在醫(yī)學(xué)與生物科技領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破中，愛(ài)爾蘭高威大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Ines Thiele研究團(tuán)隊(duì)在權(quán)威期刊《Cell metabolism》上發(fā)表了題為“Personalized metabolic whole-body models for newborns and infants predict growth and biomarkers of inherIT(http://www.weberwork.com/sell/l_25/)ed metabolic diseases”的研究論文。該研究通過(guò)構(gòu)建基于器官特異性的全身代謝模型（WBMs），結(jié)合嬰幼兒獨(dú)特的代謝特征與數(shù)據(jù)，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)嬰幼兒生長(zhǎng)軌跡及遺傳代謝疾?。↖MDs）生物標(biāo)志物的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，為個(gè)性化醫(yī)療在新生兒及嬰兒健康管理中的應(yīng)用開(kāi)辟了新途徑。

 

基因組規(guī)模代謝模型（GEMs）作為人體代謝研究的基石，通過(guò)整合基因組、生化和生理數(shù)據(jù)，能夠詳盡描繪代謝網(wǎng)絡(luò)并預(yù)測(cè)潛在的代謝特性。然而，針對(duì)嬰幼兒這一特殊群體的代謝模型尚不完善，傳統(tǒng)模型難以全面考慮其性別差異、器官生長(zhǎng)及特定能量需求。Ines Thiele團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新之處在于，他們不僅彌補(bǔ)了這些空白，還通過(guò)結(jié)合器官特異性和通量平衡分析（FBA），顯著提升了模型在IMDs生物標(biāo)志物預(yù)測(cè)中的準(zhǔn)確性和應(yīng)用價(jià)值。

 

研究團(tuán)隊(duì)精心構(gòu)建了針對(duì)0至6個(gè)月大嬰兒的性別特異性代謝模型（嬰兒-WBMs），這些模型深入考慮了嬰兒的代謝、生理、營(yíng)養(yǎng)需求以及性別差異，包括器官重量、血流供應(yīng)(http://www.weberwork.com/sell/)率、生理參數(shù)和營(yíng)養(yǎng)攝入等多維度信息。通過(guò)調(diào)整模型參數(shù)以匹配新生兒血液代謝物濃度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，確保了模型預(yù)測(cè)結(jié)果的高度可靠性。最終，團(tuán)隊(duì)成功建立了包含30個(gè)女性嬰兒-WBM和28個(gè)男性嬰兒-WBM的數(shù)據(jù)庫(kù)，全面覆蓋了嬰幼兒的代謝與生理特征。

 

在驗(yàn)證模型效能方面，研究團(tuán)隊(duì)將嬰兒-WBMs的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際嬰兒生長(zhǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了細(xì)致對(duì)比。結(jié)果顯示，模型在預(yù)測(cè)嬰兒器官重量、水分平衡及能量需求等方面均表現(xiàn)出色，尤其是在預(yù)測(cè)男性嬰兒的水分排泄和能量分配上，模型預(yù)測(cè)與實(shí)際情況高度一致。進(jìn)一步分析顯示，嬰兒-WBMs能夠精確捕捉不同器官在生長(zhǎng)過(guò)程中ATP合酶通量的動(dòng)態(tài)變化，揭示了各器官能量代謝的特異性規(guī)律。

 

尤為值得關(guān)注的是，嬰兒-WBMs在遺傳代謝疾病預(yù)測(cè)中的潛力得到了充分展現(xiàn)。研究團(tuán)隊(duì)利用新生兒篩查數(shù)據(jù)，結(jié)合個(gè)性化嬰兒-WBMs，成功預(yù)測(cè)了包括苯丙酮尿癥（PKU）在內(nèi)的多種IMDs的生物標(biāo)志物變化。這一成果不僅為新生兒篩查計(jì)劃的優(yōu)化提供了科學(xué)依據(jù)，更為IMDs的早期診斷與干預(yù)治療開(kāi)辟了新方向。

 

總之，Ines Thiele團(tuán)隊(duì)的研究不僅推動(dòng)了代謝模型在嬰幼兒健康領(lǐng)域的深入應(yīng)用，更為個(gè)性化醫(yī)療的發(fā)展注入了新的活力。未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和數(shù)據(jù)的持續(xù)積累，這些模型有望在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，為嬰幼兒的健康成長(zhǎng)保駕護(hù)航。