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“基因组学告诉你什么可能会发生，而代谢组学则告诉你已经发生了什么”。在2015年基因组学发展轰轰烈烈之际，唐堂独辟蹊径，前瞻性布局了代谢组学。 之前，唐堂一直聚焦基因组学方向。2015年的时候，国内基因组学发展热闹非凡，国内企业多达几百家。一个偶然的机会，唐堂结识了代谢组学专家罗杰教授，通过代谢组学数据结合其它组学进行分析，效果出乎意料的好，这让唐堂确信代谢组学是精准医疗重要方向。 目前，唐堂在2015年8月创立的迈维代谢已经是代谢组学领域的头部企业，建成了近50台质谱的代谢组、蛋白组平台以及基因组协同平台，在中美两地聚集了400多位化学、药学、生物学、医学、计算机科学等不同专业背景的团队成员，服务客户逾2000家。 基因组学之后， 尚未完全释放的潜力蓝海 基因组从基因层面探寻生命活动，并不能完整回答关于人体生命活动的所有问题，还需要经过大分子蛋白、小分子代谢物的共同作用，最终形成生命体的各种活动。 代谢组学对某一生物或细胞中相对分子量小于1500 Da的小分子代谢产物进行定性和定量分析，是“后基因组学”时期新兴的一门学科，是系统生物学的重要组成部分，在生物标志物发现、药物靶点发现、药物反应和疾病机制相关的转化研究中有着重要的作用。 细胞内许多生命活动发生在代谢物层面，如细胞信号释放、能量传递、细胞间通信等都是由代谢物直接或间接参与。代谢组由最接近生物体表型的生物分子组成，通常被称为生物系统的分子表型。 代谢组学通过全面、定量检测生物样本中多种类型小分子化合物，了解在内在和外界因素作用下生物体内源性物质的变化及规律，特别适合于临床上研究机体因受到遗传、生长、生理、环境因素和异物、病源等刺激的影响而产生的变化。 借助于代谢组学技术不仅能够描述疾病发生、发展以及治疗过程中机体代谢机能的状态和变化，为临床疾病的诊断、病理机制的探索、新治疗靶点的发现等提供新的途径和思路，还可以揭示外界干扰因素对机体的影响，为药效评价和疾病病因的筛查提供基础数据。 近年来，随着灵敏度和检测通量的提高，代谢组学研究迈入了新的阶段。虽说代谢组学在临床板块还没有成熟的应用，但已有研究团队通过代谢组学筛到了少量有价值的代谢小分子，用于临床诊断。 例如，通过队列代谢组学研究发现的神经酰胺，在Mayo-Clinic、Quest已经用于心血管疾病的预后评估，中国部分医院正在针对中国人群进行相关探索工作；海外已有企业基于代谢组学筛选出的尿液Biomarker开发出相应的肠癌筛查产品，血液Biomarker开发出相应的糖尿病筛查产品等。 总的来看，代谢组学进展迅速，前景广阔，并且在科研、药物开发、临床检测上的潜力没有完全释放，是继基因组之后，精准医疗领域的新兴蓝海。 已跨越稳定性、复杂性、 大规模数据库等多重障碍 即便潜力巨大，但不可回避的是，代谢组学还处于发展早期，类似于七八年前基因组学的发展状态。 唐堂表示：“做代谢组学，需要跨越代谢物检测的稳定性、复杂性，以及数据库搭建等障碍。” 首先是如何稳定地获得组学数据。基因相对来说是静态的，但代谢物变化很快，样本采集之后，在常温下将发生生化反应，带来了极大的检测稳定性挑战。针对这一问题，迈维代谢提供了样本采集的标准要求，建立了稳定可控的样本前处理体系。 其次是代谢物的复杂性。代谢物种类非常多，有氨基酸、有机酸、脂质、维生素等，不同的代谢物前处理方法不同，分离和检测方法也有差异，在同一台或少数色谱质谱上检测会带来相互干扰，进而影响数据质量。这种情况下就需要一个成规模的质谱平台，适应代谢组不同场景的检测要求。目前，迈维代谢建成了近50台质谱分析平台，满足不同方法学、不同样本的检测需求，同时保证了检测稳定性。 再次是代谢组学数据库的搭建。在保障质量控制且具备一定规模后，需要针对色谱质谱条件，建立匹配的数据库进行鉴定。就像基因组学和蛋白质组学依赖于GenBank和UniProt中的参考序列来注释基因和蛋白质一样，代谢组学也高度依赖参考化合物数据和参考谱图数据来注释代谢物。“但这个过程不能依赖公共数据库，因为公共库信息来源于不同的分离条件、不同的检测平台，其导致的出峰时间差异、碎片离子差异会影响鉴定准确性。”代谢组学本地数据库的开发是代谢组学研究的关键。 搭建大规模代谢组数据库不仅需要大量的资金投入，还需要检测大量不同物种/亚种/疾病类型、不同的组织、器官和细胞等样品，同时对研究者的谱图分析能力、仪器使用能力、算法开发能力、逻辑思维能力均有较高的要求，迈维代谢经过长时间的投入，自主创新开发了29万代谢物数据库，而且在不断增加中。人和动物有数十万种代谢物，植物有一百万种代谢物，还有很大拓展空间。 “并且，要完整探讨生命的答案，需要靠代谢组、基因组、蛋白组的结合。因此我们也建立了基因组协同平台，形成了不同组学的数据库。这时候又会涉及到多组学数据挖掘的挑战。”唐堂补充道。 到现在，迈维代谢已经形成了覆盖高通量代谢组和功能性代谢组检测，以及多组学分析的业务布局。 在科研市场，公司提供创新代谢组技术服务CRO，业务已覆盖国内34个省市自治区的科研院所、医院、工业企业，服务客户逾2000家。 针对临床，迈维代谢聚焦肿瘤早筛“液体活检”代谢试剂盒开发、慢性代谢病预后试剂盒开发。 相比正常细胞，肿瘤细胞的新陈代谢机制发生了很大的变化，生长速度快，而且可以逃逸免疫识别。简单来讲，肿瘤在代谢上有很大的差异，可以利用肿瘤代谢的特点进行早筛、辅助诊断。 迈维代谢的Frist-in-class产品之一肠癌血液代谢组检测，利用广泛靶向代谢组技术筛选出的肠癌极早期诊断标志物，在全国完成了2轮多中心实验验证，特异性0.9时，对进展期腺瘤和一期肠癌的辅助诊断灵敏度分别达0.5和0.8以上。 代谢组学研究全面深入， 机遇期已到 在过去20几年里，代谢组学研究取得了明显的进步，全面深入医药、植物学、环境科学等领域去解决实际问题。 唐堂认为，未来代谢组学的发展趋势主要是三个方向，一是队列或群体样本的处理，通常情况下会遇到数万甚至十万级的队列样本，要研发出更加快速、稳定的仪器及相应的检测方法；二是多组学的联合分析研究，需要通过不同学科与技术的共同进步来促进多组学研究发展；三是新兴技术与交叉组学的发展，分析越来越复杂的同时也越来越追求精细化，分析更少量的细胞甚至单细胞，近年来时空组学的兴起也促生了时空代谢组学、单细胞代谢组学需求越来越多。 可以肯定的是，代谢组学机遇期已到。接下来，迈维代谢将面向医院、药企，提供更丰富的代谢组数据产出服务，同时面向临床，布局肠癌、胃癌、肺癌、心脑血管疾病等重大疾病的生物标志物发现，进而促进疾病诊断和药物研发。 唐堂表示：“迈维代谢的目光并不放在现有的新生儿遗传代谢病筛查、药物浓度监测等传统项目上，未来5年，公司会有一系列的创新项目快速推向市场，为疾病机制研究、精准诊疗提供独特解决方案。” 想要联系动脉网报道的企业，请点击文末左下方“阅读原文”填写表单，我们的工作人员将征求企业意见后，尽快为您服务。
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