2025-09-09
Highlights
1.代谢组涵盖哪些产品？有什么特点？
2.想做代谢组但是不知如何下手？为你提供三个代谢组研究清晰思路。
3.派森诺代谢组学产品优势汇总，满足不同研究阶段的高效需求。
在生命科学研究、精准医疗探索以及食品科学等领域，代谢组学技术正成为解锁复杂生物机制的钥匙。然而，面对靶向代谢、非靶代谢组和类靶代谢这三种常用技术，许多科研人员和从业者常常陷入选择困境，究竟哪种技术更契合自身研究需求？其实，答案并非是非此即彼，而是要基于研究目标、样本特性和数据需求，找到最适配的技术路径。
一、代谢组产品有哪些？核心差异是什么？
要选对技术，首先需要明确三者的核心定义与本质区别，这就像在工具箱里选工具，得先知道扳手、螺丝刀、钳子各自的功能定位。代谢组核心产品本质上分为三类：非靶代谢组、靶向代谢组、广靶代谢组。
1、非靶代谢组（Untargeted Metabolomics）
非靶向代谢组学主要利用色谱-质谱联用技术，无偏向性的检测细胞、组织、器官或者生物体内受到刺激或扰动前后所有小分子代谢物的动态变化。基于标准品构建的数据库及公共数据库等信息匹配，对样本中代谢物进行搜库定性和相对定量，通过生信分析筛选差异代谢物，对差异代谢物进行通路分析,揭示其变化的生理机制。
技术原理：采用高分辨率质谱+数据依赖性采集（DDA）模式，根据不同样品在相同的色谱质谱分析条件下的相对信号强度来分析，利用物质峰面积进行归一化处理进行相对定量。
优势：可同时检测已知和未知代谢物，适合生物标志物筛选和新机制探索；可一次性获得几千个代谢物的信息，方便进行大量生信分析并画图，充实文章内容；无需提前明确目标代谢物，降低研究初期的设计门槛。
局限性：定量准确性低：仅提供相对定量（如差异倍数）而非绝对浓度；灵敏度不足：低丰度代谢物易漏检（如激素类物质）；后续可能需要靶向代谢组进一步验证目标代谢物的表达。
适用场景：
疾病研究：疾病早期潜在标志物筛选（如肿瘤、糖尿病、神经退行性疾病）、疾病分型代谢特征挖掘；
生物机制：基因敲除/过表达对代谢组的影响、环境胁迫（干旱、重金属、药物处理）下生物代谢响应机制；
产品研发：新型食品/保健品的代谢差异分析、微生物发酵过程中代谢物变化追踪；
2、靶向代谢组学(targeted Metabolomics)
靶向代谢组学，针对特定某一物质或某一类代谢物进行检测的代谢组学方法，以标准品为参照，利用多反应监测(MRM)技术对目标代谢物进行准确的定性定量分析。相对于非靶代谢组分析，靶向代谢组学具有特异性强，灵敏度高和定量准确等特点。
技术原理：采用液质联用（LC-MS/MS）分析技术，搭配多反应监测技术（MRM）进行靶向检测，基于标准品建立标准曲线，实现绝对定量。
优势：检测灵敏度高，定量准确性高，重复性好，能精准捕捉低丰度目标代谢物，避免干扰信号影响；靶向代谢组检测结果可作为非靶代谢结果的验证。
局限性：一次性检测的物质种类有限，通量较低；无法发现新物质：仅能检测已知且可购买标准品的代谢物。
适用场景：
标志物验证：非靶筛选出的潜在标志物在大规模样本（如数百例临床样本）中的定量验证；
临床检测：疾病诊断标志物的含量检测（如糖尿病患者的糖化血红蛋白、肿瘤患者的特定脂质分子）；
药物研发：药物代谢动力学分析（如药物在体内的吸收、分布、代谢、排泄过程）、药物疗效评估（如药物干预后目标代谢物的变化）；
质量控制：食品/保健品中特定成分的含量检测（如维生素、多酚、重金属）、化妆品中违禁成分筛查。
3、广靶代谢组（Widely-targeted metabolomics）
将非靶向代谢组学高通量的优点与靶向代谢组学高准确度、高灵敏度的优点结合起来的一种新型代谢组学检测技术，特别适合做大样品量的检测。
技术原理：采用液质联用（LC-MS/MS）分析技术，搭配多反应监测技术（MRM）进行靶向检测。
优势：与传统靶向技术相比，能够定性更多的化合物；定性准确性优于非靶，数据可靠性强。
局限性：定量方式为相对定量，无法获取代谢物的绝对浓度；
适用场景：
大规模筛选：数百例样本的多代谢物同步检测（如队列研究中的代谢特征分析）；
特定代谢组分析：植物次生代谢物筛查、挥发性代谢物检测、中药代谢组分析、组织脂质组检测；
成本敏感型研究：需广覆盖检测，但预算有限，无法同时开展非靶+靶向检测的场景。
二、代谢组研究思路
思路1：基于非靶向代谢组学，整体描述代谢物种类和丰度信息，筛选目标差异代谢物，筛选关键富集途径。
思路2：对非靶代谢组学的结果进行深入拓展，通过非靶代谢组学结合靶向代谢组学，或其他相应基础验证实验进行研究，后续要对这些数据进行深入挖掘，解析所研究现象涉及的具体机理，或对筛选到的代谢物进行验证。
思路3：多组学联合分析对来自不同水平（基因、蛋白、代谢物）的批量数据进行归一化处理、比较分析与相关性等统计学分析，建立不同层次分子间的数据关系；同时结合KEGG通路富集、分子互作等功能分析，系统全面地解析分子功能和调控机制。
三、派森诺代谢组学产品优势
1.代谢产品覆盖全——非靶向代谢组学、靶向代谢组学、脂质组学、风味组学、植物广靶等；
2.主流的高分辨率质谱——超高效液相色谱仪和高分辨率的质谱仪（Orbitrap Exploris™ 120 | Thermo）；
3.派森诺全新代谢数据库——总计代谢物 62w+；MSMS 图谱总计 2100w+；实现超高量物质种类的 3D 定性；7 大分库为代谢组学提供更高的广度和精度；
4.丰富的项目实测经验——积累了数百个物种不同样本类型的代谢组项目实测经验；
5.稳定的数据产出与质控——质量不打折，正负分扫，QC、内标+实时质控；
6.临床大队列专属研究方案——更科学的上机设计;更全面的质量控制;独家的数据采集;多种批次矫正算法；
7.提供完整的物质定性与注释——完善而丰富的标签信息，让结果解读更轻松；
8.非靶代谢组结果通过云分析可视化系统交付，分组方案支持任意调整、图表丰富支持多样交互、补充分析无需等待、高级分析自由掌握。
四、案例分享
英文名称：Microbiome and metabolome features in inflammatory bowel disease via multi-omics integration analyses across cohorts
研究方法：转录组、代谢组（非靶+靶向）
发表期刊：Nature communications
发表时间：2023年
影响因子：15
研究表明，肠道微生物和代谢物的变化与炎症性肠病（IBD）的严重程度息息相关。然而，各种研究结果的差异阻碍了我们了解肠道微生物和代谢物在IBD诊断中的作用，以及它们作为可靠的诊断生物标志物所蕴含的潜力。在这项研究中，采用了整合粪便宏基因组学和代谢组学的多组学方法来研究IBD肠道微生物群的变化。构建了多组学生物相关图，突出了肠道微生物生物转化缺陷和氨酰-tRNA合成酶的显著变化。最后确定了用于IBD诊断的多组学生物标志物，并在多个全球队列中进行了验证。研究结果为制定IBD宿主-微生物组相互作用的机制假说提供了宝贵的见解和重要资源。
图1 IBD 粪便宏基因组学和代谢组学跨队列整合分析的工作流程
五、总 结
代谢组学技术的选择，从来没有最优解，只有最适合。简单来说：
想探未知，选非靶代谢组；
想定已知，选靶向代谢组；
想既广又准，选类靶/广靶代谢。
当然，在实际研究中，三者也常搭配使用，非靶发现差异，靶向精准定量，形成发现、验证的完整研究链条。无论选择哪种技术，核心都是围绕研究目标，让技术服务于科学问题，希望这篇文章能帮你理清思路，找到最适合自己的代谢组学技术方案，让科研和应用之路更高效、更顺畅！
