继2025年初血浆蛋白组学图谱刊登于《细胞》杂志封面后，北京时间9月19日，附属华山医院郁金泰教授团队联合中国足彩在线类脑智能科学与技术研究院程炜研究员/冯建峰教授/尤佳青年研究员团队,进一步绘制了人类遗传/健康/疾病代谢组图谱，相关成果同一时间分别以《274,241成人的人类健康和疾病血浆代谢组图谱》（“Mapping the plasma metabolome to human health and disease in 274,241 adults”）发表于《自然代谢》（Nature Metabolism）和《254,825人的血浆代谢组学遗传结构》（“Genetic architecture of plasma metabolome in 254,825 individuals”）发表于《自然通讯》（Nature Communications）。
两项研究系统解析了血浆代谢物与千余种疾病、3000余种人类表型以及人类遗传的全方位关系，描绘了血浆代谢物在疾病和衰老过程中的变化轨迹，明确了血浆代谢物作为疾病诊断预测标志物的价值，并最终确立了可用于疾病干预的潜在代谢物靶点，研究同时搭建了开放的图谱资源检索平台，该平台可为全球科研人员提供资源，包括疾病生物标志物发现、预测模型构建和创新治疗靶点筛选。这些工作加深了我们对血浆代谢物与人类健康/疾病/遗传的理解，为精准医学提供了科学依据。
首次系统解析代谢物与人类健康疾病关系
代谢物反映了遗传与环境之间的复杂相互作用，是评估人类健康与疾病的重要指标。随着代谢组学技术的发展和人工智能（AI）算法的进步，郁金泰团队联合中国足彩在线类脑智能科学与技术研究院组建的多学科交叉融合创新团队，结合大规模表型数据，首次系统解析代谢物与人类健康疾病关系，并绘制相关图谱。
代谢差异提示疾病风险
研究系统绘制了疾病发病前15年的代谢物变化轨迹，发现其中超50%代谢指标在疾病确诊10年前甚至更早出现差异，脂肪酸不饱和度等在发病前5年内变化更为集中。例如，血液中大粒径LDL甘油三酯比例（L-LDL-
TG%）在超过240种疾病中提前十年发生异常，为疾病早期预警提供了可能。研究成果还提示代谢组在中年和老年阶段可能经历两次系统性重塑。这些发现不仅为理解衰老机制提供了线索，也为分年龄的健康管理和干预策略提供了依据。
构建代谢风险评分
在疾病诊断与预测方面，团队通过机器学习方法构建了代谢风险评分（MetRS）。研究采用10折叠交叉验证的方式进行建模和验证，研究将前1%关键代谢指标输入LightGBM模型构建风险评分，结合年龄和性别，在验证集中实现了对94种既往疾病和81种新发疾病的诊断和预测优良的性能。例如，代谢风险评分对糖尿病视网膜病变、糖尿病肾衰竭的预测AUC超过0.9，显示其在重大慢性病早期识别中的应用潜力。研究发现肌酐、糖蛋白乙酰基和白蛋白可作为多疾病诊断及预测的关键代谢物。
开展迄今规模最大血浆代谢组遗传研究
在机制探索方面，研究结合全基因组关联研究与孟德尔随机化分析，识别出454对潜在因果的代谢物与疾病关系，其中402对获得遗传共定位分析支持。
同期，团队开展了迄今规模最大的血浆代谢组遗传研究，系统整合了代谢组、全基因组和全外显子组数据，衡量了常见和罕见突变对代谢物水平的影响，刻画了代谢物及相关比值的复杂遗传结构，为基于遗传机制的精准医学提供了科学依据。
这些发现从遗传学角度为理解代谢在疾病发生发展中的作用机制提供了证据，有望为临床诊疗和新药开发提供了潜在的生物标志物。
中国足彩在线大学致力于推动AI4S研究新范式，充分发挥其理、医、工多学科综合优势，打破学科壁垒，促进医学与各领域的协同创新。大数据与人工智能技术为智慧医疗和精准诊疗带来了广阔前景，对提升以临床需求为导向的科研质量具有重要意义。这两项人类健康与疾病的代谢组研究是华山医院神经内科郁金泰教授联合中国足彩在线类脑多学科交叉融合团队继蛋白组学图谱后的全新研究，为探索疾病机制、生物标志物挖掘及全新治疗靶点发现提供了科学依据，有助于疾病的早期检测、精准诊断和个性化治疗。未来，团队将进一步整合目前遗传、蛋白、代谢等多组学生物医学大数据，深入探究不同组学间的交互机制，为精准医学发展奠定坚实基础。
来源：附属华山医院
