代謝物作為人體生理狀態的重要指示物,其濃度變化深刻反映著遺傳因素與環境因素的交互作用。相較于傳統血液檢測指標,代謝物因直接參與生命活動的調控過程,與人體表型特征及疾病發生發展的關聯性更為顯著。通過精準測量代謝物水平,醫學界得以獲取更全面、更精確的健康評估依據。
在血漿蛋白組學研究取得突破性進展后,由復旦大學附屬華山醫院與類腦智能研究院組成的跨學科團隊,于近期完成了人類代謝組圖譜的繪制工作。該研究成果以兩篇論文形式同步發表于《自然代謝》和《自然通訊》期刊,系統揭示了血漿代謝物與人類疾病、表型特征及遺傳因素的復雜關聯網絡。
研究團隊通過大規模數據分析,首次完整描繪了血漿代謝物在疾病發生前15年的動態變化軌跡。數據顯示,超過半數的代謝指標在疾病確診前10年即出現異常波動,其中脂肪酸不飽和度等指標在發病前5年呈現顯著變化。特別值得注意的是,大粒徑低密度脂蛋白中的甘油三酯比例在240余種疾病中提前10年表現出異常,為疾病早期預警提供了重要依據。
代謝組學的年齡相關性研究發現,人體在46歲和64歲兩個關鍵時間節點會出現代謝特征的"斷層式"改變。這種階段性重塑現象不僅揭示了代謝系統隨年齡增長的演變規律,更為制定分階段的健康管理策略提供了科學基礎。研究團隊指出,中年和老年期的代謝系統重構可能與機體功能衰退密切相關。
在疾病關聯分析方面,研究系統評估了313種血漿代謝物與527種既往疾病、859種新發疾病的相互作用關系,共發現52,836組顯著關聯。其中,大粒徑低密度脂蛋白的膽固醇/總脂質比例與526種疾病存在關聯,其甘油三酯/總脂質比例的關聯疾病數也位居前列,凸顯了脂質代謝紊亂在多系統疾病中的普遍影響。
基于機器學習算法,研究團隊構建了代謝風險評估模型,篩選出肌酐、糖蛋白乙酰基和白蛋白作為多疾病診斷的關鍵指標。在機制研究層面,通過遺傳共定位分析驗證了402對代謝物-疾病的因果關系,發現白蛋白水平與慢性腎病、潰瘍性結腸炎呈正相關,而小粒徑高密度脂蛋白的游離膽固醇比例則具有保護作用。
遺傳學研究方面,團隊開展了迄今最大規模的血漿代謝組遺傳分析,系統評估了常見及罕見基因變異對代謝物水平的影響。研究確認72,538對代謝物-疾病存在共享遺傳調控機制,并鑒定出36對具有潛在因果關系的組合。特別發現血漿醋酸鹽水平與房顫房撲風險呈負相關,ACAD10基因的rs4766897變異可能是關鍵調控位點。
為促進科研成果轉化,研究團隊搭建了開放式的代謝組圖譜檢索平臺。該平臺整合了疾病生物標志物數據庫、預測模型構建工具及治療靶點篩選系統,面向全球科研人員開放共享,為代謝組學研究提供了完整的技術解決方案。











