科技能否彻底改变健康科学？暴露组学的前景 每一次呼吸、每一口食物，以及我们遇到的每一个环境因素，都会在我们的身体留下分子印记，记录下我们一生中的所有暴露。暴露组学领域研究人员正利用前沿技术解锁这些生物学档案，揭开环境污染和社会心理压力对健康的复杂影响，开启疾病预防和个性化医疗的新时代。通过综合分析这些暴露因素，研究人员能够更全面地理解它们如何共同作用，影响从代谢到心脏功能，再到大脑健康和疾病风险等多个方面。 2023年，跨学科研究团队——班布里暴露组学财团（Banbury Exposomics Consortium）在冷泉港实验室的班布里中心召开会议，定义了这一快速发展的领域的核心原则。哥大梅尔曼公共卫生学院的研究和创新副院长、环境健康科学教授加里·米勒博士（Gary Miller）是该财团的主要组织者。 米勒还是国家卫生研究院（NIH）资助的全国性协调中心NEXUS的联合主任，以及ARPA-H资助的IndiPHARM项目的负责人。IndiPHARM项目利用暴露组学技术预测药物相互作用，提高药物疗效。 暴露组学的实际应用 尽管暴露组学还处于初期阶段，但已经在实际中展现出巨大的潜力。例如，研究人员通过分析分子证据，确定了一种特定的工业溶剂是导致工厂工人肾病群发的原因。另一项研究将卫星污染地图与居住地点信息相结合，揭示了空气中的颗粒物如何加速大脑老化。还有一项研究通过分析体内的数千种循环分子，发现了红肉和乳制品中产生的一种微生物代谢物——三甲胺N-氧化物（TMAO），是心脏病发作的一个重要但之前被忽视的风险因素。 这些发现得益于前沿技术和工具的应用，如佩戴式传感器可以实时追踪化学暴露，卫星图像可以精细到城市街区地绘制污染地图，超敏感质谱仪可以在每万亿分之一的水平上检测化合物。 以更宽广的视角看待健康 虽然基因为我们提供了生物学蓝图，但它只能解释慢性疾病风险的一小部分。暴露组则涵盖了我们经历的一切，包括工业化学品、社会压力等。与传统的单一暴露研究不同，暴露组学整合了先进的工具，系统地理解环境、社会和心理因素如何集体作用于我们的生物学。这种方法与其他“组学”科学（如基因组学、蛋白质组学和代谢组学）相结合，形成了第一个完整的健康决定因素图谱。未来，所有主要的疾病研究都将把暴露组分析作为标准做法纳入其中。 前进的道路 米勒和他的同事们概述了推动暴露组学发展的关键重点。这包括开发更敏感的技术，例如可穿戴或侵入性较小的设备来测量个人的暴露情况；建立人类暴露组参考，以便在人口规模上进行分析和上下文解读；实施标准化协议，使复杂的多源数据集能够进行AI驱动的分析。此外，伦理问题如数据隐私和社会决定因素的重视也需要得到解决。 新成立的美国和欧洲暴露组学研究中心为全球合作提供了基础设施，统一了方法并整合了数据，同时还为研究人员提供了跨学科技能的培训，以推动这一领域的发展。这些中心构成了暴露组学未来发展的骨干。 “我们现在正在构建第一个系统框架，用以测量各种暴露——从化学物质到社会因素——如何在人的一生中与生物学互动。我们的目标是制定出可行的策略，让人们拥有更健康的生活。”米勒说。 业内的评价 暴露组学被认为是精准医学和公共卫生活动之间的重要桥梁，未来有潜力显著改善药物开发，揭示疾病的潜在驱动因素，并解决健康差距问题。这一领域的快速发展离不开跨学科合作和技术的进步。随着全球合作中心的建立，暴露组学有望在不久的将来成为健康管理的标准工具。 公司背景 NEXUS和IndiPHARM是两个重要的研究项目，分别由国家卫生研究院（NIH）和高级研究计划局健康部（ARPA-H）资助。NEXUS致力于在全国范围内协调暴露组学研究，而IndiPHARM则专注于利用暴露组学技术预测药物相互作用，提高药物疗效。两个项目均体现了暴露组学在实际应用中的巨大潜力。