英國科學(xué)家Archibald Edward Garrod提出的“化學(xué)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(xué)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(xué)瑪麗皇后學(xué)院等機(jī)構(gòu)的科學(xué)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(jìn)一個人的“化學(xué)指紋”（chemical fingerprint）。

每個人都有一個“化學(xué)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(jī)體的基因和外部因素所決定的，常常會促進(jìn)個體易于患哪種疾病，以及個體所患疾病的嚴(yán)重性。這項研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)了會影響機(jī)體代謝個性的遺傳密碼的罕見和常見改變，以及其對機(jī)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(jī)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(jìn)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(guān)，其中大多數(shù)區(qū)域都與幾種代謝產(chǎn)物相關(guān)，反之亦然。至關(guān)重要的是，本文研究還能促進(jìn)科學(xué)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(guān)，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(jìn)諸如乳腺癌等人類疾病的發(fā)生。

識別出控制機(jī)體代謝個性和疾病發(fā)生風(fēng)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(jī)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(jī)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(fù)責(zé)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(jī)體積累這些藥物水平升高的風(fēng)險會增加，從而就會產(chǎn)生更為嚴(yán)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(guān)于可能產(chǎn)生的不必要副作用的相關(guān)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(jī)體患抑郁癥的風(fēng)險，而且這與來自藥物研究的相關(guān)報告的結(jié)果一致。

讓研究人員興奮的是，關(guān)于個體化學(xué)指紋和支撐其基因組變異的相關(guān)信息或許能幫助臨床醫(yī)生更加有效地針對個別患者進(jìn)行治療，后期研究人員還需要進(jìn)行更深入的研究來更好地繪制不同人群機(jī)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(yīng)。（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