项目简介
非靶向代谢组采用LC-MS/MS技术，无偏的检测细胞，组织，器官或生物体内受刺激、扰动前后小分子代谢物（大多为1000Da以内的内源小分子化合物）的动态变化，结合生信分析筛选差异代谢物，对代谢物进行通路富集分析，可揭示其变化的生理机制，是后基因组学功能研究利器。
技术原理
非靶向代谢组技术需对每个样本分别进行代谢物提取，纯化，QC样本制备，色谱分离，质谱检测；
该技术采用高效液相色谱作为分离系统，以高分辨率质谱为检测系统的串联质谱进行代谢物检测，更适用于挥发及热稳定性差代谢物鉴定，灵敏度高，分析范围广，重复性好。
质谱检测基于被测物质荷比（m/z）进行。代谢物在离子源转换成气相离子进行一级质谱扫描，特定离子进入碰撞室二级碎裂形成子离子，进行二级质谱扫描，基于数据依赖采集方式，获取一级谱图和二级谱图。
分别使用一级谱图和二级谱图与in-house标准品数据库匹配进行一级代谢物和二级代谢物鉴定和定量分析。
技术原理示意图
技术路线
技术优势
高通量：一次性尽可能检测样本中所有代谢物。
高保真：样本前处理少，保留样本最原始信息。
低成本：前期实验少，一次进样分析，成本较低。
应用广：疾病早筛和预后biomarker，疾病代谢机理研究，食品研发，微生物工程，药物疗效及安全评估，新药靶标开发，网络药理学，植物农业等。
样本要求
1.样本类型及样本量：
细胞>10^6个
血浆、尿液等体液>100ul
粪便>100mg
动物组织>50mg
植物组织>100mg
生物学重复数：
一般项目：>6个生物重复 ；临床项目：>10个生物重复
2.样本保存及运输：样品无污染，采集后速冻（-80℃或者液氮），标识清楚，干冰运输
分析内容
我司非靶向代谢组学提供系统、完善的生物信息分析：
数据质控：CNS主流生信分析软件，XCMS进行原始数据处理和质控。
代谢物鉴定：丰富的功能数据库注释，HMDB，KEGG等数据库对代谢物进行鉴定和注释。
代谢物定量：全面的定量分析，包括主成分分析（PCA）、生物重复性分析、相关性分析等。
差异代谢物筛选：严格的筛选阈值和算法，包括偏最小二乘判别分析（PLS-DA）、正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）等。采用Fold Change，P value和VIP值三重阈值标准鉴定差异代谢物。
差异代谢物功能富集分析：完善的差异功能分析，HMDB，KEGG等数据库对差异代谢物进行注释和富集分析。
交互式报告：动态交互可视化火山图、PCA图、Pathway图等。
其他个性化分析。
分析结果示例
PCA图及PCA散点负载图
差异代谢物火山图及热图
差异代谢物KEGG代谢通路注释
其余结果图示例
典型案例
案例1 欧洲阿兹海默人群队列研究揭示血浆中的原发性脂肪酰胺与脑淀粉样蛋白负荷、海马体积和记忆有关
研究对认知健康个体（n = 242），轻度认知障碍个体（n = 236），阿兹海默患者（n = 115）的593份血浆样品中的883种代谢物进行了检测和分析，发现了8种代谢物与脑脊液（CSF）中淀粉样蛋白β相关，1种代谢物与CSF中t-tau蛋白相关，分别为伯脂肪酸酰胺（PFAM），脂因子和氨基酸。其中PFAM，谷氨酸盐和天冬氨酸与海马体积和记忆亦有关。为阿尔茨海默病生物标志物为发现外围性疾病小分子生物标志物提供理论依据。
9个选定代谢物的AUC曲线
检测出来与已知AD标志物相关的代谢物
案例2 血浆代谢组学揭示对慢性血栓栓塞性肺动脉高压（CTEPH）的治疗反应
对患有慢性血栓栓塞性肺动脉高压患者（CTEPH）与健康对照（HC）和疾病对照（DC）分组进行代谢组学检测，定义并验证了CTEPH血浆代谢谱和代谢产物改变特征。利用接受者操作特征分析（ROC分析）确认了12种代谢物可作为区分CTEPH患者和HC的biomarker（曲线下面积（AUC）0.64–0.94，所有p <2×10 -5）和HC（AUC 0.58–0.77，所有p <0.05），并观察到许多代谢变化与特发性肺动脉高压（IPAH）所观察到的显着相似。而检测的代谢谱中只有5种代谢物（5-甲基硫代腺苷，N1-甲基腺苷，N1-甲基肌苷，7-甲基鸟嘌呤，N-甲酰基甲硫氨酸）可将CTEPH与IPAH区分。仅1种特定的代谢谱，可将CTEPH与HC、DC区分。结论暗示血浆代谢物梯度变化和与肺动脉高压相关的代谢物的心肺组织代谢物以及对PEA手术有反应的代谢物可能是评估未来靶向治疗干预措施的合适无创标记物。
区分慢性血栓栓塞性肺动脉高压（CTEPH）患者与健康对照（HC）和疾病对照（DC）的差异代谢物热图
关键代谢物的ROC图及曲线下面积
参考文献：
[1]Roberts LD, Souza AL, Gerszten RE, Clish CB. Targeted metabolomics. Curr Protoc Mol Biol. 2012;Chapter 30:Unit30.2-30.2.24. doi:10.1002/0471142727.mb3002s98.
[2]Swietlik EM, Ghataorhe P, Zalewska KI, et al. Plasma metabolomics exhibit response to therapy in chronic thromboembolic pulmonary hypertension. Eur Respir J. 2021;57(4):2003201. Published 2021 Apr 1. doi:10.1183/13993003.03201-2020.
