智慧引領暴露組學發展攜手共創健康未來

——“組學時代暴露與健康前沿論壇”在大連成功舉辦

8月3日，“組學時代暴露與健康前沿論壇”在大連舉辦。中國科學院大連化學物理研究所（以下簡稱化物所）許國旺研究員、安捷倫全球副總裁中國總經理兼大中華區業務總經理陳亮等10余位專家匯聚于此，為大家帶來豐富的“組學時代”盛宴。分析測試百科網作為論壇支持媒體全程為您報道。

本次論壇由大連化物所和安捷倫共同主辦。聚焦于暴露組學檢測、組學新方法進展、暴露相關健康與疾病研究等前沿話題，邀請到國內外專家學者進行學術交流，線上線下共計800余人次。旨在為代謝組學與暴露組學、環境與公共健康、環境與疾病等領域的專家學者、科研人員、高校師生提供高水平學術交流平臺，促進相關領域的合作、創新與發展。

論壇現場

大會主席中國科學院大連化學物理研究所 許國旺研究員

許國旺研究員表示代謝組學和暴露組學相結合，可以闡明多種暴露和疾病發生的本質。在高分辨質譜的幫助下，大量的代謝物與暴露物可以得到檢測。大連化物所和安捷倫科技合作，本次會議為組學領域研究者帶來了暴露組學相關的前沿進展和最新研究。

安捷倫全球副總裁，中國總經理兼大中華區業務總經理 陳亮致歡迎詞

陳亮表示，本次大會關注暴露組學和健康安全，這兩方面的研究離不開科研儀器和相關技術的發展。安捷倫作為全球領先的高科技公司，為科研提供優質的檢測儀器和解決方案，也將助力組學時代暴露組學和健康的發展。陳亮對化物所和相關研究人員在暴露組學取得的研究成果表示贊揚，感謝在學術會上做報告的各位專家，并祝愿本次大會圓滿成功。

報告人：南京大學 韋斯副教授

報告題目：污染物非靶向篩查技術及其應用

新污染物治理是我國當前重大的國家需求，而新污染物的識別是治理的前提，也是學科發展的重要主題，非靶向篩查技術可以有效解決真實環境中新污染物的識別難題。韋斯副教授提出了新污染物非靶向智能分析的新方法，通過高分辨質譜儀器，對真實環境開展科學研究。利用先進的網絡分析并借助大數據和人工智能技術，構建了基于多模態分子關系網絡的污染物篩查、基于深度學習的譜圖-分子結構生成等新污染物分析技術，實現了真實環境中新污染物的高通量精準識別。目前已經建成全球最大污染物質譜數據庫，包含了超2萬種物質、近百萬張高分辨標準譜圖，并實現了海量化學品虛擬譜圖的智能化生成與結構鑒定。

報告人：中國科學院大連化學物理研究所 胡春秀副研究員

報告題目：非靶向CE-MS代謝組學技術及其應用

代謝組學可以定量研究生命體對于內在基因突變、生理病理變化及外在環境等因素刺激作用下的體內動態多元的代謝物響應，與其他組學相比更加接近于生物表型。胡春秀介紹了非靶向CE-MS代謝組學平臺與GC-MS和LC-MS代謝組學平臺具有較好的信息互補，在極性代謝物檢測方面具有獨特優勢，可以提升代謝組的檢測覆蓋度。提出了基于CE-MS技術對植物葉片中極性代謝組、白酒中高沸點成分、尿中激素類物質分析的方法，并開發了基于穩定同位素標記的CE-MS&LC-MS多平臺代謝組學分析方法。借助以上方法，所在團隊研究了肝癌代謝紊亂的特征和環境內分泌干擾物的毒性；在植物方面，對不同地區煙葉內物質的代謝特征進行了分析研究。

報告人： 中國疾病預防控制中心環境所 唐宋副研究員

報告題目：大氣污染的人體暴露組學與生物標志研究：China BPAE

我國大氣污染形勢依然嚴峻。從2004到2014年，PM_2.5均值大幅增長，雖然現已得到一定緩解，但“大氣污染物暴露、生物標志物、毒理機制與健康危害”這一核心科學問題尚未得到完全解答。暴露組學具有無目標設計、全景式測定、兼顧內外暴露因素、聚焦生命周期關鍵窗口等特點，為研究大氣污染物暴露對人體健康影響提供了新思路。運用暴露組學研究策略，唐宋對在山東省濟南市開展健康老年人群的定群研究方案和前期結果進行了詳細的介紹。該研究開展基于個體水平的外暴露與內暴露評估，檢測并篩查表觀遺傳、轉錄、蛋白、代謝等生物標志物，詮釋對關鍵分子信號路徑的擾動特征，建立“空氣污染物-外暴露-內暴露-效應標志物-健康危害”的全鏈條證據。研究發現將有助于揭示空氣污染物暴露誘發老年人群機體應答、機體損傷與相關疾病的聯系及其潛在分子機理，識別高靈敏度和高特異性的暴露與效應生物標志物，為預防措施和干預靶點提供借鑒和科學依據。

報告人：清華大學 胡澤平研究員

報告題目：代謝組學在藥物靶點發現中的應用

代謝組學已經成為生物研究中不可或缺的一環。代謝組學可以應用于基礎生物學、藥物研發、轉化醫學和精準醫學等領域。胡澤平研究組在組學技術、代謝機制和治療靶點三個方面進行研究。胡澤平發現在肺腺癌的發生和發展中，伴隨代謝的進化和重塑。借助代謝組學分析，發現了可以用于肺腺癌早期診斷的生物標志物；并發現代謝分析可以用于浸潤性肺腺癌的分子分型，其中S-III亞型伴隨膽汁酸代謝的異常，而干預該代謝有望控制肺腺癌轉移。除此之外，胡澤平團隊通過對寨卡病毒感染后導致的腦組織進行代謝組學、轉錄組學、蛋白質組學和磷酸化組學等多組學分析，發現病毒感染導致NAD+代謝異常，而干預該異常通路，有望成為治療“小頭癥”的新策略。

報告人： 中國科學院大連化學物理研究所/大連醫科大學附屬第一醫院 寧振博士

報告題目：USP22促進肝細胞癌脂質合成及腫瘤生長的機制研究

泛素特異性蛋白酶22（USP22）是哺乳動物中一種高度保守的去泛素化酶，可以通過多種途徑促進腫瘤的發生與發展。2020年全球范圍內肝癌發病率居第六位，死亡居第三位，而中國在2020年因肝癌新發病例已超過41萬人，死亡39萬人。寧振博士通過非靶向代謝組學、脂肪酸靶向分析、同位素代謝流分析、轉錄組及蛋白質組分析，證實了USP22通過去泛素化并穩定PPARγ的蛋白表達促進肝癌的細胞脂質合成及腫瘤生長。本研究發現并完善了HCC中脂肪酸從頭合成關鍵酶ACLY及ACC的轉錄調控機制，為靶向脂質合成的HCC治療模式提供了新的思路，鑒于USP22在促進腫瘤發生上的關鍵作用及其在癌細胞中的異常表達，其有望成為HCC的潛在治療靶點。

報告人：University of California Davis, West Coast Metabolomics Center，Oliver Fiehn教授

報告題目：Towards standardized metabolomics: A Metabolome Atlas of the Aging Mouse Brain

代謝組相關計算并不容易。有特定生物學功能的代謝物就有1000多種，內源性信號通路也涉及超過1000種代謝物和5000余種脂質，然而這還只是1萬億微生物中的一隅。復雜的通路由復數的節點控制，以保證生物體功能正常運作，蛋白質只是其中一項。Oliver Fiehn教授形容這些代謝網絡就像是“云圖”。在老鼠大腦內發現鑒定出1547種化合物，Oliver Fiehn教授團隊建立這些化合物的“Atlas”。老鼠腦部區域代謝正交簇顯示，低代謝水平控制顯示出差異性，尤其在老化的老鼠腦部。除此之外，老化的老鼠腦部的水解酶和脂質酶的活性較高，復雜的通路糖蛋白“Atlas”顯示PK/PDH活性也發生了改變。

報告人：中國科學院大連化學物理研究所 劉心昱副研究員

報告題目：基于質譜技術的暴露組學方法學研究及應用

人體暴露于環境污染物，其基因組、轉錄組、蛋白組都可能發生改變。暴露組學概念的提出促進了以組學為手段的暴露/疾病標志物的研究。目前代謝組與暴露組大約由100萬個物質，其富集、提取和分析成為新時代暴露組學研究的挑戰。劉心昱所在團隊發展了基于2D-LCMS的高覆蓋非靶向篩查方法，一次分析可篩查1205種常見的農獸藥化學污染物，通過知識導向的靶向GC-MS/MS篩查方法，可以對電子垃圾暴露污染物進行定量篩查。除此之外，基于LC-MS/MS的農獸藥化學污染檢測覆蓋了有機磷殺蟲劑、新煙堿類殺蟲劑、除草劑、殺菌劑等污染物的精準定量。

報告人：復旦大學 方明亮教授

報告題目：暴露組學數據庫以及高通量分析平臺開發

方明亮教授認為暴露組學目前面臨的挑戰包括巨量的化合物基礎、污染物在體內復雜的轉化、污染物的濃度很低、低濃度污染物存在混合效應、復雜的高維度數據分析困難。針對這些問題，課題組主要集中暴露組學的靶向、擬靶向以及非靶向分析，開發無標品、高覆蓋、高通量、自動化、低成本的暴露組學平臺。方明亮團隊從建立人類暴露組及代謝物數據庫入手，對暴露組化合物暴露風險、毒性進行分級區分，建立了多種數據平臺，可以對生物轉化以及生物標志物進行模擬預測。近期與北京大學王斌老師共同開發了暴露組學綜合分析平臺ExposomeX，預計9月份發布。

報告人：香港浸會大學 蔡宗葦教授

報告題目：Dioxin food exposure and mass spectrometry-based toxicological study

二噁英是一系列化合物，由人類或者自然過程中生成，從最小的微生物不斷積累，最后被人類攝入造成中毒。不但會引起癌癥，還會對人體神經系統、腎臟系統造成傷害。歐洲對食品中二噁英含量由嚴格的限制標準。蔡宗葦教授對香港近幾年食品中二噁英的調查，從而知曉了香港居民從食物中攝取二噁英的情況。在二噁英毒性研究中，蔡宗葦團隊對215名成年男性進行測試，通過代謝組學和脂質組學的方法發現二噁英會引起心血管、肝臟等代謝物、脂質的變化。

報告人：北京大學 王斌研究員

報告題目：暴露組學常用統計分析法及多組學數據整合展望

暴露組學可以應用在篩選環境危險因素和評估疾病負擔、預測孕周、挖掘中介因素等領域。目前暴露組學還是相對小眾的研究方向，全球相關發表文章僅1400余篇，引用次數不到2萬次。暴露組學在現階段的學術門檻較高，尤其在規范數據分析方面有待優化。王斌介紹了暴露組學常用數據分析流程，涉及到研究設計、數據收集、數據清理、探索分析、模型建立、結果解釋等過程，逐一詳解了每個步驟需要注意的重點問題和科研中可能忽略的重要信息，并對暴露組學實驗研究提出建議。未來擬發布ExposomeX數據分析平臺，規范相關數據分析方法，降低暴露組學研究開展的門檻。

報告人：安捷倫科技 冉小蓉博士

報告題目：代謝組學結合細胞分析用于暴露與健康研究

暴露組分析本身十分復雜，要想進一步探究暴露對健康的影響更加挑戰。。安捷倫提供代謝組學、代謝流與細胞分析的整合方案應對暴露與健康研究的挑戰。為幫助代謝組學更好的用于暴露與健康研究，首先需要高覆蓋、高靈敏、高精度代謝組定性、定量分析方法，冉小蓉介紹了安捷倫從非靶向代謝組學、靶向代謝組學到擬靶向代謝組學分析方法在這幾個維度的最新進展。此外，為了揭示暴露對健康影響的機制，需要基于代謝組學的研究結果開展拓展研究，需要利用代謝流研究風險因子擾動的代謝通路的動態活動，同時需要結合分子生物學分析提供正交驗證。安捷倫VistaFlux代謝流分析以及Seahorse XF、Cytation、實時無標記細胞分析儀RTCA等細胞分析平臺，為代謝組學的拓展研究提供前沿解決方案基于冉小蓉博士還分享了代謝組學、代謝流及細胞分析的整合方案在暴露與健康研究的實際案例，并希望未來可以攜手科學家實驗室一起，基于科研的新需求，合作開發創新方案，更好的幫助暴露與健康的深度研究。

在報告間隙，現場專家們就當今暴露組學的熱點問題，如“代謝組學的未來和挑戰”、“如何建立暴露物與疾病的因果聯系？實驗設計上有什么建議？”、“暴露組學的多因素數據處理如何來做？”、“關于數據分析中內暴露與外暴露或是組合的選擇”、“代謝組學的特征標志物優先關注”、“暴露組學跟宏觀空間大數據結合，開展大規模精細化的暴露與健康研究”、“組學拓展研究方案如何更好幫助暴露于健康研究”等問題與現場的老師們進行了互動。

大會合影