Nature：科学家以前所未有的精度绘制出了基因如何影响人体新陈代谢

由塔尔图大学的研究人员领导的这项迄今为止规模最大、最全面的研究，旨在探究个体间基因差异如何影响新陈代谢。

该研究发表于《自然》杂志，它为我们呈现了前所未有的、更为详尽的关于哪些基因变异会塑造人类代谢特征（从氨基酸到血糖和胆固醇）的图景。

这项涉及超过 60 万人的研究得以开展，得益于将来自两个独特生物样本库的数据进行了整合——塔尔图大学的爱沙尼亚生物样本库和英国生物样本库。这两个样本库都包含基因数据，现在还包含了代谢测量数据。整合后的数据集使塔尔图大学的研究人员能够识别出与代谢指标（代谢物）相关的罕见基因变异，而这些变异只有在几百万个体的数据集中才能检测到。此外，这也为所发现的关联的准确性和可靠性提供了强有力的保证。

“血液中检测到的代谢指标，比如不同类型的胆固醇，对于制定个性化的风险评估非常有用，因为它们能反映一个人的健康状况和生活方式选择。而仅靠基因数据是无法获取这些信息的。” 转基因组学教授Priit Palta解释道。他还表示，爱沙尼亚生物银行新增的代谢物数据层将使现有的基因和健康数据在健康研究中的应用更加有效和广泛。

此类研究的计算部分与生物学部分同样重要。对数百万个基因变异与数百个生物标志物进行分析需要强大的计算资源和精确的统计方法，这就是塔尔图大学计算机科学研究所的生物信息学家在此次合作中发挥关键作用的原因。

该研究涵盖了 619,372 名个体

据生物信息学初级研究员Ralf Tambets称，该研究分析了 249 种反映人类新陈代谢不同方面的循环代谢物。

“常规的血液检测只能提供少量指标的信息，而我们则从更广泛的层面和更详尽的角度来研究新陈代谢情况，”其目标是创建一个准确的图谱，展示基因变异与它们所影响的代谢过程之间的关联，并了解其中哪些可能与心血管疾病或 2 型糖尿病等疾病存在因果关系。

研究结果表明，新陈代谢是由一个紧密相连的系统所调控的。总体而言，该研究在 619,372 名个体的数据中，共发现了 88,604 个基因变异与代谢物之间的关联。

生物信息学副教授Kaur Alasoo解释道：“当你发现如此多的关联时，首要任务是弄清楚哪些是原因，哪些是结果。并非所有这 88,000 个关联都意味着单个基因直接影响多种代谢物——大多数只是反映了非常间接的影响。”因此，采用了更先进的分析方法来确定直接影响代谢的基因和生物途径。

有助于确定有效的治疗方法，并为未来的研究提供指导

此前的研究表明，某些氨基酸水平升高与 2 型糖尿病之间存在关联，但新的研究显示这种关联可能并非因果关系。这意味着通过药物降低这些氨基酸的含量并不能预防糖尿病。“仅靠庞大的数据集是不足以揭示因果关系的——你还需要对生物学机制有非常深入的了解。”