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多元统计分析
可以在不具备样品任 何分组信息的情况下对 数据进行降维处理，使 得样本代谢表型的内在 关系变得可视化。
主成分分析 （PCA）
聚类 分析
偏最小二乘-判别分析 （PLS-DA）
在明确样品分类信息的 前提下，寻找已知组别间的 变量差异或变量之间的相关 关系，找出样品分离的最大 差异，从而最大程度地反映 分类组别之间的差异。
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噪取正音与在交信实P偏息验L（S，有最-DO最关小AP基大 的L二S础化变乘-D上程化-A判，度来）去地寻别除提找分析
两组之间的差异代谢物。
SIMICA-P MATLAB
代谢物的鉴定
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NMR
经验解谱（一维和二维核磁谱图结合） HMDB数据库 现有文献
标品对照
GC-MS NIST数据库
ROC曲线分析
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ROC曲线用于临床诊断：
ROC曲线下的面积值在 1.0 和 0.5 之 间 。 在 AUC>0.5 的 情 况 下 ， AUC越接近于1，说明诊 断 效 果 越 好 。 AUC 在 0.5-0.7时有较低准确性， AUC 在 0.7~0.9 时 有 一 定 准 确 性 ， AUC 在 0.9 以 上 时有较高准确性。 AUC=0.5 时 ， 说 明 诊 断 方法完全不起作用，无 诊 断 价 值 。 AUC<0.5 不 符合真实情况，在实际 中极少出现。
帝国理工大学（Jereny K. Nicholson)
莱顿大学（Van der Greef )
美国加州大学Davis 分校
普渡大学
杜克大学
等。 5/45
国外
中科院大连化物所（许国旺）
中科院武汉物理数学研究所（唐慧儒）
中南大学（梁逸曾）
清华大学（罗国安）
上海交通大学（贾伟）
等
国内
1.2 代谢组学分析技术
1.4 代谢组学与中医药
不良反应比较多
药物价格比较高
西医药治疗
作用靶点较单一
传统 中医 药治疗
长期用成药分风较险多大，靶点较多 不良反应较少
服药依从性不高
经验用药，配作方用灵靶活点较多 理想替代治疗
整理调节，安治全疗有价效格便宜
适合长期服用 资源丰富，价服格药便依宜从性高
不良反应相对少而轻
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多元统计分析
多元统计分析是从经典统计学中发展起来的一个分支，是一种综 合分析方法，它能够在多个对象和多个指标互相关联的情况下分析它 们的统计规律。主要内容包括多元正态分布及其抽样分布、多元正态 总体的均值向量和协方差阵的假设检验、多元方差分析、直线回归与 相关、多元线性回归与相关(Ⅰ)和(Ⅱ)、主成分分析与因子分析、 判别分析与聚类分析、Shannon信息量及其应用。
1.4 代谢组学与中医药
临床诊断
生 物 标 志 物
中医理论巨系统且复杂
整体性
作用机制
代 谢 通 路
动态性
中药复方物质基础不明确 16/45
辩证性
代谢组学
1.5 代谢组学的应用
1 新药的筛选和开发 2 药物作用机制研究
3 药物毒性评价 4 疾病诊断与发生机制研究
5 植物细胞代谢பைடு நூலகம்学研究
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HMDB数据库
LC-MS
标品对照 HMDB、 Mass Bank 、C-Clound数据库 已发表文献.
生物意义阐述
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KEGG
HMDB
已有文献
相关分析
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图6 差异代谢物含量热点图（Class 1, 健康对 照下；Class 2，抑郁症组，Class 3逍遥散组， 色带-4-4 代表代谢物含量由高到低）
代谢组学及其技术规范
目录
CONTENT
PART 1
代谢组学
PART 2
技术规范
PART 3
总结展望
PART 4
研究内容
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1 代谢组学
1.1 概述 1.2 代谢组学分析技术 1.3 代谢组学数据分析与处理 1.4 代谢组学与中医药 1.5 代谢组学的应用
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1.1 概述
代谢组学是继基因组学，蛋白质组学之后，从整体的角度，通 过研究生物体、器官或组织的内源性代谢物质的代谢途径及其所受 内在环境因素影响及随时间变化规律的一门新兴学科。
多元统计分析
谱峰的校准、归一化、重叠、 数据的标准化 代谢轮廓空间距离的判别
代谢物鉴定
已知及未知代谢物的鉴定 代谢物的去卷积 同分异构体的识别
图 1 基于GC-MS尿液代谢组学研究沙棘籽油的抗抑郁作用
生物学意义阐释
代谢通路的分析
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谱图的采集
图3 人体血浆样本GC-MS总离子色谱图（TIC） 图4 图正5离图子负模离2式子人下模体各式组血下人各浆体组的血人1H浆体代N血M谢浆R物代谱L谢C图物-MLSC总-M离S子总流离图子流图 8/45
核心思想代：谢运物用靶现标代分析分：析某技一术类定结量构地性测质定相关生的物化体合在物不。同状态下 研（生理病代理谢状物态指、纹药分析物：干同预时前对后多等个）代参谢与物物 进行质分传析递，、不能分量离代鉴谢定具和体 究 对 象信用模息式传识导代别等谢将代物这谢轮种调廓应控分析答的：小与限分体单的定一快子内条速代生组件定分谢物下性。学物对和事质生半件即物定体相代量内关谢分特析联物定。组，组定的织位变内事化的件，代谢并发产利生物 的靶器官代，谢从组而分确析定：对生生物物标体记或物体，内表某征一或特定揭组示织生所物包体含在的特所定有代时谢间物、
的定量分析并研究该代谢物组在外界干预或病理生
环境下整体的功能状态理。条件下的动态变化规律。
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代谢组学研究现状
代谢组学自从出现以来，引起了各国科学家的极大兴趣，短短10年 来取得了突飞猛进的发展，相关科研论文发表数量从1999年的1篇到现在 每年1200多篇是数量增长，主要发表在JPR,、JCB,、PLoS ONE、JPBA 等杂志上，权威科学杂志Nature迄今已有3篇代谢组学相关文章发表。国 内CNKI也从2003年的几篇综述开始到现在已有上千篇出版，并已有相关 书籍出版。
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LC-MS
检测动态范围宽 灵敏度高 利于快速定量分析
GC-MS
灵敏度高 用于挥发性物质检测 检测动态范围窄
NMR
检测动态范围宽 快速、无损 灵敏度低
1.3 代谢组学数据分析与处理
样本的采集 样本的制备
化合物种类多样化 浓度动态范围大 理化性质复杂化
样本的分析
仪器稳定性、精密度、重现性、灵敏度 代谢物分析的全面性