何祉安, 林厚维, 桂 娟, 朱伟超, 何建华, 汪 航, 冯 蕾*

(1.上海交通大学药学院,上海 200240;2.上海交通大学分析测试中心,上海 200240;3.上海交通大学医学院附属新华医院小儿泌尿外科,上海 200092;4.嘉兴学院附属嘉兴市妇幼保健院小儿外科,浙江 嘉兴 314051;5.宁波大学医学院附属医院小儿外科 浙江 宁波 315020)

代谢组学(metabolomics)是通过对某一生物或细胞内所有相对分子质量较低(<1 000)的代谢物质进行定性和定量分析,进而将内外因素作用下产生的代谢物质的动态变化与生理病理相关联的学科[1]。作为系统生物学的最下游,代谢组学反映了生物体受到各种内外环境扰动后的实际状态和不同个体之间的表型差异[2]。超高效液相色谱-高分辨质谱技术(UPLC-HRMS)具有灵敏度高、分析通量大、覆盖范围广的优势,是代谢组学采用的主要技术之一[3]。代谢组学在生物医学领域具有广泛的应用,例如寻找早期诊断疾病的关键指征、评估手术预后的生物标志物和开发新的药物等[4,5]。

尿液在临床上易大量获取,并且与血液相比,受蛋白质、脂质的干扰小且可避免人体的侵入性伤害,是临床代谢组学长期关注的体液样本[6,7]。尿液中的内源性代谢物浓度会因饮水、进食及其他生物因素而改变,跨度可达15倍,造成个体间非疾病因素的差异[8]。因此,针对尿液样本的代谢组学研究需要进行一定的归一化,以消除这一影响。

尿液代谢组学的归一化处理通常分为数据采集前归一化(以下简称“校正”)和数据采集后归一化(下简称“归一化”)两个维度[9]。现有研究中,校正可通过一定的浓度估计参数进行固相萃取(SPE)[10]、调整进样量[11]或稀释[12]等前处理过程来实现。归一化主要有肌酐值或肌酐峰面积归一化、总离子丰度(total ion abundance)、总有用峰面积(MSTUS)归一化及24 h尿液总量归一化[9,13]。

正常机体每天经尿液排泄的肌酐总量是恒定的,因此肌酐是尿液代谢组学研究中最常被使用的校正或归一化参数[14,15]。然而,肌酐的排泄仍可能受到性别、年龄、体重指数(BMI)、药物以及肾损伤等因素的影响,进而限制了这一方法的适用范围[12,16,17]。渗透压(osmolality,Π)的大小可以反映代谢物总量,并且受生理、环境因素的影响小,其测定可独立完成,冰点法测定快速方便,所需样本量少[18,19]。……