英國科學家Archibald Edward Garrod提出的“化學個體性”的概念有助于理解人類疾病發(fā)生的分子起源，而非靶向性的高通量代謝組學技術(shù)也能提供大規(guī)模的人類代謝的深度快照信息。近日，一篇發(fā)表在國際雜志Nature Medicine上題為“Rare and common genetic determinants of metabolic individuality and their effects on human health”的研究報告中，來自倫敦大學瑪麗皇后學院等機構(gòu)的科學家們通過研究發(fā)現(xiàn)，基因組中超過300個區(qū)域或許有助于促進一個人的“化學指紋”（chemical fingerprint）。

每個人都有一個“化學指紋”，其主要特征表現(xiàn)為血液中小分子的組成，比如脂肪或糖類，其是通過機體的基因和外部因素所決定的，常常會促進個體易于患哪種疾病，以及個體所患疾病的嚴重性。這項研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)了會影響機體代謝個性的遺傳密碼的罕見和常見改變，以及其對機體健康和疾病的影響。研究者Adam Butterworth解釋道，通過本文研究，我們闡明了基于數(shù)百個能循環(huán)的小分子的機體代謝的遺傳控制模式，并揭示了這些改變?nèi)绾斡绊懚喾N疾病的發(fā)生。

文章中，研究人員對來自兩大英國人群研究（INTERVAL研究計劃和EPIC-Norfolk研究計劃）計劃中超過1.4萬名參與者進行研究，測定了參與者血液樣本中900多種小分子的水平，這些參與者的遺傳密碼此前都被分析過；隨后研究人員識別出了330個基因組區(qū)域或與646種不同的代謝產(chǎn)物的水平有關，其中大多數(shù)區(qū)域都與幾種代謝產(chǎn)物相關，反之亦然。至關重要的是，本文研究還能促進科學家們揭示哪種代謝改變有助于促使個體疾病的發(fā)生，研究者表示，基因組中的這些代謝“熱點”（hotspots）或許能幫助他們更好地理解哪些基因與血液中分子量的改變有關，有了這些研究發(fā)現(xiàn)，研究人員就能揭示哪些蛋白改變會促進諸如乳腺癌等人類疾病的發(fā)生。

識別出控制機體代謝個性和疾病發(fā)生風險的特殊基因。

圖片來源：Nature Medicine (2022). DOI: 10.1038/s41591-022-02046-0

基因組中的代謝熱點的改變不僅在機體健康代謝過程中，還在疾病易感性上發(fā)揮著重要角色，此外研究者還識別出了能影響藥物作用的變異，以及其所產(chǎn)生有害影響的程度；比如，研究者發(fā)現(xiàn)，大約五分之一的研究都發(fā)現(xiàn)，參與者機體會攜帶靠近DPYD基因的遺傳密碼的突變，DPYD能編碼一種特殊酶類，而該酶主要負責分解特定常見的癌癥化療藥物，攜帶這些遺傳突變的個體機體積累這些藥物水平升高的風險會增加，從而就會產(chǎn)生更為嚴重的影響。

研究者Claudia Langenberg說道，能作為藥物靶點的基因附近的突變或許也能為我們提供關于可能產(chǎn)生的不必要副作用的相關線索，比如，我們能夠揭示，減少體內(nèi)類固醇激素轉(zhuǎn)化從而對抗男性脫發(fā)和前列腺增生的藥物或許就會增加機體患抑郁癥的風險，而且這與來自藥物研究的相關報告的結(jié)果一致。

讓研究人員興奮的是，關于個體化學指紋和支撐其基因組變異的相關信息或許能幫助臨床醫(yī)生更加有效地針對個別患者進行治療，后期研究人員還需要進行更深入的研究來更好地繪制不同人群機體的遺傳多樣性，從而理解遺傳突變在特定人群之間的不同以及所產(chǎn)生的臨床效應。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

Praveen Surendran,Isobel D Stewart,Victoria P W Au Yeung, et al. Rare and common genetic determinants of metabolic individuality and their effects on human health, Nature Medicine (2022). DOI: 10.1038/s41591-022-02046-0