摘要：每個人都有自己的化學指紋。血液中脂肪或糖等小分子的組成決定了我們的身體對外界影響的反應，決定了我們容易感染哪些疾病以及疾病的嚴重程度。
在與劍橋大學(英國)的合作伙伴進行的一項國際合作中，柏林衛生研究所(Charité) (BIH)的科學家們已經在基因組中發現了300多個區域，這些區域與這種個體化學指紋有關。他們的研究結果發表在自然醫學．
圖1 在基因組中發現了300多個區域與個體化學指紋有關（圖源：[1]）
我們的身體持續地處理成千上萬的小分子來維持我們的新陳代謝，從而維持我們的健康。即使是很小的變化也會導致疾病，新陳代謝和人一樣因人而異。波黑大學的科學家們現在已經發現了影響個人化學指紋和個人疾病概況的遺傳密碼中罕見和常見的變化。計算醫學系主任Claudia Langenberg教授說:“通過我們的研究，我們終于闡明了基于成百上千個小代謝物對新陳代謝的遺傳控制，這是從未被如此詳細地展示過的。這意味著我們現在更好地理解了基因差異如何以及為什么會導致疾病的發展。"
2萬名參與者的血液樣本
為了調查基因組的影響，科學家們在兩項大型人群研究中，從約2萬名參與者的血液樣本中測量了糖、脂肪或激素等小分子的數量。他們在基因組中確定了與許多(通常非常不同的)代謝物相關的區域。克勞迪婭·蘭根伯格教授解釋說:“基因組中的這些代謝‘熱點’幫助我們更好地了解哪些基因與血液中分子數量的變化有關。"她補充說:“有了這些新發現，我們就能夠展示新陳代謝的哪些變化導致了個別疾病的發展，比如乳腺癌。"
圖2 已建立的代謝途徑圖（圖源：[1]）
代謝也決定了藥物的效果
結果表明，新陳代謝不僅有助于維持健康或允許疾病發展，而且在很大程度上決定了藥物的有效性或有時有害的作用。例如，科學家們在大約五分之一的研究參與者身上發現了接近DPYD基因的遺傳密碼的共同變異。DPYD編碼一種叫做酶的物質，它負責分解某些抗癌藥物，攜帶這些基因變異的人在血液中積累毒性水平的風險更高。這意味著基因檢測可以調整治療決策。“基因附近的變異也是藥物的目標，這可以為我們提供可能的副作用的線索。例如，我們能夠證明，減少體內類固醇激素的轉化，從而抵消男性脫發和前列腺腫大的藥物可能會增加抑郁癥的風險，這與藥物研究報告一致，"她解釋說。
科學家們還發現了許多代謝物對各種疾病影響的例子，包括血液中同型精氨酸濃度的增加會增加慢性腎衰竭的風險。這是相關的，因為目前正試驗使用同型精氨酸預防心血管疾病。因此，對于這些人，應特別注意維持腎功能。
圖3 圓形圖演繹了與代謝物的區域關聯的基因組位置（圖源：[1]）
國際合作使研究成為可能
這項研究是波黑科學家和來自世界各地的同事，特別是來自劍橋大學醫學研究委員會(MRC)流行病學部門的同事多年合作的結果。許多專家一起工作，以更好地理解和確定結果的生物學相關性和因果基因，包括來自卡塔爾慕尼黑亥姆霍茲中心(Helmholtz Centre)和制藥公司輝瑞(Pfizer)。
克勞迪婭·蘭根伯格已經在領導一項新的倡議。“我們需要更大規模的研究，更好地繪制不同人群的遺傳多樣性，以了解特定人群之間不同的遺傳變異的生物學和臨床影響。"
參考資料：
[1] Rare and common genetic determinants of metabolic individuality and their effects on human health
