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临床代谢组学研究常见问题（二）

麦特绘谱

2017.7.19

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麦特绘谱网络学堂

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继上期我们分享了临床代谢组学研究常见问题（一）之后，还有一部分提问者仍在期待苏老师的专业解答，本期我们将第二部分的Q&A悉心整理，供大家学习和交流，希望对大家有所帮助。

对于临床样本而言，寻找生物标志物时个体差异太大，请问关于找标志物组大概是怎么做的？

A：1.代谢组学研究必须要控制样本质量，性别、年龄、收集疾病用的正常对照要在同一家医院，如果在多中心进行样本收集，这些可控的因素也要控制好，并且确保各个中心都要收集对照样本，后续虽然我们也有矫正方案，但不如一开始做方案设计时就考虑进去。

2.样本数目, 这个和所研究的疾病种类相关。

3.统计方法，多维统计方法往往比单维统计方法在寻找代谢物组上更有优势，两种方法互为补充和验证。

样本的采集过程中需同时记录饮食等生活细节，那么不同地区不同种族的样本得到的代谢组信息量是否也具备区域性特征？有相关的成果么？

A：这方面文献挺多的，我们自己也有研究。比如肠癌的案例，收集了北京、上海、杭州3个地区的样本集以及1个美国的样本集，都能体现出区域性的特征。您可以对饮食调查问卷、代谢物和区域做些表型组学的分析。相关成果不是我们研究的重心，没有单独发表，但可以给您看两个实例。

第一个案例是所研究的痛风患者和正常对照可以有明显的区分（图左），由于这批样本收自三个地区（山东、北京、上海），我们可以进一步看这些患者之间是有显著差异的，说明其饮食、环境等因素不同，他们的代谢谱也会不同。而代谢组学的强大之处在于，既可以区分区域性代谢物质，又可以发现这三组患者的共性，也就是和痛风相关的代谢物。

第二个例子是肠癌样本，可以看到差异性代谢物在不同地区（上海、杭州、北京、美国加州）还是略有差异，这张图没有把所有代谢物放进去，如果都放进去，那么区域性的代谢特征谱也是能够绘制的。

用不同的流感假病毒颗粒去感染细胞，要多少的细胞量比较合适做代谢物分析？很多文献都是定量10e6细胞，但感染的话96孔板，只有10000个细胞。

A：是的，您的样本需要好好设计，或者尝试合并同一组样本。非靶向研究我们一般推荐细胞数为10e6-10e7，该级别数量的细胞数能够检测到足够多的代谢物。当然和细胞大小也有关系，非常小的细胞，所需细胞数目还要更多，比如细菌、蓝藻。而细胞直径大的，可以酌情减少。另外一个原则往往被忽视的是，组间细胞数目差异尽量控制在50%以内。

是否可以通过代谢组学研究来预测肝脏疾病可能的损伤类型？

A：可以，最近我们做了一个很有意思的研究。通过对人群进行一定的负载实验，我们利用胆汁酸、脂肪酸（含短链脂肪酸）、氨基酸肉碱的含量测定结果能够很好的判断其肝脏的损伤情况，并且还有另外一组数据显示，肝功能指标正常，胆汁酸确存在明显异常，所以我们认为胆汁酸可以用于肝脏损伤的类型来研究。

使用临床样本进行代谢组学研究大概需要多少样本数量？另外如何控制临床样本的质量？

A：代谢组学统计分析对样本重复数有一定统计学要求，对于临床的样本建议每组至少50个生物学重复，并且样本生物重复数越多，其数据结果越科学可靠。如果关于临床样本质量控制，若能从大量样本中遴选出排除其他疾病干扰或者是性别、年龄、BMI指数均一的样本是最理想的。

麦特绘谱多篇应用实例中都发现了很有价值的代谢途径，请问这其中有经验可以分享吗？

A：首先，需要多关注所研究方向相关报道文献，一般会有前人经验可以参考。其次，代谢组学很难靠一个人做得通做得好，麦特绘谱所分享的案例都是一个稳定的团队十几年不断的积累所建立起来的。这个团队是多学科交叉的，有分析化学、分子生物学、医学、生物统计学等各方面的成员，同时要加强与外面老师的多学科合作。

精神影响和基因与环境作用能区别开吗？

A：有在实验设计比较完善的前提下，比如说一组是精神影响、一组是基因和环境的作用，否则单纯从代谢终产物来区分精神因素、基因和环境因素还是非常有挑战性的。

当小分子待测物种类增多时是否会存在竞争性抑制影响定量的准确性问题？

A：会的，所以在开发方法时，色谱分析要尽可能地提高分离度，同时使用同位素内标进行矫正。

是否有肝病方面代谢组学研究课题设计的分享？

A：肝病是我们做的比较成熟的疾病类型，在我们网站或公众号中均有肝病相关案例分享，在网站的资源共享里面有肝病文献专栏，覆盖肝病的非靶向代谢组学到靶向代谢组学研究，例如肝脏胆汁酸失调联合推动肝癌的发生等等，也可以给大家提供原文文献学习。

麦特绘谱讲堂上所举的直肠癌研究案例，提及到的采用相同数据库在不同国家不同地区的检测结果都可以重复吗？

A：这个案例从技术上证明了通过严格质控的代谢组学实验设计所得到的生物标志物组是可以重复的（多中心样本集、不同收集时间、不同仪器、不同分析时间），其中鉴定出来的有15个代谢物是可以重复的；另外，该案例我们使用的是非靶向研究方法，随着JiaLib标准品库的进一步扩充，会有更多的差异性物质信息被进一步挖掘出来。

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