Olink蛋白組學技術能夠以超高的靈敏度和特異性檢測大量蛋白質的變化，而代謝組學技術則專注于分析生物體內的代謝物；通過大量的臨床樣本研究實例印證了Olink蛋白組學技術與代謝組學技術結合所展現出的強大威力，能夠更準確地診斷疾病、發現潛在的生物標志物，為疾病的早期預警和精準治療提供關鍵依據。

案例一

煙酸代謝物增加血管炎癥及心血管疾病風險

背景：前期研究發現煙酸對心血管健康的影響復雜存在 “煙酸悖論”。

研究內容：

1. 研究者在接受選擇性診斷心臟評估的穩定參與者的前瞻性發現隊列中，納入1162例受試者，對其空腹血漿樣本進行代謝組學檢測，發現煙酸代謝與心血管重大不良事件的發生相關，煙酸代謝的末端代謝物N1-甲基-2-吡啶酮-5-甲酰胺（2PY）和N1-甲基-4-吡啶酮-3-甲酰胺（4PY）在的血清中的水平，與3年重大不良心血管事件的風險增加相關。在美國隊列（2331名）和歐洲隊列（832名）兩個獨立的臨床驗證隊列中驗證成立。

2. 使用全基因組關聯研究（GWAS）方法檢測了循環2PY和4PY的遺傳決定因素。結果發現，2PY和4PY水平與染色體2上的同一基因位點相關。這兩個位點分別為rs10496731和rs6430553，它們位于ACMSD基因內，并且彼此之間存在高度的連鎖不平衡。通過美國隊列的LC-MS/MS分析，發現每個T等位基因拷貝都會顯著增加2PY和4PY的水平。

3. 通過在美國驗證隊列中的關聯結果與我們在英國生物銀行中olink蛋白質組學數據進行的關聯結果以及來自其他各種隊列的公開可用匯總統計數據（合并n=106,000）相結合，進一步證實了 rs10496731與循環sVCAM-1水平的顯著關聯（P=3.6×10−18），表明2PY和/或4PY可能通過這個已知的血管炎癥性心血管疾病生物標志物與主要不良心血管事件的風險相關。

案例二

有助于新診斷個體的2型糖尿病病因和臨床異質性四組分型

背景：從病因學研究糖尿病臨床診斷分組。

研究內容：

1. 本研究應用軟聚類（原型）方法根據32個臨床變量來表征新診斷的T2D。檢測個體的定量聚類評分，并研究與血糖惡化、遺傳風險評分、循環多組學生物標志物（轉錄組、兩種代謝組和包括olink在內的三種蛋白組）和36個月表型穩定性的關聯。

2. 四種原型譜代表了T2D病因過程組合的功能障礙模式，并與多種循環生物標志物相關。與肥胖、胰島素抵抗、血脂異常和β細胞葡萄糖敏感性受損相關的一種原型對應于最快的疾病進展和對抗糖尿病治療的最高需求。

案例三

新發小兒炎癥性腸病的粘膜和血漿代謝組：與疾病特征和血漿炎癥蛋白標志物的相關性

本研究比較了新發兒科IBD患者和有癥狀的非IBD對照組之間的粘膜和血漿代謝組，并將血漿炎癥標志物和疾病特征與改變的代謝物相關聯。

研究內容：

1. 67例未接受過治療的克羅恩病Crohn’s disease患兒的結腸和回腸活檢和血漿配對 [CD; n=47]，潰瘍性結腸炎IBD [UC; n=9]和非IBD對照[n=11]使用超高效液相色譜-質譜[UPLC-MS/MS]進行代謝組學分析。評估炎性血漿蛋白 [n=92]。利用Multiplex Inflammation 96 panel [OLINK Proteomics， Uppsala， Sweden] 測量血漿中的炎癥蛋白。

2. 在與CD相關的蛋白質中，IL-24與血漿代謝物相關，包括乳糖基-N-棕櫚酰鞘氨醇 (d18:1/16:0) 和磷脂酰乙醇胺 (18:1/18:1)、血紅蛋白和糞鈣衛蛋白。在UC中，IL-24、IL-17A和CCL-11與幾種血漿代謝物相關，包括N-乙酰色氨酸、色氨酸、甘油酸鹽和蘇糖酸鹽，以及與小兒潰瘍性結腸炎活動指數、C反應蛋白和糞便鈣衛蛋白相關。

案例四

創傷后應激障礙癥狀的代謝組學分析

背景：代謝組學有助于了解創傷后應激障礙（PTSD）的病理生理學變化。

研究內容：

1. 通過使用來自124名世界貿易中心反應者（56名PTSD，68名對照組）的血漿樣本中的全局代謝組學和復雜脂質分析，差異代謝組學分析發現己糖基神經酰胺HCER（26:1）與FDR<0.1時的PTSD相關。

2. 與未受影響的對照分類相比，PTSD的多代謝物綜合評分的AUC為0.839。獨立成分分析確定了三個與PTSD顯著相關的代謝組學模塊。這些模塊在膽汁酸代謝、脂肪酸代謝和孕烯醇酮類固醇中顯著富集，分別參與先天免疫、炎癥過程和神經元興奮性。

3. 代謝組學和之前對96個響應者的子樣本的Olink蛋白質組學數據集的綜合分析確定了七個與代謝模塊顯著相關的蛋白質組學模塊。

參考文獻

1. A terminal metabolite of niacin promotes vascular inflammation and contributes to cardiovascular disease risk. Nature Medicine. 2024.

2. Four groups of type 2 diabetes contribute to the etiological and clinical heterogeneity in newly diagnosed individuals: An IMI DIRECT study. Cell Reports Medicine. 2022.

3. Mucosal and Plasma Metabolomes in New-onset Paediatric Inflammatory Bowel Disease: Correlations with Disease Characteristics and Plasma Inflammation ProteinMarkers. Journal of Crohn’s and Colitis. 2022.

4. Metabolomics analysis of post-traumatic stress disorder symptoms in World Trade Center responders. Translational Psychiatry. 2022.

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