代谢组学研究进展.doc

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1、中 国 医 学 科 学 院 学 报 ACTA ACADEM IAE MEDIC I AE S I ICAE 院 士述评 代谢组学研究进展 许国旺 , 路 鑫 , 杨胜利 中国科学院大连化学物理研究所 代谢组学研究中心 , 大连 116023 通信作者 : 许国旺 电话 : 0411 84379530, 传真 : 0411 84379559, 电子邮件 : xugw d icp ac cn 摘要 : 代谢组学是功能基因组学和系统生物学研究不可或缺的重要组成部分 , 是通过考察生物体 系受刺激或扰动 前后 (如将某个特定的基因变异或环境变化后 ) 代谢产物的动态变化 , 研究生物体系的代谢网络的一

2、种技术。近年来 , 在药物研发、疾病研究、植物和微生物等领域发展迅速 , 关键词 : 代谢组学 ; 质谱 ; 系统生物学 中图分类号 : Q5 文献标识码 : A 文章编号 : 但在分析技术、方法学和应用等方面急需突破。 1000 503X ( 2007) 06 0701 11 M etabonom ics R esearch Center, R ecent Advances in M etabonom ics XU Guo w ang, LU X in, YANG Sh eng li Da lian Institute of Chem ical Phy sics, Chinese A cad

3、emy o f Sciences, Da lian 116023, Ch ina Corresponding au thor: XU Guo w ang Te: 0411 84379530, Fax: 0411 84379559, E m ai: xugw d icp ac cn ABSTRACT: M etabonom ics ( or m etabolom ics) ai s at the com preh ens ive and qu ant itative analysis of th e w ide arrays of m etabolites in b iolog ical sam

4、p les M etabonom ics has been labeled as one of the new om ics jo in ing genom ics, tran scriptom ics, and p roteom ics as a science em p loyed tow ard the und erstand ing of global sys tem s b iology It h as been w idely app lied in m any research areas includ ing d rug tox icology, b iom arker d i

5、scovery, functional genom ics, and m olecu lar patho logy etc T he com preh ens ive an alys is o f the m etabonom e is particu larly ch alleng in g due to the d iverse chem ical natures ofm etab olites M etabonom ics investigations requ ire sp ecial approaches for samp le p reparation, data rich ana

6、lytica l ch em ica l m easurem en ts, and in form at ion m in ing T he ou tpu ts from a m etabonom ics study a llow samp le c lassification, b iom ark er d iscovery, and in terpreta t ion of the reason s for class ificat ion in format ion T h is review focu ses on the current ly n ew advances in var

7、ious techn ical p latform s o f metab onom ics and id en t ification, p lant and m icrobe related K ey words: metabonom ics; m etabolom ics; its app lications in d rug d iscovery and developm en t field s mass spectrometry; system b iology d isease b iom arker A cta A cad M ed Sin, 2007, 29( 6): 701

8、- 711 代谢组 学 ( m etabolom ics 或 m etabonom ics) 1, 2 是 受刺激或扰 动前 后 ( 如 将某 个 特定 的 基因 变 异 或 环 继 基因组学 、转 录 组 学和 蛋 白 质组 学 之 后兴 起 的 系 境变 化后 ) 代 谢 产物 图 谱及 其 动态 变 化研 究 生 物 体 统 生物学的 一 个 新 的分 支 , 它 是通 过 考 察生 物 体 系 系 的代 谢网 络 的一 种 技术 , 研究 对 象主 要 是相 对 分 基金项目 : 国家重点基础研究发展计划 973! 项目 ( 2004CB719605)、 十一 五国家科技支撑计划 !

9、( 2006BAK02A 12) 和中国科学院知识创新基金 (K 2006A12 K 2006A 14) Supported by the N ationalB asicR esearch Program of Ch ina ( 973 Program) ( 2004CB719605), K ey Technologies R& D Program of China ( 2006BAK 02A 12), and the Know ledge Innovation Program of CAS (K 2006A 12 K 2006A 14); * 中国工程院 院士 M ember ofCh in

10、eseA cademy of Engineering V ol 29 No 6 701 * * 中 国 医 学 科 学 院 学 报 子质 量 1 000 以下的 内源性 小分子。 与转录 组学和 蛋 析等 步骤。 生 物 样品 (如 尿 液 、血 液、 组 织、 细 胞 白 质组学等 其他组 学相比 , 代谢 组学 具有 以下 优 点 : 和培 养 液 等 ) 采 集 后 进 行 生 物 反 应 灭 活、 预 处 理 。 ( 1 ) 基因 和蛋 白 表达 的 微小 变 化会 在 代 谢物 水 平 得 到 放大 ; ( 2 ) 代 谢组 学的 研 究不 需 进行 全 基因 组 测 序 或建立大

11、量表达 序 列标 签 的数 据 库 ; ( 3 ) 代 谢 物 的 种类远少 于基因 和蛋白 的 数目 ; ( 4 ) 生 物体 液 的 代 谢物分析 可 反 映 机体 系 统 的生 理 和 病理 状 态。 通 过 代谢组学 研究 既 可 以发 现 生 物体 在 受 到各 种 内 外 环 境扰动后 的 应 答 不同 , 也 可 以区 分 同 种不 同 个 体 之 间的表型 差异。 代 谢组学相 关研究 可追 溯到 始于 上 世纪 70 年 代 的 代谢谱 分 析 ( m etabolic p rofiling) , 这 类 代 谢 谱 分 析通 常采用 气相色谱 质谱联 用技 术 ( gas

12、ch rom atogra phy m ass spectrom etry, GC M S) 对患 者体液 中代谢 物 进 行定 性、 定 量 分析 及 对 疾 病 进 行 筛 选 和 诊 断 。 这 种 在临床 上利 用 代 谢谱 分 析 诊断 有 关 疾病 的 方 法 一 直 延 用 至 今。 1983 年 , 荷 兰 应 用 科 学 研 究 组 织 van der G reef 在国际 上首先 采用 质谱 对尿 中 代谢 指 纹 进行研究 , 并 陆 续 有不 少 科 学家 开 始 应用 高 效 液 相 色 谱 ( h igh perform an ce liqu id ch rom a

13、tography, HPLC) 和 核 磁 共 振 ( nu clear m agn etic resonan ce, NM R ) 技术进 行代 谢谱 分析 。 90 年 代后 , 研究 目 标 主 要集 中在 药 物 在 体 内 的 代 谢 等 方 面 。 1997 年 , O liver 提出 了通过 定量分析 尽可 能多 的代 谢 产物 评 估 酵母基因 的 遗 传 功能 及 其 冗余 度 的 必要 性 , 首 次 将 代谢产 物 和 生 物 基 因 的 功 能 联 系 起 来。 1999 年 , N icho lson 等 提 出 m etabonom ics 的 概 念 , 将 代

14、 谢 组 学 定义为生 物体 对 病 理生 理 或 基因 修 饰 等刺 激 产 生 的 代谢物 质动 态 应答 的 定量 测 定。 20 00 年 , 德 国 马 普 所的 F iehn 等 提出 了 m etabolom ics 的 概念 , 将 其 定 义为对限 定条 件 下 的特 定 生 物样 品 中 所有 代 谢 产 物 的定性定 量分析 。在 2 1 世 纪 的前 几年 , 植 物和 微 生 物领域应 用色谱 质 谱技 术进 行细 胞 的代 谢组 学 研 究 , 用 m etabo lom ics 的较 多 ; 而在 药物研 发和 疾病 研 究 等领域 , 用 NM R 以动 物体液

15、 或组 织样 品为 研究 对 象 的 , 则 用 m etabonom ics 较 多。 随 着 研 究 的 深 入 , 现 在对这两 个 名 词 的区 分 已 越来 越 少 , 基本 等 同 使 用 。 代谢组学的研究方法 代 谢组学 研 究一 般 包 括 代 谢 组数 据 的 采 集、 数 据 预处理、 多 变量 数 据 分 析、标 记 物 识别 和 途 径 分 运用 核磁共 振、 质谱 或 色 谱 等检 测 其 中代 谢 物 的 种 类、 含量、状 态及其变 化 , 得 到代 谢谱 或 代谢 指纹 , 而后 使用多变 量 数据 分 析 方 法对 获 得 的多 维 复 杂 数 据进 行降维

16、 和 信 息挖 掘 , 并 研究 相 关 代谢 物 变 化 涉 及的 代谢途 径 和 变化 规 律 , 以阐 述 生 物体 对 相 应 刺 激的 响应机制 、发现 生物标记 物。 样品 采集与 制 备 样 品 的 采集 与 制 备 是 代 谢 组 学研 究的初 始 步 骤也 是 最 重要 的 步 骤之 一 , 代 谢 组 学研 究要求 严 格 的实 验 设 计和 合 适 的分 析 精 度。 首 先需 要采集 足 够 数量 的 样 本 , 从 而 可 有效 减 少 源 于 生物 样品个 体 差 异对 分 析 结果 的 影 响 , 得 到 有 统 计 学意 义的分析 数据。 实验设 计中 对样品

17、收 集的 时间 、 部位 、种类、 样 本群 体 等 应 给予 充 分 考 虑。 在 研 究 人类 样本 时 , 还 需考 虑 饮 食、性 别 、年 龄 和 地 域 等 诸多 因素 的影 响 。此 外 , 分析 过 程 要有 严 格 的 质 量 控制 , 需要 考 察 如样 本 的 重复 性 、分 析 精 度、 空 白 等。 代谢产 物的 变 化 对 分析 结 果 有较 大 的 影 响 , 在 处理 生物样本 时 要特 别 注 意 避免 由 于 残留 酶 活 性 或 氧化 还原过程 降解代 谢产物、 产生新 的代 谢产 物 。 通常 需对所收 集样品 进行快速 淬灭 ( quen ch ing

18、) 。 灭 活的 方法很多 , 如液 氮冷冻、 酸处理等 。 在代 谢 组学 研 究 中 , 根 据 研究 对 象、 目 的 和 采 用的 分析技 术 不 同 , 所 需 的 样品 提 取 和预 处 理 方 法 各异 。如采用 NM R 的技术 平台 , 只需 对样 品做 较 少 的预 处理即 可 以 分 析 ; 采 用 M S 进 行 全 ! 成 分 分 析技 术时 , 样品 处 理 方 法相 对 简 单 , 但 不 存 在 一 种 普适 性的标 准 化 方法 。代 谢 产物 通 常 用水 或 有 机 溶 剂 (如 甲 醇、己 烷 等 ) 分 别 提取 , 获 得水 提 取 物 和 有机 溶

19、剂提 取 物 , 从 而 把 非 极 性 相 和 极 性 相 分 开 , 以便 进行 分析 。对 于 代 谢轮 廓 谱 或靶 标 分 析 , 还 需 要做 较为 复杂 地 处 理 , 如常 用 固 相微 萃 取、 固 相 萃 取、 亲和色 谱等 预 处 理 方法 。用 气 相色 谱 或 气 相 色 谱 质谱联用 时 , 常 常需 要进 行 衍生 化 , 增加 样 品 的 挥发 性。由于 特 定的 提 取 条 件往 往 仅 适合 某 些 类 化 合物 , 目前尚 无 一种 能 够 适 合所 有 代 谢产 物 的 提 取 方法 。应该根 据不同 的化合 物选 择不同 的 提取 方法 , 并对 提取

20、条件 进行优 化。 代谢 组学 研 究 在 整 个 样 品 处 理 和 分 析 过 程 中 , 应尽 可能保 留 和 体现 样 品 中代 谢 物 的信 息 , 生 物 样 品的 收集、灭 活 、储 存、 处 理、 仪 器 分 析 和 数 据 处 理等 环 节 的 标 准 化 问 题 已 越 来 越 引 起 研 究 者 的 重 702 December 2007 3 4 5 6 1 2 代谢组学研究进展 视 7 9 。 样品 量只需 约 10 mg。基 于 NM R 技 术 的代 谢 组 学 方 25 27 28, 29 数据采集 完成 样 本 的 采 集 和预 处 理 后 , 样 品 法已 广

21、泛 地 应 用于 药 物 毒 性 5, 30, 31 、基 因 功 能 中的代谢产 物 需 通 过合 适 的 方法 进 行 测定 。代 谢 组 以及 疾病的临 床诊断 。 学 分析方法 要 求 具 有高 灵 敏 度、高 通 量 和无 偏 向 性 的 特点 , 与 原有 的 各 种 组 学 技 术只 分 析 特定 类 型 的 质谱 : 相对于 NM R 灵敏 度低 、检 测动 态范 围 窄 化 合物不同 , 代谢组 学所 分析 的对 象的 大小 、数 量、 等弱 点 , M S 具有较高 的灵敏 度和 专 属性 , 可以 实 现 官能 团、挥 发 性、带 电 性 、电 迁 移 率、 极 性 以

22、及 其 他 物理化学 参 数 差 异很 大。 由 于代 谢 产 物和 生 物 体 系 的复杂 性 , 至今 为 止 , 尚 无一 种 能 满足 上 述 所 有 要 求的代谢 组 学 分 析技 术 , 现 有的 分 析 技术 都 有 各 自 的优势和 适用范 围 。 最好采 用联 用技 术和 多 种 方法 综 合分 析 。色 谱 、质 谱 、 NM R 、 毛 细 管电泳 、 红外 光 谱 、 电 化学 检 测 等 分 离分析手 段及其 组合都 出现 在代谢 组学 的研 究 中。 其 中色谱 质谱联 用方 法兼 备色 谱 的高 分 离度 、高 通 量 及质谱的 普适 性、 高灵 敏 度和 特 异

23、性 , NM R 特 别 是 H NM R 以其 对含氢代 谢产物 的普适性 而成为 最主 要 的分析工 具。 NM R: NM R 是当前 代谢组学 研究中 的主 要技 术 , NM R 的优 势在于能 够 对样 品实 现 无创 性、 无偏 向 的 检 测 , 具有 良 好的 客 观 性 和重 现 性 , 样品 不 需 要 繁 琐 处理 , 具 有较 高 的 通量 和 较 低的 单 位 样品 检 测 成 本 。此外 , H NM R 对 含 氢化 合 物均 有 响应 , 能 完 成 样 品中大多 数 化 合 物的 检 测 , 满足 代 谢 组学 中 的 对 尽 可能多的 化合 物进 行检 测

24、 的目 标。 NM R 虽然 可 对 复 杂样品 如 尿液 、血 液 等 进行 非 破 坏性 分 析 , 与 质 谱 法相比 , 它的 缺 点是 检 测灵 敏 度 相对 较 低 ( 采 用 现 有成熟的 超 低 温 探头 技 术 , 其检 测 灵 敏度 在 纳 克 级水 平 )、动 态范围 有限 , 很 难同时 测定 生物 体系 中 共 存的浓 度 相差 较 大 的 代谢 产 物 ; 同时 , 购 置 仪 器 所 需的投 资 也较 大。 为 了提 高 NM R 技术 的 灵 敏 度 , 研 究者们采 用 了 增 加场 强、 使 用低 温 探 头和 微 探 头 的 方法。针 对 分辨 率 的 问

25、 题 , 使 用 了 多维 核 磁 共 振 技 术和液 相 色 谱 核 磁 共 振 联 用 ( liqu id ch rom atogra phy nuclear magnetic resonan ce, LC NM R ) 。 D ayk in 等 采用 色谱技 术 , 利 用 LC NM R 联 用对 心血 管 疾 病 患者血 中 的 脂 蛋 白 代 谢产 物 进 行 了 检 测。 N ich ol son 研 究 小 组 采 用 近 年 新 发 展 的 魔 角 旋 转 ( m ag ic angle sp inn ing, MA S ) 技 术 , 让样 品与 磁场 方 向 成 54 1

26、7旋转 , 从而 克 服了 由 于偶 极 耦合 ( d ipo lar coup ling) 引起 的 线展 宽、 化学 位 移的 各 向 异 性。 应 用 M A S 技 术 , 研 究 者 能 够 获 得高 质 量 的 NM R 谱 图 , 样品中 仅 加 入 少 量 的 D2 O 而 不 必 进 行 预 处 理 , 对多 个化合 物 的 同时 快 速 分析 与 鉴 定。随 着 质 谱 及 其联 用技术 的发 展 , 越 来越 多 的 研究 者 将色 谱 质 谱 联用 技术用于 代谢组 学的研 究 。 GC M S 方 法 的主 要优点 包 括 较高 的 分 辨率 和 检 测灵 敏 度 ,

27、 并 且 有可 供参 考、比 较 的 标 准谱 图 库 , 可以 用 于 代 谢 产 物定 性。但是 GC 不 能直接得 到体系 中难挥发 的大 多 数代 谢组分 的 信 息 , 对 于 挥 发性 较 低 的代 谢 产 物 需 要衍 生化 处 理 , 预 处 理 过程 繁 琐。 GC M S 常 用 于 植 物和 微生物 代谢 指纹 分 析 , 如 F iehn 等 采 用 GC /M S 研 究拟南芥 ( arab idop sis) 的基因型 及其表 型 的关 系 , S tyczynsk i 等 对 大肠杆 菌的代 谢产 物进 行 了详 细的分 析。 LC M S 避免 了 GC M S

28、 中 繁杂 的 样 品 前处 理 , 由于 其 较 高 的 灵 敏 度 和 较 宽 的 动 态 范 围 , 已被 越来越多 地用于 代谢组 学研 究 , 它 非常 适 合于 生物样本 中 复杂 代 谢 产 物的 检 测 和潜 在 标 记 物 的鉴 定。 LC M S 的代谢组 学研 究通 常采 用 反相 填料 、 梯度 洗脱 程序 , 但 对 于 体液 样 品 特别 是 尿 样 , 含 有 大量 的亲水 性 代 谢产 物 , 这 些代 谢 产 物在 反 相 色 谱 上不 保留或 保 留 很弱 。最 近 研究 者 们 使用 亲 水 反 应 色 谱 ( hydroph ilic interacti

29、on ch rom atography, H IL IC) 解 决亲 水 性物 质 的 弱 保留 问 题。 新 的 分 析 技 术 如 超 高 效 液 相 色 谱 /高 分 辨 飞 行 时 间 质 谱 技 术 、毛细 管 液相 色 谱 质谱 联 用 技术 、 傅 里 叶变 换离子回 旋共振 技术 等 也被 用 于代 谢组 学 研 究以 提高代 谢 产 物的 检 测 灵敏 度 和 通量 。我 中 心 研 究了 一个柱切 换二维 液相 系统 , 采 用 2 根 液 相 色谱 柱 ( 反相 色谱柱和 亲水作 用色谱柱 ) , 通 过阀 切 换实 现了一次 进样亲 水和疏 水代 谢产 物的 同时 检测

30、 , 解决 了复杂生 物 样品 中 亲 水 和疏 水 性 代谢 产 物 的 同 时检 测问题。 数据 预处 理方 法 : 由 上 述 分析 仪 器 导 出 的 元 数 据 ( m etadata) , 不能 直 接 用 于模 式 识 别 分 析 , 还 需 对数 据进行 预 处 理 , 将 元 数 据转 变 为 适合 于 多 变 量 分析 ( 主要 是 模式 识 别 ) 的 数 据形 式。 主要 的 数 据 预处 理包 括 滤 噪 、重 叠 峰 解 析 ( deconvo lu tion ) 、 峰 对齐 、峰匹配 、标准化 和归 一化 等。在 实 际操 作中 , 并不 是这些 步 骤 都 需

31、 要 进 行 , 而 是 根 据 实 际 情 况 , 只做 几种预 处 理。最 后 用 于 模式 识 别 的数 据 为 二 维 V ol 29 No 6 703 10 14 15 1 0 16 17, 18 19, 20 21 1 1 22 23, 24 10, 32, 33 中 国 医 学 科 学 院 学 报 矩 阵 数据 形 式 , 行 代 表 样 品或 实 验 数目 , 列 表 示 相 行比 较 , 建 立代 谢 产 物 与这 些 原 始信 息 的 联 系 , 筛 应 的单个测 定指标 ( 通常为 代谢物的 信号强 度等 ) 。 选与 原始信 息 相 关的 标 记 物 , 进 而 考 察

32、其 中 的 代 谢 广 泛应用 的滤 噪 技术 是 正交 信 号校 正 技 术 47, 48 ( or 途径 。用于这 个 目的 的 方 法 无可 供 学 习利 用 的 训 练 thogona l s ign al correction, OSC) 。与 普 通的 谱 图 样本 , 所 以 称 为 非 监 督 ( unsup erv ised ) 学 习 方 法 。 滤 噪技术不 同 , O SC 滤 掉与类 别判断正 交 (不 相关 ) 主要 有 主 成 分 分 析 38, 55 ( principal 56 com pon ents 57 analysis, 的变量信 息 , 只保 留 与

33、 类 别判 断 有 关的 变 量 , 从 而 PCA ) 、非 线性映射 、簇 类分析 等 。有 监 使 类别判别 分析 能 集 中在 这 些 与类 别 的 判别 相 关 的 督学 习方法 用 于 建立 类 别 间的 数 学 模型 , 使 各 类 样 变 量上 , 提 高 判 别的 准 确 性。 OSC 等效 于 从 数 据 中 品间 达到最 大 的 分离 , 并 利 用建 立 的 多参 数 模 型 对 去 除了额外 的 影 响 因素 , 因 此 该方 法 经 常用 于 易 受 未知 的样 本进 行 预 测。 在这 类 方 法中 , 由 于 建 立 模 环 境因素影 响 的 分 析 , 例 如

34、 在 微量 药 物 引发 的 生 化 型时 有可供 学 习 利用 的 训 练样 本 , 所 以称 为 有 监 督 效 应中 , 分 析 结果 经 常 被 研究 对 象 的性 别、 饮 食 和 学习 。这 种 方 法 经 常 需 要 建 立 用 来 确 认 样 品 归 类 其 他环境 因素 所 淹没 , 在 这种 情 形下 , 应 用 O SC 能 (防 止过 拟 合 ) 的确 认 集 ( validation set) 和 用 来 测 收 到较好的 效果。 试模 型性能的 测试集 ( test set) 。应 用 于该 领域 的 主 基 于色谱 质谱联 用技 术 的代 谢 组 学方 法 , 如

35、 流 要是 基于 PCA、偏 最 小二 乘 法 ( part ia l least squares, 动 相组成的 微 小 变 化 , 梯 度 的 重现 性 及 柱温 的 微 小 PLS )、 神经网 络的 改 进方 法 , 58, 59 常用 的 有类 模 拟 软 独 变化及其柱 表面的 状态变 化常 导致保 留时 间的 差 异。 立 建 模 和 偏 最 小 二 乘 法 判 别 分 析 58, 60 ( PLS d is 为 了利用色 谱 图 中 所有 可 以 识别 的 峰 信息 , 需 对 谱 cri in ant an alys is, PLS DA ) 。 作 为 非 线 性 的 模

36、图实 行峰匹 配 ( 或称 峰对齐 ) , 使相同 的代谢 产物 在 式识 别方法 , 人工神 经元网络 ( artificial neu ronal n et 生 成的数据 矩 阵 中 由同 一 个 变量 表 示 , 使各 样 本 的 work, ANN ) 技 术也 得 到 广 泛 应用 。 PCA 和 PLS DA 数 据得到 正 确的 比 较。 在 过去 的 几 十年 , 研 究 者 们 是代 谢组学 研 究 中最 常 用 的模 式 识 别方 法 , 这 两 种 已 经研究出 了 很 多 算法 用 以 这个 目 的。 具有 代 表 性 49 方法 通常 以 得 分图 ( score p

37、 lot) 获 得 对 样 品 分 类 的 的工作如 N ie lsen 等 50 研 究的相 关优化曲 面算法 。最 信息 , 载荷图 ( load ing p lot) 获得 对分类有 贡献变 量 近 Jon sson 等 研 究 了 一 种基 于 GC M S 的 代 谢 组 学 及其 贡献大 小 , 从而 用 于 发 现可 作 为 生物 标 记 物 的 的 策略。由 于保留时 间的重 复性 问题 , H PLC 中的 峰 变量 。此外 , 在 数据 处 理 和 分析 的 各 阶 段 , 对 数 据 匹 配要相对 困 难 , 我 中心 研 究 了可 用 于 代谢 轮 廓 分 的质 量控制

38、和 模 型的 有 效 性 验证 也 需 引起 足 够 的 重 61 63 析和代谢组 学 研究 的 液相 色 谱的 多 区 域可 变 保 留 视 。 值 窗口 ! 的 峰对 齐 算法 , 解 决 了基 于 色 谱技 术 的 代 51 代谢 组学数 据 库 代 谢 组 学分 析 离 不 开 各 种 代 谢轮廓分析 方法中 的关键技 术问题 。 谢途 径和生 物 化 学数 据 库。 与基 因 组 学和 蛋 白 组 学 化 学计 量 学 方 法 代 谢 组 学 得 到 的 是 大 量 的、 已有 较完善 的 数 据库 供 搜 索使 用 相 比 , 目 前 代 谢 组 多 维的信息 。为 了 充 分挖 掘 所 获得 数 据 中的 潜 在 信 息 , 对数据 的分 析 需 要应 用 一 系列 的 化 学计 量 学 方 法 。在代谢 组 学研 究 中 , 大 多数 是 从 检测 到 的 代 谢 产 物信息中 进行两 类 ( 如 基因 突 变 前后 的 响 应 ) 或 多 类 ( 如不 同 表 型 间 代 谢 产物 ) 的 判 别 分 类 , 以 及生物标 记物的 发现 。数 据分 析过 程中 应 用 的主要手 段为 模式 识 别技 术 , 包 括非 监 督 ( unsu p erv ised ) 学 习 方 法