代谢组学和外显子：将基因和环境与人类健康联系起来

通过基因组学和代谢组学研究的结合，科学家们越来越接近了解环境暴露和生活方式对疾病发作的影响。 最近指定的“暴露型”（考虑到基因组和代谢数据）是研究人员可以用来改进和革新当前关于精准医学和风险评估的思想的新工具。

越来越多的“组学”研究（例如，基因组学，代谢组学，蛋白质组学）正在研究环境对人类健康的作用。 在最近在耶鲁大学公共卫生学院举办的一次研讨会上，探讨了暴露组的不断发展的领域。

该暴露组旨在评估终生暴露的总体（例如，环境，饮食，行为和来自微生物组，激素，新陈代谢等的内部处理）及其对人类健康的综合影响。 这个概念依赖于这样一个事实，即单独的基因可以解释许多重要疾病（如癌症）的少数疾病病因。 研究表明，环境和生活方式的影响在这些疾病的发展中起着至关重要的作用。

基因组学和全基因组关联研究（GWAS）的发展已经释放出解释感兴趣表型的遗传性的能力，例如患癌症和其他疾病的风险。 然而，需要额外的技术来评估基因和环境之间错综复杂的关系，以便充分了解疾病的机制并确定干预和治疗设计的途径。

在我们最近在人类基因组学杂志上发表的一篇文章中，我们讨论了代谢组学，即系统中所有小分子量代谢物的研究，是检查暴露组的重要工具，以及主要技术进步如何使代谢组学成为研究暴露组学的可能。

在我们最近发表在《人类基因组学》(Human Genomics)杂志上的文章中，我们讨论了代谢组学(研究系统中所有小分子量代谢物)如何成为检查暴露体的必要工具，以及重大技术进步如何使使用代谢组学研究暴露体成为可能。

代谢组学可以用来创建一个整体快照的影响，只是一个事件的环境暴露对人体所有生物系统的影响。然后，这可以用来产生一种显型的曝光型。暴露型还考虑到所有的暴露经历，包括生活方式的选择和个人当前的生理状态。

代谢组学还可用于开发暴露于环境因素的代谢生物标志物。这可以用来建立模型，识别相关的基因和酶的变化，使研究人员进一步了解分子机制，支持的路线和后果，暴露在宿主。这最终使研究人员能够从环境暴露事件中识别出曝光类型。代谢组学和GWAS研究的结合有可能推动精确医学方法和药物基因组学的重大进展，这两种方法迄今为止一直效率低下。

代谢组学目前正被纳入众多人群水平的暴露研究中，通过使用诊断前代谢特征(在发病前发生变化的代谢物的集合)和遗传风险数据来识别基因-环境相互作用和预测疾病流行。在未来，代谢组学和基因组学的结合提供了一种工具，通过识别与无应答者和特定治疗应答者相关的关键因素，可能有助于定制精确的药物。需要在常规应用适当的统计工具以及采用和促进透明和可重复的研究做法方面取得进一步的进展。这将使代谢组学的科学能够更有效地用于确定某些疾病的危险个体及其最佳治疗方案，其依据是这些个体可能的反应性或无反应性。

虽然有挑战参与代谢组学分析(如代谢物鉴定、分析偏差,控制混杂因素的多个层次,在大规模人口协会)和再现性,能够克服这些挑战通过几十年的公司价值相关的遗传流行病学研究和经验研究设计和统计分析。此外，对提高透明度、可重复性和复制性的需要的渴望和认识日益增长，推动了研究领域在这方面的努力。在代谢组学和暴露型研究领域，目前的例子包括暴露代谢物数据库、用于数据分析的新的化学计量学和生物信息学工具，以及集成多种类型的系统级(或“组学”)数据。

暴露型允许更好地理解影响人类健康的因素，包括基因构成、环境暴露、生活方式选择以及它们之间的相互作用。GWAS和代谢组学研究通过对暴露型和暴露体进行检查，将通过开发和应用精确医学以及诊断前风险评估，提高公众对开放研究实践、可重复性和数据共享的热情，改善许多患有致命疾病的人的前景。