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多 組 學(xué) 聯(lián) 合 分 析 多組學(xué)聯(lián)合分析通過整合不同層面的生物分子數(shù)據(jù)（如基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、代謝組等），旨在系統(tǒng)性地解析復(fù)雜的生命過程。 如 何 選 擇 科學(xué)問題驅(qū)動(dòng)：首先要明確想解決的核心生物學(xué)問題。這直接決定了你需要獲取哪些組學(xué)數(shù)據(jù)，以及選擇何種整合策略。 樣本可用性與質(zhì)量：某些組學(xué)技術(shù)對(duì)樣本量、質(zhì)量有特定要求。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要確保有足夠的、高質(zhì)量的樣本用于所有計(jì)劃的組學(xué)檢測(cè)。 預(yù)算與技術(shù)支持：多組學(xué)研究成本較高，需合理規(guī)劃預(yù)算。同時(shí)，考慮自身或合作團(tuán)隊(duì)的數(shù)據(jù)分析能力，必要時(shí)可尋求生物信息學(xué)專家的幫助。
多組學(xué)聯(lián)合分析建議
明確科學(xué)問題：切忌盲目追求“大而全”的多組學(xué)。從一個(gè)清晰的科學(xué)假設(shè)出發(fā)，選擇最能回答該問題的組學(xué)組合。 精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：良好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是成功的一半。確保有足夠的生物學(xué)重復(fù)，并嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件，以減少不必要的批次效應(yīng)。 尋求合作：多組學(xué)研究通常需要跨學(xué)科合作。主動(dòng)與生物信息學(xué)家、統(tǒng)計(jì)學(xué)家以及其他領(lǐng)域的專家合作，能極大提高研究效率和深度。 利用公共資源：善于學(xué)習(xí)利用已有的公共數(shù)據(jù)庫（如TCGA、GEO、MetaboLights等）進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和驗(yàn)證，可以補(bǔ)充自己的研究，甚至獲得新的發(fā)現(xiàn)。 關(guān)注技術(shù)發(fā)展：多組學(xué)領(lǐng)域發(fā)展迅速，新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和計(jì)算方法不斷涌現(xiàn)。保持關(guān)注和學(xué)習(xí)，將最新的工具應(yīng)用于你的研究。 重中之重！多看文獻(xiàn)案例：多組學(xué)聯(lián)合分析讓我們能更全面、系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)生物過程的復(fù)雜性。對(duì)于多組學(xué)研究來說，除了了解聯(lián)合分析相關(guān)行業(yè)動(dòng)態(tài)，其中的課題設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)執(zhí)行、數(shù)據(jù)分析和論文撰都可以在前人文章中學(xué)習(xí)。 熱 門 案 例 基于代謝組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的多組學(xué)整合揭示膿毒癥相關(guān)急性腎損傷的早期代謝物變化 研究背景： 膿毒癥相關(guān)急性腎損傷（SA-AKI）是膿毒癥患者常見的并發(fā)癥，死亡率高達(dá) 41%。因此，早期識(shí)別SA-AKI對(duì)于實(shí)施支持性治療和預(yù)防進(jìn)一步損害至關(guān)重要。研究旨在識(shí)別和驗(yàn)證SA-AKI的代謝物生物標(biāo)志物，以輔助早期臨床診斷。 實(shí)驗(yàn)方法： ①動(dòng)物實(shí)驗(yàn)：將 28 只雄性 C57BL/6 小鼠分為兩組，一組注射脂多糖（LPS，10mg/kg，i.p.）構(gòu)建膿毒癥小鼠模型，通過測(cè)量腎小球?yàn)V過率（GFR）、血尿素氮（BUN）和肌酐水平區(qū)分膿毒癥和 SA-AKI 小鼠；另一組小鼠注射 LPS 后，在 0h、8h、24h 三個(gè)時(shí)間點(diǎn)處死，獲取血清樣本 。 ②臨床研究：回顧性納入哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科 56 例患者（28 例 SA-AKI 患者和 28 例膿毒癥患者），收集外周靜脈血樣本。 ③組學(xué)分析：對(duì)小鼠腎組織進(jìn)行非靶向代謝組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)分析；對(duì)小鼠血清進(jìn)行代謝組學(xué)分析；對(duì)臨床患者血清進(jìn)行靶向定量代謝組學(xué)分析。 ④數(shù)據(jù)分析：差異分析篩選差異代謝物和蛋白質(zhì)；Spearman 相關(guān)性分析構(gòu)建多組學(xué)網(wǎng)絡(luò)；使用多種機(jī)器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建診斷模型，通過受試者工作特征曲線（ROC）評(píng)估模型性能。 研究結(jié)果： 代謝組學(xué)變化：SA-AKI 小鼠與膿毒癥小鼠相比，血漿 BUN 和肌酐顯著升高，GFR 顯著降低。鑒定出 13 種差異腎代謝物，主要參與不飽和脂肪酸生物合成、亞油酸代謝等途徑。 蛋白質(zhì)組學(xué)與多組學(xué)網(wǎng)絡(luò)：發(fā)現(xiàn) 112 種與腎功能相關(guān)的差異腎蛋白質(zhì)，主要參與炎癥和細(xì)胞死亡相關(guān)通路。確定 5 種核心代謝物（3 - 羥基丁酸、3 - 羥甲基戊二酸、肌酸、肉豆蔻酸、肌苷），構(gòu)建多組學(xué)網(wǎng)絡(luò)揭示它們與蛋白質(zhì)和腎功能指標(biāo)的關(guān)聯(lián)。 核心代謝物時(shí)間序列變化：SA-AKI 小鼠血清中，3 - 羥甲基戊二酸、3 - 羥基丁酸和肌酸在 0-24h 顯著增加，肉豆蔻酸在 8h 增加，肌苷在 8h 下降。3 - 羥基丁酸、肌酸和 3 - 羥甲基戊二酸與 BUN 呈正相關(guān)。 IC3 模型構(gòu)建：臨床研究驗(yàn)證了 3 種核心代謝物（肌苷、肌酸、3 - 羥基丁酸）在 SA-AKI 患者和膿毒癥患者中的差異。IC3 模型（基于這 3 種代謝物的邏輯回歸模型）診斷 SA-AKI 的 AUC 為 0.90，且模型評(píng)分與 SOFA、APACHE II 評(píng)分（疾病嚴(yán)重程度指標(biāo)）正相關(guān)，高評(píng)分組患者疾病更重。 小結(jié)： 通過多組學(xué)整合分析，確定了 5 種與 SA-AKI 相關(guān)的核心代謝物，并構(gòu)建了基于其中 3 種代謝物的 IC3 診斷模型，可有效早期識(shí)別 SA-AKI。但研究存在臨床樣本量小、單中心招募、未考慮潛在混雜因素、僅用雄性小鼠實(shí)驗(yàn)等局限性，未來需擴(kuò)大樣本量、開展多中心研究驗(yàn)證模型準(zhǔn)確性和可靠性。
