从"更多检出"到"真实还原"，全局代谢组学如何获得更真实的代谢图谱？

随着高分辨质谱技术不断发展，代谢组学能够检测到的化合物数量持续增加。然而，对于研究者而言，更重要的问题是：实验获得的数据，是否足够真实地反映了生物样本本身？

复杂生物样本中，高丰度离子干扰、低丰度代谢物遗漏以及动态范围限制，都会影响最终获得的代谢图谱。近期，奥斯陆大学医院代谢组学与脂质组学团队结合多年研究实践，分享了他们对于全局代谢组学的思考，并系统评估了增强动态范围（Enhanced Dynamic Range,eDR）技术在复杂样本中的应用表现。研究表明，通过优化数据采集策略，可以进一步提升低丰度代谢物检出能力，使获得的数据更加接近生物样本的真实代谢组成。

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不止"非靶向"，重新定义全局代谢组学

奥斯陆大学医院团队提出了一个值得关注的观点：相比行业普遍使用的"非靶向代谢组学（Untargeted Metabolomics）"，他们更倾向于使用"全局代谢组学（Global Metabolomics）"这一表述。

两种说法对应的是同一类技术，但强调的研究目标有所不同。

“非靶向”侧重检测方式的无预设性，而“全局代谢组学”聚焦研究维度的完整性与真实性。全局代谢组学关注的，并不是谱峰数量或化合物列表的不断增加，而是尽可能保留样本中的原始代谢信息，使实验获得的数据更加接近生物体真实的代谢状态。这也是团队十余年来持续探索的研究方向。

在多组学研究体系中，代谢组是最贴近临床表型与生命实时状态的研究维度。不同于稳态特征显著的基因组、转录组、蛋白质组，代谢组可对疾病进展、药物干预、饮食运动、环境刺激做出极速动态应答。因此，越完整、越保真的代谢图谱，越有助于研究者理解复杂生物学过程，并发现新的代谢特征。

优化动态范围，让更多低丰度代谢物进入检测范围

针对高低丰度代谢物信号失衡、低丰度功能标志物易丢失的行业痛点，团队重点验证并推介了eDR技术，并用一个生动且精准的比喻定义其核心价值：eDR，是质谱检测领域的“罗宾汉”。

eDR通过优化不同丰度离子的采集策略，在保持定量准确性的基础上，降低高丰度离子的影响，提高低丰度代谢物的检测机会，使整体代谢图谱更加接近样本真实组成。

图1｜优化动态范围，帮助获得更完整的代谢图谱

eDR通过将完整MS质量范围划分为多个Orbitrap子扫描窗口，实现不同丰度离子的更加均衡采集。对于全局代谢组学而言，优化动态范围不仅改善了谱图质量，更提高了复杂样本中低丰度代谢物的检测机会，使获得的数据更加接近样本真实代谢组成。

研究结果：复杂样本覆盖能力进一步提升

奥斯陆大学医院团队依托标准参考血浆、EDTA临床血浆、干血斑（DBS）等主流科研与临床样本，完成了eDR技术的多场景、系统性验证，硬核数据充分印证其应用价值。

图2｜参考血浆样本代谢物覆盖能力显著提升

采用eDR后，参考混合血浆样本检测到的化合物数量突破7500种，较传统检测流程提升619%；数据库有效注释代谢物数量提升超139%，大量原本无法识别的低丰度功能代谢物，成功纳入标志物筛选与机制研究体系。

图3｜改善复杂基质干扰，提高低丰度代谢物检测能力

针对EDTA血浆样本，eDR有效降低高丰度基质离子的影响，使与其共洗脱的亮氨酸/异亮氨酸、CAR(2:0)、Thr-Asp等低丰度代谢物获得更高信噪比，进一步改善复杂样本中的代谢物检测能力。

图4｜进一步释放干血斑样本中的代谢信息

在干血斑（DBS）样本中，eDR获得了更多MS¹特征峰及更高的数据库注释数量，进一步释放了微量样本中的代谢信息，为干血斑等新型样本的代谢组学研究提供了更加丰富的数据支持。

图5｜智能MS/MS采集进一步拓展代谢组学信息深度

结合AcquireX™智能MS/MS采集策略，研究获得了更多差异代谢特征及更丰富的MS/MS数据，并成功鉴定传统采集模式未能发现的低丰度脂质，为未知代谢物解析和生物标志物发现提供了更加全面的数据基础。

小结

奥斯陆大学医院团队认为，未来推动全局代谢组学发展的，不仅是检测能力的持续提升，还包括代谢物注释体系、长期质量控制以及标准化流程建设。

从"检测更多"到"还原更多"，全局代谢组学的发展重点正在发生变化。

如何获得更加完整、更可靠、更接近生物样本真实状态的数据，将成为未来研究持续关注的重要方向。

对于研究者而言，技术创新的价值，不只是获得更多数据，而是帮助我们更加真实地认识生命系统。

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