代謝組學(xué)(metabolomics)是對細(xì)胞、生物流體、組織或生物體內(nèi)的小分子(通常稱為代謝物，metabolites)的大規(guī)模研究。這些小分子及其在生物系統(tǒng)中的相互作用統(tǒng)稱為代謝組。能夠?qū)ι飿颖局械拇x物進(jìn)行全面分析的一項新興技術(shù)，被定義為代謝組學(xué)技術(shù)。

　　代謝組學(xué)分析方案包括：

　　氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS):常用于水溶性代謝物(需要衍生化)、部分脂類和有機酸的靶向分析。

　　液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS): 非靶向代謝組學(xué)，靶向代謝組學(xué)，非靶向脂質(zhì)組學(xué)，靶向脂質(zhì)組學(xué)。常用于氨基酸、糖類、醇類、有機酸、胺類、TCA循環(huán)中間體等水溶性小分子以及脂質(zhì)大分子的靶向和非靶向分析。

　　核磁共振法 (NMR Spectroscopy): 常用于簡單樣品或純化樣品的的物質(zhì)鑒定和分析。

　　*除血液，血清等易處理樣品外，來自細(xì)胞、組織或細(xì)菌等樣品均可進(jìn)行代謝組學(xué)分析。

　　代謝組學(xué)加速創(chuàng)新藥研發(fā)靶點發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)

　　近年來創(chuàng)新藥物研究開發(fā)效率呈下降趨勢，究其根本，錯誤的分子、錯誤的靶點、錯誤的結(jié)果和錯誤的患者篩選標(biāo)準(zhǔn)可能是導(dǎo)致創(chuàng)新藥物研究失敗的重要原因。

　　代謝組學(xué)從整體上同時分析疾病發(fā)生的多個靶標(biāo)， 全面闡明藥物作用機制， 結(jié)合結(jié)構(gòu)生物學(xué)、計算生物學(xué)等多學(xué)科的發(fā)展，在高通量藥物篩選、生物數(shù)學(xué)建模等技術(shù)的推動下，可加速藥物發(fā)現(xiàn)的進(jìn)程， 并可用能表征藥物整體療效的生物標(biāo)志物來檢測藥物的療效和安全性，建立個性化用藥方案。

　　由于代謝組學(xué)可以指導(dǎo)候選藥物早期臨床試驗，降低新藥研發(fā)失敗的風(fēng)險，其在藥品生命周期中的重要作用已引起業(yè)內(nèi)普遍關(guān)注。

　　代謝組學(xué)可以用于發(fā)現(xiàn)新的天然產(chǎn)物和藥物開發(fā)

　　天然產(chǎn)物被定義為由生物體產(chǎn)生的化學(xué)化合物或物質(zhì)，即代謝物，由于其結(jié)構(gòu)多樣性和生物活性， 在藥物發(fā)現(xiàn)中提供了傳統(tǒng)的先導(dǎo)分子來源。

　　天然產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)側(cè)重于識別個體的、具有生物活性的代謝物，而代謝組學(xué)則試圖從代謝混合物的復(fù)雜數(shù)據(jù)集中提取有用信息。天然產(chǎn)物分析和代謝組學(xué)使用相同的分析技術(shù)，并有代謝產(chǎn)物鑒定作為共同的目標(biāo)。

　　因此代謝組學(xué)可以被視為一種分析復(fù)雜代謝物混合物的整體方法，致力于對生物樣品代謝物混合物中的已知和新化合物進(jìn)行無偏向、高通量分析。

　　代謝組學(xué)在藥物安全性評價中新應(yīng)用

　　原研藥物失敗的關(guān)鍵因素之一就是藥物存在無法接受的毒性，如下表中列舉的幾種藥物， 就是因為服用后會導(dǎo)致肝損傷而沒有被 FDA 批準(zhǔn)上市的藥品。其中對 ximelagalran 進(jìn)行代謝組研究后發(fā)現(xiàn) 3-hydroxybutyrate、pyruvic acid、L-glutamine等代謝物在服藥后的人血漿含量顯著增多。

　　這表明代謝組較高的靈敏度和特異性為新藥安全性評價帶來了希望，在研發(fā)過程中引入代謝組學(xué)技術(shù)將會推進(jìn)新藥研發(fā)的進(jìn)程。

　　代謝組安全性生物標(biāo)志物的顯著優(yōu)勢

　　代謝組安全性生物標(biāo)志物有助于在篩選原研藥物早期發(fā)現(xiàn)安全性問題，提高藥物研發(fā)效率并減少投資風(fēng)險。

　　1、可早期發(fā)現(xiàn)損傷;

　　2、可反映毒性程度;

　　3、存在于包括人在內(nèi)的多個種屬;

　　4、在臨床前研究和臨床研究中具有相似的可靠性;

　　5、易于在體液/ 組織中獲取;

　　6、候選藥物毒性劑量改變與這些生物標(biāo)志物的升高和靶器官組織病理學(xué)改變同步。

　　綜上所述，監(jiān)測研發(fā)藥物在臨床試驗或非臨床試驗中的安全性是代謝組安全性生物標(biāo)志物的重要用途之一。

　　代謝組學(xué)驅(qū)動中藥新藥研發(fā)

　　代謝組學(xué)在方法學(xué)上具有融整體、動態(tài)、綜合、分析于一體的特點，符合中醫(yī)的整體觀。代謝組學(xué)以其整體而系統(tǒng)的研究觀點有可能會成為中藥新藥研究的橋梁，也是中醫(yī)藥現(xiàn)代化研究的切入點，越來越多的研究者將代謝組學(xué)應(yīng)用于中藥新藥研究中。

　　代謝組學(xué)的快速發(fā)展將為中藥及復(fù)方研究注入新的活力，開啟中藥走向世界的大門。

　　代謝生物標(biāo)志物伴隨診斷應(yīng)用

　　近年來伴隨診斷展現(xiàn)出廣闊的前景，其本質(zhì)即個體化用藥，需要充分考慮每個病人個體特征，如遺傳、性別、年齡、人種等綜合情況，制定安全、合理、有效、經(jīng)濟(jì)的藥物治療方案，避免只見森林不見樹的診療方式。

　　代謝組學(xué)是接近表型的組學(xué)，可以細(xì)致描繪人體復(fù)雜的代謝輪廓，提供對疾病表型的更加詳實的描述，并以此為依據(jù)，預(yù)測和評估不同個體對藥物的反應(yīng)能力，從而選擇合適的藥物和給藥劑量， 根據(jù)特異性的代謝亞型來分析病人的病程、易感程度并制定合適的治療方案，極大地促進(jìn)了個體化治療目標(biāo)的實現(xiàn)。

　　產(chǎn)品管線

　　公司服務(wù)項目囊括非靶向代謝組學(xué)、靶向代謝組學(xué)、全靶、空間及單細(xì)胞代謝組學(xué)，應(yīng)用領(lǐng)域包括腫瘤、心血管疾病、代謝類疾病、腸道微生態(tài)和環(huán)境等相關(guān)領(lǐng)域的研究。

　　代謝產(chǎn)物鑒定(Metabolite Identifification, MetID)在新藥研發(fā)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。

　　在先導(dǎo)化合物優(yōu)化(Lead Optimization)階段，代謝產(chǎn)物鑒定可以幫助定位代謝軟點(Soft Spots)，以便藥物化學(xué)家進(jìn)行針對性結(jié)構(gòu)修飾改造，從而改進(jìn)藥代動力學(xué)性質(zhì)。根據(jù)NMPA與FDA指導(dǎo)原則，體外代謝產(chǎn)物鑒定與比較是IND申報(IND-Enabling)階段實驗動物種屬選擇的重要依據(jù)。此外，反應(yīng)性代謝產(chǎn)物 (Reactive Metabolite)可與體內(nèi)生物大分子發(fā)生共價結(jié)合，導(dǎo)致毒性反應(yīng)。因此，盡早以(GSH Trapping)等方式進(jìn)行反應(yīng)性代謝產(chǎn)物篩查，有助于降低后期開發(fā)風(fēng)險。

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