基于代谢组学技术研究毒品对机体生化代谢的影响及生物标志物的鉴定

在公安实际工作中，对吸毒成瘾人员的认定要求非常严格，采用的认定方法程序复杂，操作繁琐，耗时很长，存在很多不便。本研究利用具有高通量、广谱检测能力、高重现性和高灵敏的GC/TOF-MS和最新多变量数据分析方法，研究毒品对机体内源性小分子化合物的影响，比较吸毒成瘾人员和健康志愿者，给药大鼠和对照大鼠之间代谢组的变化，并对临床模型和动物模型进行桥接，从而发现差异化合物，对差异化合物进行鉴定，建立定量检测方法，并对其进行评价。针对发现的差异化合物在生化代谢中的作用，联系上下游化合物，探索毒品作用的机理。预计通过研究科研为临床毒品滥用快速诊断方法的建立提供帮助，并可为戒毒方案的调整提供依据。

在公安实际工作中，对吸毒成瘾人员的认定要求非常严格，采用的认定方法程序复杂，操作繁琐，耗时很长，存在很多不便。代谢组学主要利用高通量、高灵敏度与高精确度的现代分析技术，对体液中的代谢物的整体组成进行动态跟踪分析，借助多变量统计分析方法，来辩识和解析被研究对象的生理、病理状态及其与环境因子、基因组成等的关系。反映了各因素综合作用下的终端效应，具有基因组学和蛋白质组学无可比拟的综合信息优势。本研究选取了对社会危害极大的海洛因和甲基苯丙胺两种典型毒品进行了代谢组学研究。首先建立海洛因滥用和甲基苯丙胺滥用SD大鼠模型，建立GC-MS方法对SD大鼠血清、尿样等生物体液中的小分子化合物进行全面测定，并用代谢组学方法对数据进行分析，深入研究了毒品滥用对SD大鼠代谢的影响。发现海洛因多次给药、突然中断和再次给药使得SD大鼠代谢出现了明显的动态变化过程，海洛因明显扰乱了糖代谢、脂代谢、三羧酸循环、磷酸肌醇代谢与血液中氨基酸水平，发现并鉴定了SD大鼠血清、尿液中海洛因毒性的潜在生物标志物。发现甲基苯丙胺多次给药和自然戒断也使得SD大鼠代谢出现明显的动态变化过程，甲基苯丙胺明显扰乱了三羧酸循环、脂代谢和氨基酸代谢，发现和鉴定了甲基苯丙胺滥用SD大鼠血清、尿液中相关的潜在生物标志物。分别对这些潜在生物标志物的代谢途径进行分析，联系上下游化合物探索了毒品成瘾的机理。. 在上述研究的基础上，本课题收集了海洛因滥用人群和甲基苯丙胺滥用人群血清样本各40例，建立完善了相应的GC-MS和HPLC-QTOF/MS检测血清中代谢物的方法，对样本进行了检测并用代谢组学方法对海洛因滥用人群的代谢特征和甲基苯丙胺滥用人群的代谢特征进行了分析。发现了海洛因滥用人群与正常人群、甲基苯丙胺滥用人群和正常人群的代谢差异，筛选出多种与毒品滥用相关的差异化合物，提示为潜在的生物标志物。采用ROC曲线下面积方法对潜在的生物标志物数据进行分析，并对人群中海洛因滥用者和甲基苯丙胺滥用者进行鉴定，结果表明潜在生物标志物方法鉴别海洛因滥用和甲基苯丙胺滥用的准确度和灵敏度很高，有望用于毒品滥用的临床筛查。. 通过研究和比较毒品所影响大鼠和人体代谢通路的异同，对其毒性作用的机理进行了探讨，发现毒品的毒副作用可能与干扰这些代谢通路有关。