基于NMR的代谢组学：精准医疗照进现实

基于NMR的代谢组学能够为癌症的发展机制提供哪些见解？如何根据个人情况制定个性化治疗方法？布鲁克与Tone Frost Bathen教授讨论了她为何在整个研究生涯中重视NMR的原因。那么，通过基于NMR的代谢组学获得的知识如何帮助我们研究癌症？Bathen教授表示，正是NMR提供的详细图片，帮助了研究人员了解疾病的复杂生化机制。

Bathen教授解释道：“我的研究主要集中在乳腺癌和前列腺癌上，这是全球最常见的两种癌症。尽管近几十年来，治疗方案和生存率有了很大的提高，但仍然存在一些挑战，其中之一就是癌症的异质性——人与人之间，甚至在一个肿瘤内部，癌症都有很大的差异。”

她认为，癌症的这种异质性是NMR获取的生物标志物信息可以帮助解决的问题之一：“NMR的第一种优势很容易理解，至少在原则上是这样的，我们可以使用来自血清和尿液等生物样本的生物标志物来标记那些有患某种疾病风险的人，或者已经处于早期阶段的人。”

第二个优势与人们对精准医疗的兴趣不断扩大有关。“这个想法是，在NMR以及其他分子方法的帮助下，我们可以利用这些生物标志物将患者分为将受益于特定治疗方法的群组，在该领域我们称之为分层。“她说：”因此，例如，我们可以预测病人可能会对干预措施出现的反应，确保他们不仅得到最好的治疗，而且不会被过度治疗。“她还提到，这种逻辑也适用于其他方面：“因此，我们可以了解不同的治疗方法可能如何影响他们的代谢状况，从而影响日后出现心血管疾病等并发症的可能性。”

Bathen教授从事研究工作已有30年，在此期间，她借助核磁共振（NMR）和磁共振成像（MRI）等磁共振技术的力量来研究与疾病有关的代谢物。这种实用的专业知识让她最终成为了一家基础设施的负责人，该设施为NTNU、特隆赫姆的圣奥拉夫大学医院以及挪威和丹麦的更远地区的研究人员服务。

更紧密的协作带来更优质的结果

Bathen教授对这些研究的联系充满热情，她指出：“我们在这里拥有的联系网络非常重要，我们不仅帮助研究人员检测他们的样本，还指导他们解读谱图，并帮助他们使用生物信息学方法解决研究问题。”

由于新冠肺炎（Covid-19）的影响，这样的合作方式在过去两年尤其重要。她说：“Covid-19不受国界限制，我们使用核磁共振的工作也是如此。例如，我们在新冠肺炎大流行期间的合作帮助我们开发了标准化的方法和优化的核磁共振序列，这反过来又促成了基于更大的患者群和生物库样本的更有意义的结果。”

无与伦比的细节和生产力

Bathen教授的大部分研究都集中在癌症方面，从一开始，她就欣赏NMR的价值：“当我们在90年代中期开始癌症相关研究时，我们是第一批使用魔角旋转（MAS）技术分析完整癌症组织的小组之一，并且今天仍在使用它。“当然，从那时起，他们的设备在许多方面都得到了改进。如今，Bathen教授的设施提供了布鲁克的600 MHz Avance IVDr波谱仪用于体外研究，以及布鲁克BioSpec 70/20 USR Avance III系统用于活体成像。这两款设备都提供了关于癌细胞中发现的代谢物的无与伦比的细节。

Bathen教授极为推崇布鲁克的Avance IVDr平台，其中一个主要原因是，它是为临床前筛选量身定做的，并具有高度的自动化。”简单来说，我们可以在很短的时间内分析大量的样本，“她说：”这种设备还为我们提供了样品中脂蛋白亚组分的很多细节，远超过传统的临床化学测试中可以得到的信息。”

核磁数据的定量、可重复性对她来说也很重要，她指出：“当应用于癌症研究时，拥有这种数据为我们提供了癌症相关代谢物的详细特征，无论是在研究固体组织样本还是生物流体。”

把NMR技术从实验室带到临床环境

总而言之，Bathen教授认为，在将代谢组学方法从有趣的研究工具“转化”为在医疗保健中提供真正价值的挑战中，NMR具有明显的优势。她说：“由于高度详细的数据可以快速和非侵入性地获得，无论是通过使用生物流体样本还是通过体内成像，我们可以非常容易地采用实验室中使用的方法，并将其应用于临床场景的决策当中，而这为帮助人们活得更长久、更健康提供了巨大的机会。”

*布鲁克的核磁共振产品系列仅供研究使用，不用于任何临床诊断程序。

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