代谢组学在法医毒理学的应用进展

代谢组学是继基因组学、转录组学和蛋白质组学之后迅速兴起的系统生物学的一个重要分支。它通过组群指标分析,进行高通量检测和数据处理,对生物体内的小分子代谢物进行动态的定性定量分析,可灵敏地发现由毒物作用引起的异常代谢变化,获得毒物毒性效应、作用机制和生物标记物的信息。本文从代谢组学在滥用药物、农药和有毒动植物毒理学研究的应用等方面进行综述,阐述这一法医毒理学研究的新方向。     

代谢组学及其在法医毒理学中的应用

代谢组学是上世纪90年代中期发展起来的研究细胞和生物体的所有代谢中间体和终产物的一门新兴学科。其研究对象一般为分子量在1 000Da以下的小分子。代谢组学通过对生物体系中的小分子化合物进行定性定量分析,解析生物体系的代谢途径并揭示内源性小分子化合物与毒性、疾病、生命活动规律等的相互关系。本文综述代谢组学的概况及其在法医毒理学中的应用现状,为相关研究和应用提供参考。     

代谢组学及其在法医学中的应用展望

代谢组学是运用色谱、质谱、核磁共振(NMR)、毛细管电泳(CE)等技术对细胞、体液和器官等样品中的代谢物进行分离、纯化和检测,再用生物信息学的手段对所获得数据进行分析处理,从而得到一个或一组生物标记物信息的一门新兴学科。本文通过分析近年来有关代谢组学研究的文献报道,从历史渊源、概念、优点、分析方法、应用研究、存在问题及发展机遇、专业期刊和网站等方面对其进行综述,并根据现有研究对其在法医学各专业的应用作以展望,相信其能为法医学各专业和法医学鉴定提供一条新的研究思路。     

基于GC-MS的溴鼠灵毒性代谢组学研究

目的运用尿液代谢组学方法对溴鼠灵毒性进行研究,揭示溴鼠灵干预对大鼠毒性作用的分子机制。方法采用气相色谱-质谱建立大鼠尿液的代谢指纹谱,采用主成分分析和偏最小二乘法判别分析比较溴鼠灵给药前后的代谢谱差异,利用正交偏最小二乘判别分析法找出与溴鼠灵毒性作用相关的差异代谢物。结果 PLS-DA得分图显示大鼠不同时点尿液样本代谢物轨迹在各时间段内相似度较好,呈现各自聚类现象。溴鼠灵中毒后,可诱导DNA损伤和突变,机体对神经损伤、肾损伤也出现修复、保护性反应。结论该研究结果表明代谢组学可为溴鼠灵毒性作用机制研究提供技术支持。     

整合组学在甲基苯丙胺所致精神障碍法医学鉴定中的应用前景

甲基苯丙胺所致精神障碍（methamphetamine-associatedpsychosis,MAP）和精神分裂症的临床症状及体征十分相似,但MAP和精神分裂症患者在发生危害行为后需评定刑事责任时的情况却完全不同,因而两者的甄别在法医精神病学鉴定中十分重要。目前对于两者的鉴别主要依据《精神障碍诊断与统计手册（第五版）》《中国精神障碍分类与诊断标准（第三版）》等诊断标准,但由于两者高度相似的临床表现和客观指标的缺乏,给法医学鉴识实践工作带来了很大的困难和挑战。不同于单一组学的局限性,整合组学将多个维度的数据整合起来,已在精神分裂症领域开展了广泛研究并初步取得一些应用成果。鉴于MAP和精神分裂症的关联性和整合组学的潜在的应用价值,本文提出以整合组学的策略进行MAP发病机制及法医学鉴识的研究思路,旨在完善对MAP与精神分裂症之间的关系及相应发病机制的进一步理解,也为未来整合组学在法医学精准鉴识及有效监测预警方法的探索提供借鉴与参考。     

博落回中毒大鼠心肌组织代谢产物变化的研究

目的 基于气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）的代谢组学方法研究博落回急性染毒模型大鼠心肌代谢产物的变化,寻找体内特征性代谢产物并探索相关毒性机制。方法 博落回总碱提取物溶液灌胃给药,剂量382 mg/kg,对照组给予相同剂量的空白溶液,利用GC-MS方法对心肌样本进行分析,利用偏最小二乘法-判别分析对结果进行模式识别,通过VIP(The variable importance in the projection)值> 1以及Student’s t检验（P <0.01）筛选出具有特征改变的差异代谢产物。结果 与对照组相比较,发现21种潜在的特征性代谢产物,经KEGG通路富集分析发现,这些代谢产物主要参与甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢途径、甘油酯代谢途径以及丙酮酸代谢途径。结论 经过对博落回染毒大鼠心肌代谢研究,发现了与中毒密切相关的代谢产物信息,为其中毒机制研究及法医学鉴定提供参考。     

毒物代谢动力学研究在法庭科学中的应用

随着法庭科学的发展以及近年来涉及毒品、毒物等中毒案件的增加,许多研究者对毒物代谢动力学进行研究,并取得了一定的成果.本文综述毒物代谢动力学研究及其在法庭科学中的应用状况,概要介绍毒物代谢动力学的研究现状、研究方法及研究成果,以期为相关研究及实践提供参考和借鉴.     

大鼠脑干早期创伤性轴索损伤的非靶向代谢组学研究

目的 通过非靶向代谢组学技术分析脑干创伤性轴索损伤后30 min的差异代谢物和关键代谢通路。方法将10只（8周龄,雄性）SD大鼠随机分为假手术组（Sham组）和脑干创伤性轴索损伤组（TAI组）,每组5只。采用Marmarou模型建立SD大鼠脑干创伤性轴索损伤模型,并以生命体征测量、HE染色和嗜银染色进行模型评价。采用UPLC/TripleTOF-MS系统分析TAI组和Sham组脑干组织的代谢物变化,筛选差异代谢物和分析差异代谢通路。结果 与Sham组相比,TAI组被打击后立即进入不同程度的昏迷状态,伴有生命体征紊乱,伤后30 min发现脑干存在弥漫性轴索损伤。代谢组学分析筛选出差异代谢物包括月桂酰二乙醇酰胺、邻苯二甲酸单乙基己基酯、PE(20:5(5Z,8Z,11Z,14Z,17Z)/24:1(15Z))、PC(16:0/16:1(9Z))、(2E,6Z)-十二二烯酸甲酯、六甲密胺,涉及代谢途径包括甘油磷脂代谢、甘油脂代谢、花生四烯酸代谢、逆行内源性大麻素信号、自噬-动物、糖基磷脂酰肌醇（GPI）-锚定生物合成。结论 利用UPLC/TripleTOF-MS技术进行大鼠脑干早期TAI的代...     

基于HPLC-TOF-MS代谢组学方法的溴鼠灵毒性作用评价

目的分析溴鼠灵中毒大鼠尿液的代谢特征,揭示溴鼠灵干预对大鼠毒性作用的分子机制。方法通过构建大鼠溴鼠灵中毒模型,采用高效液相色谱-飞行时间质谱(high performance liquid chromatographytime of flight mass spectrometry,HPLC-TOF-MS)获取大鼠尿液代谢轮廓,并用正交偏最小二乘法-判别分析(orthogonal partial least squares-discrimination analysis,OPLS-DA)进行多变量统计分析,找出与溴鼠灵毒性作用密切相关的差异代谢物。结果 OPLS-DA得分图显示给药前后不同时间的大鼠尿液样本代谢物轨迹在各时间段内相似度较好,呈现各自聚类现象。比较溴鼠灵给药前后大鼠尿液样本,筛选出22个与溴鼠灵毒性相关的差异代谢物。结论溴鼠灵主要通过干扰大鼠体内的三羧酸循环、糖酵解、鞘脂代谢和色氨酸代谢等代谢通路发挥毒性作用,且溴鼠灵毒性作用具有累积效应。基于尿液HPLC-TOF-MS代谢组学方法可为溴鼠灵毒性作用的分子机制研究提供新思路。     

氰化物急性中毒大鼠的血浆代谢组学研究

目的 利用代谢组学技术研究急性氰化物中毒大鼠血浆中小分子代谢物的变化,寻找差异代谢物,分析与氰化物中毒相关的代谢途径,进而研究氰化物中毒的机制。方法 将健康SD大鼠随机分为空白对照组和实验组（雄性,每组5只）,实验组灌胃3.2 mg/kg(1/2LD50)氰化钾溶液建立氰化物急性中毒模型,对照组灌胃等剂纯水,灌胃后分别于45 min,24 h,120 h眼眶静脉采血,通过高效液相色谱-飞行时间质谱采集大鼠血浆代谢谱,根据主成分分析（PCA）、正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）以及t检验和变异倍数分析筛选差异代谢物,并通过KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)数据库进行代谢通路分析。结果 筛选出19个与氰化物中毒相关的差异代谢物,且随时间变化差异代谢物的种类存在差异,主要涉及胆汁分泌、氨基酸代谢等共11条代谢通路。结论 可将牛磺胆酸盐和牛磺鹅胆酸盐作为氰化物中毒潜在生物标志物,马尿酸可以作为两者的辅助指标,也可根据差异代谢物的不同进行服药时间的初步推断。氰化物会对机体酶的活性和能量代谢过程产生影响,且可能造成肝脏损伤。     

滥用药物体内代谢的研究进展

毒品在体内尿苷二磷酸葡醛酸转移酶、细胞色素P450、羧酸酯酶、磺基转移酶、丁酰胆碱酯酶、儿茶酚-O-甲基转移酶和吗啡6-脱氢酶等代谢酶催化下,发生葡萄糖醛酸化、水解、氧化、磺酸化等多种反应,生成有活性或者无活性的代谢产物,然后经尿液、胆汁或者其他途径排出体外。不同毒品的代谢途径不同。本文介绍了近年来吗啡类、苯丙胺类、氯胺酮、大麻类和可卡因等毒品在人和动物体内的代谢研究,综述了这些毒品体内代谢的代谢部位、代谢酶、代谢产物及其生理活性的研究进展。     

指(趾)甲在滥用药物分析中的研究现状及应用展望

在法医毒物分析中,各类生物检材都具有其特点和应用范围。本文对指(趾)甲的生物学特征、样品的采集和前处理、指甲中部分毒(药)物的分析方法作了较为详细的综述,介绍了指(趾)甲中滥用药物含量的影响因素,并针对研究中的问题,结合已有研究对其应用前景作出展望,认为指(趾)甲作为一种在体内滥用药物分析中尚未被普遍应用的非常规生物检材,在法医毒物学方面拥有潜在的可用性和优势。     

乙醇脱氢酶在酒精代谢中的作用

酒与人类社会生活密切相关,与酒相关的医学问题和法律问题已受到人们广泛关注。乙醇脱氢酶(ADH)为乙醇氧化分解的主要酶,本文就ADH的性质、ADH遗传多态性与乙醇代谢的关系、ADH不同家系在乙醇代谢中的作用以及ADH与乙醇代谢相关性疾病的关系进行综述,旨在为法庭科学和医学中的应用和研究提供参考。     

乌头类生物碱对心肌的毒性作用及分子毒理学研究进展

乌头属植物是被子植物亚门毛茛科中一类重要的有毒植物,也是我国最早有记载的药用有毒植物之一;其块根中多含有剧毒的二萜类双酯型生物碱?乌头碱,因个体差异、用法不当以及误服或投毒等原因而发生乌头中毒、甚至死亡的报道屡见不鲜。目前,对乌头碱的研究多局限在临床救治方面,缺乏对乌头碱毒性作用机制研究。本文参考国内外相关文献资料,对乌头碱的心肌细胞毒性作用机制进行了综述。     

代谢组学技术结合机器学习算法在损伤时间推断中的研究进展

损伤时间推断是法医学实践中的重要内容,准确推断损伤时间是国内外法医学者亟待解决的科学问题。代谢组学技术可以有效检测机体受到体内外刺激因素作用产生的内源性代谢物,描述生物体内代谢物的动态变化,具有操作性强、检测效率高、定量结果 准确等优势。机器学习算法对高维数据集的处理具有独特优势,能够有效挖掘生物信息,真实反映机体生理、疾病或损伤状态,是高效处理高通量大数据的新型技术手段。本文综述了代谢组学技术与机器学习算法的研究现状和自身优势,探讨应用代谢组学技术结合机器学习算法在法医学损伤时间推断研究中的应用前景,为法医学损伤时间推断研究提供新思路。     

氯喹类药物在新型冠状病毒肺炎治疗中的试用及其法医毒理学研究进展

氯喹类药物是一类历史悠久的处方药,临床常用于抗疟疾及结缔组织病的治疗。2019年12月以来,在我国各地和世界多国发生了由2019新型冠状病毒(2019 novel coronavirus,2019-nCoV)引起的新型冠状病毒肺炎(corona virus disease 2019,COVID-19)疫情。由于缺乏针对COVID-19的药物,导致该病迅速蔓延且死亡率较高,因此亟待快速筛选抗2019-nCoV的特效药物,已批准使用的抗疟药磷酸氯喹被证实具有抗2019-nCoV的作用,并被纳入诊疗指南。但对磷酸氯喹引起急性中毒甚至死亡的风险意识也应同时加强,当前临床推荐剂量较以往治疗疟疾用药剂量偏大、疗程偏长,多地已要求临床密切监测不良反应。本文从法医学的角度,对氯喹类药物的药理作用、中毒与毒理作用机制、体内代谢与分布及法医学鉴定要点进行综述,以期为法医学实践及临床工作提供帮助。     

乙基葡萄糖醛酸苷的检测及其在法医毒理学中的应用

乙基葡萄糖醛酸苷（ethyl glucuronide,EtG）是乙醇在人体内的特异性代谢物。迄今,已有相当数量的文献针对EtG的检测方法、代谢动力学及实际应用等进行了深入探讨。本文综述了EtG的各种检测方法、EtG含量与乙醇摄入量的相互关系以及如何利用EtG含量区分是否酗酒、判断尸体中乙醇来源等,阐述EtG在法医毒理学领域的重要意义。     

影像组学在法医骨关节损伤鉴定中的应用展望

近年来,影像组学在临床应用中发展迅速,使用人工智能技术辅助诊断已成为趋势。本文通过三个方面进行综述,即介绍影像组学背景,分析影像组学研究的基本流程,展望在法医骨关节损伤鉴定中的应用。希望能够为影像组学应用到法医学鉴定实践中提供理论基础。     

基因芯片技术在法医毒理学中的研究及应用前景

基因芯片 (genechip) ,也被称之为DNA微阵列 (DNAar ray)、寡核苷酸微芯片 (oligonucleotidemicrochip)或寡核苷酸微阵列 (oligonucleotidearray) ,首先由美国加州Affymetrix公司于 1996年开发 ,它的出现给分子生物学技术和人类基因组计划带来了一场新的革命[1] 。DNA芯片技术的基本原理就是通过RNA链或DNA单链间按碱基互补配对原则进行的杂交[2 ] 。基因芯片利用了大规模集成电路手段 ,控制固相载体上合成的千百万个DNA探针 ,将它们很有规律地排列在固相支持物上 ,形成DNA微阵列。样品DNA/RNA通过PCR扩增或体外转录等技术掺入…     

基于代谢组学技术的毒鼠强中毒机制研究

目的 研究毒鼠强中毒后大鼠的血浆代谢组学随时间变化规律,从代谢组学角度揭示其毒理学作用机制,为毒鼠强中毒的相关法医学研究提供依据。方法 将SD大鼠随机分成对照组和实验组(n=8),实验组大鼠灌胃1/4LD₅₀(0.05 mg/kg)毒鼠强乙酸乙酯溶液,对照组灌胃等剂量乙酸乙酯溶液,灌胃后于24 h、5 d、16 d眼眶静脉采血(约1 mL),应用超高效液相色谱-飞行时间质谱联用技术检测血浆中的内源性小分子物质。采用主成分分析(PCA)、正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)等筛选显著差异代谢物,寻找与毒鼠强中毒相关的代谢通路。结果本研究以变量权重重要性排序(VIP)值>1和student t检验的P值<0.05为筛选标准,中毒后不同时间点共筛选出显著差异代谢物30种,包括鞘脂类、氨基酸类和脂肪酸类化合物,涉及到鞘脂信号通路、鞘脂代谢和ABC蛋白转运等10条代谢通路。结论 毒鼠强中毒后机体多条代谢通路受到显著影响,主要是不同程度的神经系统调节紊乱和能量代谢紊乱,整体变化呈现出累积效应,可为研究毒鼠强毒性作用机制提供依据。