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智慧引领暴露组学发展携手共创健康未来

2022.8.05

——“组学时代暴露与健康前沿论坛”在大连成功举办

8月3日，“组学时代暴露与健康前沿论坛”在大连举办。中国科学院大连化学物理研究所（以下简称化物所）许国旺研究员、安捷伦全球副总裁中国总经理兼大中华区业务总经理陈亮等10余位专家汇聚于此，为大家带来丰富的“组学时代”盛宴。分析测试百科网作为论坛支持媒体全程为您报道。

本次论坛由大连化物所和安捷伦共同主办。聚焦于暴露组学检测、组学新方法进展、暴露相关健康与疾病研究等前沿话题，邀请到国内外专家学者进行学术交流，线上线下共计800余人次。旨在为代谢组学与暴露组学、环境与公共健康、环境与疾病等领域的专家学者、科研人员、高校师生提供高水平学术交流平台，促进相关领域的合作、创新与发展。

论坛现场

大会主席中国科学院大连化学物理研究所许国旺研究员

许国旺研究员表示代谢组学和暴露组学相结合，可以阐明多种暴露和疾病发生的本质。在高分辨质谱的帮助下，大量的代谢物与暴露物可以得到检测。大连化物所和安捷伦科技合作，本次会议为组学领域研究者带来了暴露组学相关的前沿进展和最新研究。

安捷伦全球副总裁，中国总经理兼大中华区业务总经理陈亮致欢迎词

陈亮表示，本次大会关注暴露组学和健康安全，这两方面的研究离不开科研仪器和相关技术的发展。安捷伦作为全球领先的高科技公司，为科研提供优质的检测仪器和解决方案，也将助力组学时代暴露组学和健康的发展。陈亮对化物所和相关研究人员在暴露组学取得的研究成果表示赞扬，感谢在学术会上做报告的各位专家，并祝愿本次大会圆满成功。

报告人：南京大学韦斯副教授

报告题目：污染物非靶向筛查技术及其应用

新污染物治理是我国当前重大的国家需求，而新污染物的识别是治理的前提，也是学科发展的重要主题，非靶向筛查技术可以有效解决真实环境中新污染物的识别难题。韦斯副教授提出了新污染物非靶向智能分析的新方法，通过高分辨质谱仪器，对真实环境开展科学研究。利用先进的网络分析并借助大数据和人工智能技术，构建了基于多模态分子关系网络的污染物筛查、基于深度学习的谱图-分子结构生成等新污染物分析技术，实现了真实环境中新污染物的高通量精准识别。目前已经建成全球最大污染物质谱数据库，包含了超2万种物质、近百万张高分辨标准谱图，并实现了海量化学品虚拟谱图的智能化生成与结构鉴定。

报告人：中国科学院大连化学物理研究所胡春秀副研究员

报告题目：非靶向CE-MS代谢组学技术及其应用

代谢组学可以定量研究生命体对于内在基因突变、生理病理变化及外在环境等因素刺激作用下的体内动态多元的代谢物响应，与其他组学相比更加接近于生物表型。胡春秀介绍了非靶向CE-MS代谢组学平台与GC-MS和LC-MS代谢组学平台具有较好的信息互补，在极性代谢物检测方面具有独特优势，可以提升代谢组的检测覆盖度。提出了基于CE-MS技术对植物叶片中极性代谢组、白酒中高沸点成分、尿中激素类物质分析的方法，并开发了基于稳定同位素标记的CE-MS&LC-MS多平台代谢组学分析方法。借助以上方法，所在团队研究了肝癌代谢紊乱的特征和环境内分泌干扰物的毒性；在植物方面，对不同地区烟叶内物质的代谢特征进行了分析研究。

报告人：中国疾病预防控制中心环境所唐宋副研究员

报告题目：大气污染的人体暴露组学与生物标志研究：China BPAE

我国大气污染形势依然严峻。从2004到2014年，PM_2.5均值大幅增长，虽然现已得到一定缓解，但“大气污染物暴露、生物标志物、毒理机制与健康危害”这一核心科学问题尚未得到完全解答。暴露组学具有无目标设计、全景式测定、兼顾内外暴露因素、聚焦生命周期关键窗口等特点，为研究大气污染物暴露对人体健康影响提供了新思路。运用暴露组学研究策略，唐宋对在山东省济南市开展健康老年人群的定群研究方案和前期结果进行了详细的介绍。该研究开展基于个体水平的外暴露与内暴露评估，检测并筛查表观遗传、转录、蛋白、代谢等生物标志物，诠释对关键分子信号路径的扰动特征，建立“空气污染物-外暴露-内暴露-效应标志物-健康危害”的全链条证据。研究发现将有助于揭示空气污染物暴露诱发老年人群机体应答、机体损伤与相关疾病的联系及其潜在分子机理，识别高灵敏度和高特异性的暴露与效应生物标志物，为预防措施和干预靶点提供借鉴和科学依据。

报告人：清华大学胡泽平研究员

报告题目：代谢组学在药物靶点发现中的应用

代谢组学已经成为生物研究中不可或缺的一环。代谢组学可以应用于基础生物学、药物研发、转化医学和精准医学等领域。胡泽平研究组在组学技术、代谢机制和治疗靶点三个方面进行研究。胡泽平发现在肺腺癌的发生和发展中，伴随代谢的进化和重塑。借助代谢组学分析，发现了可以用于肺腺癌早期诊断的生物标志物；并发现代谢分析可以用于浸润性肺腺癌的分子分型，其中S-III亚型伴随胆汁酸代谢的异常，而干预该代谢有望控制肺腺癌转移。除此之外，胡泽平团队通过对寨卡病毒感染后导致的脑组织进行代谢组学、转录组学、蛋白质组学和磷酸化组学等多组学分析，发现病毒感染导致NAD+代谢异常，而干预该异常通路，有望成为治疗“小头症”的新策略。

报告人：中国科学院大连化学物理研究所/大连医科大学附属第一医院宁振博士

报告题目：USP22促进肝细胞癌脂质合成及肿瘤生长的机制研究

泛素特异性蛋白酶22（USP22）是哺乳动物中一种高度保守的去泛素化酶，可以通过多种途径促进肿瘤的发生与发展。2020年全球范围内肝癌发病率居第六位，死亡居第三位，而中国在2020年因肝癌新发病例已超过41万人，死亡39万人。宁振博士通过非靶向代谢组学、脂肪酸靶向分析、同位素代谢流分析、转录组及蛋白质组分析，证实了USP22通过去泛素化并稳定PPARγ的蛋白表达促进肝癌的细胞脂质合成及肿瘤生长。本研究发现并完善了HCC中脂肪酸从头合成关键酶ACLY及ACC的转录调控机制，为靶向脂质合成的HCC治疗模式提供了新的思路，鉴于USP22在促进肿瘤发生上的关键作用及其在癌细胞中的异常表达，其有望成为HCC的潜在治疗靶点。

报告人：University of California Davis, West Coast Metabolomics Center，Oliver Fiehn教授

报告题目：Towards standardized metabolomics: A Metabolome Atlas of the Aging Mouse Brain

代谢组相关计算并不容易。有特定生物学功能的代谢物就有1000多种，内源性信号通路也涉及超过1000种代谢物和5000余种脂质，然而这还只是1万亿微生物中的一隅。复杂的通路由复数的节点控制，以保证生物体功能正常运作，蛋白质只是其中一项。Oliver Fiehn教授形容这些代谢网络就像是“云图”。在老鼠大脑内发现鉴定出1547种化合物，Oliver Fiehn教授团队建立这些化合物的“Atlas”。老鼠脑部区域代谢正交簇显示，低代谢水平控制显示出差异性，尤其在老化的老鼠脑部。除此之外，老化的老鼠脑部的水解酶和脂质酶的活性较高，复杂的通路糖蛋白“Atlas”显示PK/PDH活性也发生了改变。

报告人：中国科学院大连化学物理研究所刘心昱副研究员

报告题目：基于质谱技术的暴露组学方法学研究及应用

人体暴露于环境污染物，其基因组、转录组、蛋白组都可能发生改变。暴露组学概念的提出促进了以组学为手段的暴露/疾病标志物的研究。目前代谢组与暴露组大约由100万个物质，其富集、提取和分析成为新时代暴露组学研究的挑战。刘心昱所在团队发展了基于2D-LCMS的高覆盖非靶向筛查方法，一次分析可筛查1205种常见的农兽药化学污染物，通过知识导向的靶向GC-MS/MS筛查方法，可以对电子垃圾暴露污染物进行定量筛查。除此之外，基于LC-MS/MS的农兽药化学污染检测覆盖了有机磷杀虫剂、新烟碱类杀虫剂、除草剂、杀菌剂等污染物的精准定量。

报告人：复旦大学方明亮教授

报告题目：暴露组学数据库以及高通量分析平台开发

方明亮教授认为暴露组学目前面临的挑战包括巨量的化合物基础、污染物在体内复杂的转化、污染物的浓度很低、低浓度污染物存在混合效应、复杂的高维度数据分析困难。针对这些问题，课题组主要集中暴露组学的靶向、拟靶向以及非靶向分析，开发无标品、高覆盖、高通量、自动化、低成本的暴露组学平台。方明亮团队从建立人类暴露组及代谢物数据库入手，对暴露组化合物暴露风险、毒性进行分级区分，建立了多种数据平台，可以对生物转化以及生物标志物进行模拟预测。近期与北京大学王斌老师共同开发了暴露组学综合分析平台ExposomeX，预计9月份发布。

报告人：香港浸会大学蔡宗苇教授

报告题目：Dioxin food exposure and mass spectrometry-based toxicological study

二噁英是一系列化合物，由人类或者自然过程中生成，从最小的微生物不断积累，最后被人类摄入造成中毒。不但会引起癌症，还会对人体神经系统、肾脏系统造成伤害。欧洲对食品中二噁英含量由严格的限制标准。蔡宗苇教授对香港近几年食品中二噁英的调查，从而知晓了香港居民从食物中摄取二噁英的情况。在二噁英毒性研究中，蔡宗苇团队对215名成年男性进行测试，通过代谢组学和脂质组学的方法发现二噁英会引起心血管、肝脏等代谢物、脂质的变化。

报告人：北京大学王斌研究员

报告题目：暴露组学常用统计分析法及多组学数据整合展望

暴露组学可以应用在筛选环境危险因素和评估疾病负担、预测孕周、挖掘中介因素等领域。目前暴露组学还是相对小众的研究方向，全球相关发表文章仅1400余篇，引用次数不到2万次。暴露组学在现阶段的学术门槛较高，尤其在规范数据分析方面有待优化。王斌介绍了暴露组学常用数据分析流程，涉及到研究设计、数据收集、数据清理、探索分析、模型建立、结果解释等过程，逐一详解了每个步骤需要注意的重点问题和科研中可能忽略的重要信息，并对暴露组学实验研究提出建议。未来拟发布ExposomeX数据分析平台，规范相关数据分析方法，降低暴露组学研究开展的门槛。

报告人：安捷伦科技冉小蓉博士

报告题目：代谢组学结合细胞分析用于暴露与健康研究

暴露组分析本身十分复杂，要想进一步探究暴露对健康的影响更加挑战。。安捷伦提供代谢组学、代谢流与细胞分析的整合方案应对暴露与健康研究的挑战。为帮助代谢组学更好的用于暴露与健康研究，首先需要高覆盖、高灵敏、高精度代谢组定性、定量分析方法，冉小蓉介绍了安捷伦从非靶向代谢组学、靶向代谢组学到拟靶向代谢组学分析方法在这几个维度的最新进展。此外，为了揭示暴露对健康影响的机制，需要基于代谢组学的研究结果开展拓展研究，需要利用代谢流研究风险因子扰动的代谢通路的动态活动，同时需要结合分子生物学分析提供正交验证。安捷伦VistaFlux代谢流分析以及Seahorse XF、Cytation、实时无标记细胞分析仪RTCA等细胞分析平台，为代谢组学的拓展研究提供前沿解决方案基于冉小蓉博士还分享了代谢组学、代谢流及细胞分析的整合方案在暴露与健康研究的实际案例，并希望未来可以携手科学家实验室一起，基于科研的新需求，合作开发创新方案，更好的帮助暴露与健康的深度研究。

在报告间隙，现场专家们就当今暴露组学的热点问题，如“代谢组学的未来和挑战”、“如何建立暴露物与疾病的因果联系？实验设计上有什么建议？”、“暴露组学的多因素数据处理如何来做？”、“关于数据分析中内暴露与外暴露或是组合的选择”、“代谢组学的特征标志物优先关注”、“暴露组学跟宏观空间大数据结合，开展大规模精细化的暴露与健康研究”、“组学拓展研究方案如何更好帮助暴露于健康研究”等问题与现场的老师们进行了互动。