Fortschritte in der gezielten 1H-NMR Metabolomik

Metabolomik ist ein Bereich, der die kleinen Moleküle oder Metaboliten in biologischen Proben untersucht. Eine Methode, die sogenannte gezielte 1H-NMR-Metabolomik, ist beliebt geworden, um diese Metaboliten genau unter die Lupe zu nehmen. Diese Methode hilft dabei, Gesundheitsrisiken zu verstehen und Krankheiten in grossen Bevölkerungsstudien vorherzusagen. Zum Beispiel sind zwei wichtige Werkzeuge, die aus dieser Methode hervorgegangen sind, MetaboAge, das das Risiko von Herzkrankheiten anzeigt, und MetaboHealth, das hilft, die allgemeine Gesundheit und das Risiko, aus irgendeinem Grund zu sterben, vorherzusagen.

#Bedeutung der gezielten 1H-NMR-Metabolomik

Die gezielte 1H-NMR-Metabolomik konzentriert sich darauf, eine bestimmte Gruppe von Metaboliten zu messen, die in einem konsistenten Muster im NMR-Spektrum erscheinen. Durch das Messen dieser Metaboliten können Forscher Profile erstellen, die den metabolischen Zustand einer Person widerspiegeln. Diese Methode ist kosteneffektiv und kann viele Proben aus grossen Studien analysieren, was sie wertvoll für die öffentliche Gesundheit und die Krankheitsforschung macht.

#Nightingale Health und seine Rolle

Nightingale Health Plc ist ein Unternehmen, das Daten zur gezielten 1H-NMR-Metabolomik bereitstellt. Sie bieten Lösungen zur Analyse von menschlichem Serum, Plasma oder Urinproben an, wobei der Fokus auf einer begrenzten Anzahl von Metabolitmarkern liegt. Mehrere grosse Forschungskooperationen, wie BBMRI.NL und UK-Biobank, haben Nightingales Metabolomik-Profiling in ihre Studien einbezogen. So haben sie Daten aus Zehntausenden von biologischen Proben gesammelt.

#Herausforderungen bei der Datenkonsistenz

Bei gross angelegten Studien kann die Probenhandhabung und -verarbeitung variieren. Das kann zu Unterschieden in den Daten führen, die die Zuverlässigkeit der Ergebnisse beeinträchtigen könnten. Nightingale Health hat kürzlich seinen Prozess zur Quantifizierung von Analytik aktualisiert. Während dieses Update darauf abzielte, die Daten Genauigkeit zu verbessern, könnte es auch zu Abweichungen in der Art und Weise führen, wie frühere Studien und Patientenprofile verglichen werden.

#Bewertung der Änderungen bei Nightingale Health

Um zu verstehen, wie die Updates die Daten beeinflusst haben, haben wir die metabolischen Messungen über drei verschiedene Versionen von Nightingales Plattform analysiert: 2014, 2016 und 2020. Durch den Vergleich von etwa 220 Merkmalen aus denselben Proben entdeckten wir, dass viele Metaboliten eine starke Korrelation zwischen den verschiedenen Plattformversionen zeigten. Einige Metaboliten hatten jedoch niedrigere Korrelationen, was darauf hindeutet, dass Änderungen in der Plattform die Ergebnisse beeinflussen könnten.

#Einfluss auf Multi-Analyt-Score

Multi-Analyt-Scores wie MetaboHealth und MetaboAge bewerten die Gesundheitsergebnisse basierend auf metabolischen Merkmalen. Der MetaboHealth-Score zeigte ähnliche Assoziationen mit der Sterblichkeit über verschiedene Versionen hinweg, während der MetaboAge-Score aufgrund des Wegfalls einiger Metaboliten in der neuen Version eine Neutrainierung erforderte. Die neu trainierte Version des MetaboAge zeigte vergleichbare Risikovorhersagen für die Sterblichkeit.

#Analyse der Datenkonsistenz in verschiedenen Kohorten

Wir haben untersucht, wie konsistent Metaboliten in verschiedenen Kohorten im BBMRI.NL-Datensatz waren. Die Korrelationen variierten, wobei einige Kohorten eine hohe Konsistenz in den Metabolit-Korrelationen zeigten und andere niedrigere Werte aufwiesen. Dennoch identifizierten wir eine Liste von Metaboliten mit hoher Korrelation über verschiedene Versionen hinweg, was ihre Zuverlässigkeit in der Forschung unterstützt.

#Neue Biomarker in der neuesten Plattform

Die 2020-Version von Nightingale Healths Plattform führte 37 Biomarker ein, die für diagnostische Zwecke genehmigt wurden, was sie nicht nur für die Forschung, sondern auch für die klinische Nutzung relevant macht. Trotz einiger Verbesserungen wurden bestimmte Biomarker aufgrund von Problemen mit der Reproduzierbarkeit eingestellt, was Herausforderungen für langfristige Studien mit sich bringt.

#Änderungen in Masseinheiten und Werten

Zusätzlich zur Einführung neuer Biomarker wies die aktualisierte Plattform Änderungen in den Masseinheiten und berichteten Werten auf. Zum Beispiel änderte sich die Einheit für Albumin von einer Signalbereichsmessung zu Gramm pro Liter. Solche Variationen können Vergleiche zwischen Ergebnissen von Studien, die zu unterschiedlichen Zeiten durchgeführt wurden, komplizieren und die Zuverlässigkeit der Ergebnisse beeinträchtigen.

#Bewertung der Korrelation zwischen Metaboliten

Um die Beziehung zwischen demselben Metaboliten über verschiedene Plattformversionen hinweg zu bewerten, berechneten wir die Korrelation für verschiedene metabolische Messungen innerhalb spezifischer Kohorten. Während die meisten Metaboliten eine starke Korrelation zeigten, wiesen einige eine moderate oder niedrige Korrelation auf, was darauf hindeutet, dass der Kalibrierungsprozess beeinflussen könnte, wie diese Metaboliten im Laufe der Zeit interpretiert werden.

#Klinische Relevanz der Metabolomik

Die Nightingale-Metabolomik-Plattform ermöglicht es Forschern, wichtige klinische Biomarker zusammen mit metabolischen Markern effizient zu quantifizieren. Durch den Vergleich von Biomarkern, die durch klinische Chemie gemessen wurden, mit ihren Nightingale-Pendants fanden wir eine allgemein gute Übereinstimmung, was die klinischen Anwendungen der Plattform stärkt.

#Bewertung der Sterblichkeitsvorhersagen

Um zu sehen, ob Änderungen in der Plattform die Sterblichkeitsvorhersagen beeinflussten, analysierten wir den MetaboHealth-Score und seine Korrelation mit der Zeit bis zum Tod. Der Score zeigte starke Assoziationen mit der Sterblichkeit und bestätigte seine Vorhersagekraft trotz der aktualisierten Plattform. Obwohl geringfügige Unterschiede festgestellt wurden, blieb die Gesamtwirksamkeit des Scores erhalten.

#Neutrainierung von MetaboAge für bessere Genauigkeit

Angesichts der Einstellung bestimmter Metaboliten in der neueren Plattformversion trainierten wir das MetaboAge-Modell unter Verwendung der aktualisierten Messungen neu. Diese Neutrainierung konzentrierte sich darauf, die Genauigkeit beizubehalten und sich an die Änderungen in den verfügbaren Metaboliten anzupassen. Unsere Bewertungen zeigten, dass die neuen Versionen des MetaboAge-Modells weiterhin gut mit den Sterblichkeitsvorhersagen korrelierten.

#Fazit

Im Bereich der epidemiologischen Forschung ist die Replikation von Ergebnissen entscheidend. Während die Updates von Nightingale Health Verbesserungen in der Datenqualität und Messkonsistenz gebracht haben, müssen Forscher bei der Nutzung von Metabolomik-Daten vorsichtig sein. Eingestellte Marker und Änderungen in den Berichtsmethoden können beeinflussen, wie frühere Ergebnisse interpretiert werden. Eine sorgfältige Neutrainierung von Modellen und eine Neubewertung der Ergebnisse sollten durchgeführt werden, um die Integrität zukünftiger Forschung zu gewährleisten. Indem sie diese Herausforderungen erkennen, können Forscher besser mit der sich entwickelnden Landschaft der Metabolomik und ihren Anwendungen in Gesundheits- und Krankheitsstudien umgehen.