對于疾病，藥物治療效果是因人而異的，這是由于個體間具有遺傳學(xué)因素如種族、性別、基因型等的先天性差異以及各項環(huán)境因素如地域、營養(yǎng)狀況、衛(wèi)生條件等帶來的后天性差異，而這些差異在傳統(tǒng)的藥物研發(fā)以及臨床試驗過程當(dāng)中往往不是優(yōu)先關(guān)注對象。對于患者而言，無論是藥物療效或是不良反應(yīng)的改變均可能會對治療進(jìn)程產(chǎn)生不同程度的影響，嚴(yán)重者甚至?xí)ζ渖踩斐赏{。因此需要針對患者的個人特征，從用藥種類、劑量、治療方案上進(jìn)行個體化定制，實現(xiàn)精準(zhǔn)治療，以最大限度地改善藥物效能以及降低不良反應(yīng)。近年來隨著代謝組學(xué)的興起，利用代謝組學(xué)技術(shù)能夠根據(jù)患者的代謝特征量化其生理病理狀態(tài)，為精準(zhǔn)用藥研究提供了新的切入點。

　　生物體中所產(chǎn)生的代謝物，一方面是在中心法則作用下在體內(nèi)由基因組、轉(zhuǎn)錄組至蛋白質(zhì)組，經(jīng)歷各級生物過程所表達(dá)的最終產(chǎn)物，而另一方面其種類和水平也會受到飲食、環(huán)境因素的變化以及胃腸道微生物組等作用的直接影響。因此代謝物作為基因與體系環(huán)境之間的中間樞紐，能夠最為直觀地反映體系的實際狀態(tài)。而代謝組學(xué)是代謝研究的有力工具，是能夠綜合性地表征特定生物系統(tǒng)中糖類、脂類、核酸、氨基酸等小分子代謝物以及代謝通路變化的一門新興組學(xué)。鑒于生物體系中代謝物種類的多樣性以及代謝通路的可塑性，在代謝組學(xué)分析中根據(jù)研究對象以及目的的不同常常需要運用多種技術(shù)手段。目前主流的代謝組學(xué)分析技術(shù)包括核磁共振譜(NMR)、液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用 ( LC-MS)、以及氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用( GC-MS)等。這些方法各具優(yōu)缺點，且覆蓋的代謝物范圍也不一。NMR適用于親水性代謝物如氨基酸、己糖類、三羧酸類代謝物的檢測，檢測結(jié)果定量準(zhǔn)確、精密度高，得到的代謝物結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確，因而能用作未知代謝物結(jié)構(gòu)的鑒定，且樣品也不需要進(jìn)行衍生化或分離等前處理工作，可實現(xiàn)對樣品的非破壞性分析。但其缺點在于靈敏度偏低、進(jìn)樣量大，且不能檢測鹽類、非有機離子及非質(zhì)子化離子等。GC-MS對于親水性以及中性的代謝物覆蓋度較高，且對于生物樣本中含量較低的代謝物如神經(jīng)遞質(zhì)、膽酸、激素等也能夠檢測，靈敏度高，但對樣品是破壞性的，部分樣品需要進(jìn)行衍生化才能進(jìn)行檢測，且對于未知代謝物難以進(jìn)行定性。LC-MS適用于大部分疏水及中性代謝物如膽固醇酯、脂肪酸、甘油磷酯的檢測，其相比GC-MS的靈敏度普遍更高，進(jìn)樣量小，且能夠運用基質(zhì)輔助激光解吸電離( MALDI)或電噴霧解吸電離進(jìn)行代謝物成像，但缺點也與GC-MS相似，樣品會受到破壞而不能回收，且對樣品的分離分辨率以及重現(xiàn)性差于GC-MS。

　　在藥物代謝組學(xué)的研究上，較為典型的便是Nicholson等于2009年所進(jìn)行的首例利用人源性樣本所進(jìn)行的藥物代謝相互作用研究。結(jié)果顯示給藥前患者尿液樣本中對硫甲酚(PCS)的水平與對乙酰氨基酚的兩種代謝物的比值( S /G)呈負(fù)相關(guān)，顯示出代謝表型的不同與藥物代謝擾動之間的關(guān)聯(lián)性，PCS以及其他p-甲酚生成反應(yīng)相關(guān)的化合物能夠作為生物標(biāo)志物用以決定臨床用藥種類和劑量。

　　代謝組學(xué)目前廣泛應(yīng)用于抗癌藥物的毒性評價中，代表藥物包括伊利替康、多柔比星、長春新堿等，以預(yù)測并監(jiān)控藥物毒性，進(jìn)行用藥劑量的調(diào)整，最小化藥物毒副作用從而實現(xiàn)精準(zhǔn)治療。

　　隨著代謝組學(xué)技術(shù)的革新以及分析方法學(xué)的不斷完善，代謝物在生物體內(nèi)的作用和定位被重新認(rèn)識，代謝與遺傳、環(huán)境因素之間的緊密聯(lián)系也讓代謝組學(xué)在眾多領(lǐng)域當(dāng)中都得到廣泛應(yīng)用。通過上述研究不難發(fā)現(xiàn)，對于各類疾病，藥物對患者作用效果的影響均能夠直觀地反映在體內(nèi)代謝物水平的變化當(dāng)中，從而能夠以個體間藥效、不良反應(yīng)、藥代動力學(xué)參數(shù)的不同作為判斷準(zhǔn)則尋找相應(yīng)的差異代謝物。這些研究對于目前并未有有效根治方法的難治性疾病，如癌癥、高血壓、糖尿病等，能夠優(yōu)化現(xiàn)有的治療策略，針對患者個人實現(xiàn)療效指標(biāo)的量化以及患者表型的實時監(jiān)測，同時有效減少不良反應(yīng)的發(fā)生，提高患者依從性，為患者帶來最大化的治療效益，因此具有顯著的現(xiàn)實意義。

　　然而，現(xiàn)時代謝組學(xué)仍然處于發(fā)展階段，利用代謝組學(xué)技術(shù)進(jìn)行研究所獲得的大多是如差異代謝物發(fā)現(xiàn)等較為初步的成果，距離尋找到能夠在臨床當(dāng)中應(yīng)用的生物標(biāo)志物尚有差距。再者，從各項研究當(dāng)中亦能夠發(fā)現(xiàn)，與基因組學(xué)、蛋白組學(xué)等相對成熟的組學(xué)所不同，代謝組學(xué)的研究工具以及所采集的患者樣本種類具有較大差異，對于研究結(jié)果的影響亦是不可忽視的，而目前尚未有統(tǒng)一、具普適性的研究方法出現(xiàn)。因此，為解決上述所提及的不足，未來代謝組學(xué)發(fā)展的一大目標(biāo)便是代謝組學(xué)研究流程的標(biāo)準(zhǔn)化，從樣本選擇、樣本處理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析等各個方面進(jìn)行規(guī)范以及統(tǒng)一，以求得到具指導(dǎo)性的研究結(jié)果。同時，對于精準(zhǔn)用藥的研究上，利用代謝流分析等動態(tài)分析技術(shù)能夠更深入地探究藥物與代謝通路擾動之間的關(guān)系以及調(diào)控機制，為個體化用藥生物標(biāo)志物的篩選提供指導(dǎo)方向。通過多組學(xué)協(xié)同的方針，聯(lián)合基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、脂質(zhì)組學(xué)等各自的優(yōu)勢以及技術(shù)手段從多維度進(jìn)行探索，相信能夠為精準(zhǔn)用藥研究提供更嚴(yán)謹(jǐn)、更綜合性的科學(xué)闡釋。