉴定，但是数据中的大部分特征信号仍然为未知物，被称为“代谢组学暗物质”(metabolomics dark matter)。考虑到日常饮食中大量植物成分的存在，上述暗物质中极有可能包括大量植物化学成分及其在人体、肠道微生物体内代谢产生的代谢物。本文作者以多酚类物质为切入点，研究食源性植物化学物质在人体内暴露情况。 Part.2建立多酚类化合物谱图库研究人员总结归纳了常见蔬菜水果中的已知多酚类物质清单，并参考相关食品组学文章中采用质谱分析所检测到的多酚类物质，从而生成了目标化合物列表并收集到166种对照品。这些对照品包括57种苯甲酸、苯甲醛、苯环衍生物，12种肉桂酸，16种苯乙酸，11种苯丙酸，9种嘌呤衍生物，8种马尿酸，5种色氨酸-吲哚衍生物，3种吡啶甲酸，2种儿茶酚胺等。研究人员在Q Exactive HF-X高分辨液质联用系统上建立了非靶向代谢组学方法测试多酚类化合物对照品，建立谱图数据库。166种对照品中有151种化合物可被质谱检测到，其中90种可在正、负离子模式下同时被检测到。 Part.3检测尿液和血浆中的多酚类食源性代谢物研究人员由美国儿童健康暴露分析资源组织(Child Health Exposure Analysis Resource, CHEAR)获得参照尿液和血浆样本。经过蛋白沉淀处理后，直接用于液质联用分析。研究人员将代谢物鉴定结果分为三个等级：OL1(MS、RT和MS/MS匹配)、OL2a(MS和RT匹配)和OL2b(MS和MS/MS匹配)。最终，在人体尿液和血浆样本中检测到123种代谢物。Part.4总 结本文作者以多酚类化合物为例，描述了建立饮食暴露组数据库(Dietary Exposome Library, DEL)的流程方法。通过不断完善数据库，有望进一步提高体内生物样本中化合物的鉴定覆盖率，阐明饮食暴露对于机体的影响。 文章二 胆汁淤积性肝病的暴露组学与代谢组学研究[2]Part.1研究背景原发性硬化性胆管炎(PSC)和原发性胆汁性胆管炎(PBC)作为罕见的胆汁淤积性肝病，由于对其病因认知不足，导致治疗手段有限、预后效果差。尤其是肝毒性以及其他影响代谢的环境物质在疾病发生、发展过程中的可能作用仍然缺乏研究。 本文作者应用暴露组学-代谢组学相结合的方式来揭示PSC和PBC的潜在致病因素。通过全暴露组关联分析(exposome-wide association study, EWAS)检测包括农药、添加剂、持续污染物等环境物质暴露，分析环境物质在PSC和PBC发生过程中的作用。通过全代谢组关联分析(metabolome-wide association studies, MWAS)探究体内代谢途径在PSC和PBC疾病状态下的变化和差异。 Part.2全暴露组关联分析研究人员应用Q Excative GC Orbitrap 高分辨气质联用仪对病人、健康人的血浆样本中的环境物质进行非靶向分析。在数据处理方面，非靶向数据经过log2-转换、四分位差归一化处理，统计模型考虑年龄、性别等因素的影响，探究环境物质与PSC、PBC的关联。研究人员将错误发现率(false discovery rate, FDR)限值设置为20%，筛选出54个与PSC相关的物质。作为差异排名前6位的物质，C-256通过NIST 2017数据库匹配，被鉴定为氨基甲酸酯类农药芽根灵(terbucarb)。值得注意的是，在非靶向分析中，未找到与PCB相关的环境 物质。同时，研究人员还通过Q Excative GC Orbitrap 高分辨气质联用仪和Orbitrap Exploris系列高分辨液质联用仪对血浆中的环境物质进行了554种物质靶向分析。最终通过GC-HRMS和LC-HRMS分别检测到55种和71种环境物质。将P 0.05 作为差异物质筛选条件，分别发现12种和8种与PSC、PBC相关的环境物质。全代谢组关联分析研究人员在Orbitrap Exploris系列高分辨液质联用平台上，采用HILIC和反相色谱两种分离模式对80个PSC病人和40个健康人血浆样本中的内源性代谢物进行分析检测，分别检测到了11634个和9109个特征信号。其中，有1204个特征信号与PSC相关。对40个PBC病人和40个健康人血浆样本中内源性代谢物分析中，HILIC和反相色谱分离模式分别检测到了11729个和9294个特征信号，其中703个特征信号与疾病相关。经代谢通路识别分析发现，与健康人相比，PSC病人和PBC病人分别有27条和10条代谢通路中的代谢物含量发生显著上调，9条代谢通路在两种疾病条件下都发生变化，其中胆汁酸生物合成是两种疾病条件下变化最为明显的代谢通路。EWAS × MWAS研究人员通过网络分析检查环境物质与内源性代谢通路间的关联。在PSC和PBC两种疾病状态下，相互作用网络中分别生成了3个和2个聚类节点。其中，对于PSC分析最大的网络节点为氨基甲酸酯类农药芽根灵，该节点涵盖大多数氨基酸相关通路、类花生酸代谢以及核酸代谢通路。总 结本文将高分辨液相质谱平台和高分辨质谱平台联用，对罕见肝病病人和健康人的血浆样本进行了暴露组学和代谢组学分析，揭示了外源性环境污染物对于胆汁淤积性肝病发生的影响。

众所周知，早餐是人一天中比较重要的一餐。此前的研究表明，早餐可以让人精力充沛，提高工作和学习的效率。但是，几点吃早餐最合适，很多人并不清楚。近日，一项发表在2021年美国内分泌学会年会上的研究表明：在8:30之前开始吃早餐的人，血糖水平和胰岛素抵抗程度均较低，这或许可以降低患2型糖尿病的风险。在研究过程中，科学家对一万多名成年人进行了调查。他们发现，进食时间间隔短的人，胰岛素抵抗水平高。而在早上8:30之前吃早餐的人，体内胰岛素抵抗水平普遍偏低。科学家表示，不管人们是否禁食，如果他们在早上8:30之前吃第一顿饭，其胰岛素抵抗水平就会降低。这表明较早时间吃早餐，总体上对人体的新陈代谢有更多益处。科学家建议，糖尿病患者除了要特别注意早餐时间，还应该注重营养。比如全谷物搭配一些蔬菜、肉类，饮料可以选择牛奶或咖啡。

图为香港赛马会赛事化验所工作人员在进行样本检验分析。北京奥运会马术比赛将于八月九日至二十一日在香港举行，该项赛事的马匹药检化验工作由实力雄厚、经验丰富的香港赛马会承担。香港赛马会赛事化验所每年检验超过一万八千个正式样本，是国际马术运动联合会授予的四个“确证化验所”之一。 　　北京二零零八年奥运马术比赛期间，号称在三十八年检验测试中从未出现一个错误阳性样本的香港赛马会赛事化验所，将肩负奥运马术参赛马匹药检的重要使命。到底如何能够在这漫长的一万三千八百多天的日子里保持“零失误”？记者带着这个疑问探访了这所符合国际标准的化验所。 　　化验所设于沙田马场内，亦是奥运历史上首间设于比赛场内用以检验马匹尿液样本的化验所。负责管理化验所的香港赛马会称，化验所面积约一千七百平方米，拥有总值约六千万港元的先进设备，包括二十五台质谱分析仪器。化验所聘有四十多名员工，其中十名化验师当中，有四名是国际赛事化验师协会的院士。据悉，全球总共有约五十名院士。 　　化验所会利用质谱分析仪获取禁药的“化学物纹印”供鉴定之用。这些禁药也好像人的指纹一样，每一种禁药拥有其独特的“化学物印纹”。据介绍，化验所自一九九三年以来，已为国际赛事化验师协会编制及不断更新一个庞大的违禁物质谱(“化学物纹印”)资料库，供该会在世界各地的会员使用。化验师会根据资料库上的“化学物纹印”，检查样本是否含有禁药。 　　为防出错，化验所在收集马尿样本时，会附有双重条码。记者亦看到，储存样本的器皿是密封的樽，除非有特别的工具，否则难以打开，以确保样本的安全性。而样本会储存到化验所的冷库，冷库设后备电源，确保化验所停电时，冷库也可以继续运作。 　　带领记者参观的香港赛马会赛事化验所主管温思明表示，如发现有可疑的样本，化验师便会把样本移到一间独立的、特别做阳性个案的化验室，再进行检查。进行阳性样本检验时，化验室只容许几个特许的人进入，确保样本不会被造假。 　　化验所内设有二十四小时的闭路电视系统，十六个设置在天花板的闭路电视摄录镜头会以不同的角度摄录自动检测过程，确保储存样本的完整性。每台闭路电视在录影时都会加上时间记录，证明片段未被删减。如要翻查录影带，即使是化验师也要到保安室提取相关影片，保安工作做到一丝不苟。温思明表示，这套保安程序相信是全球第一次引入。 　　奥运马术比赛期间，香港赛马会赛事化验所将肩负马匹的兴奋剂检验工作。化验所更承诺将首次为奥运及残奥马术赛的参赛马匹免费提供选择性的赛前药检。温思明表示，提供免费的赛前药检，可让参赛选手确定马匹尿液样本中是否含有不符合规定的药物残余成份，有助骑手遵守赛例，不会意外地犯规。如马匹样本的结果呈阳性，骑手可于比赛前提交另一选择性药检样本，以供化验及确定药物残余成份已从有关马匹体内清除。选择性的赛前药检的结果将会保密。 　　温思明表示，为了应付选择性赛前药检的工作，药检进行阴性及阳性测试的速度预计分别为七天及十二天，比原先承诺的五天及十天分别延长了两天，但这仍比二零零四年雅典奥运会快上十天。他指出，这次奥运马术赛兴奋剂检测最困难之处是要与时间作竞争，因为要等待药检的结果出炉，才会颁发奖牌及奖金。他笑言，所有同事已作好没有假期的打算，尽力在可靠及准确程度不受影响下，能够刷新速度纪录。