这篇文档属于类型b（综述类科学论文）。以下是针对该文献的学术报告：
作者及机构
本文由Shi Qiu（邱实，海南医学院）、Ying Cai（蔡颖，黑龙江中医药大学）、Hong Yao（姚红，哈尔滨医科大学附属第一医院）、Chunsheng Lin（林春生，黑龙江中医药大学附属第二医院）、Yiqiang Xie（谢毅强，通讯作者，海南医学院）、Songqi Tang（唐松奇，通讯作者，海南医学院）和Aihua Zhang（张爱华，通讯作者，海南医学院/黑龙江中医药大学）共同完成，发表于2023年的期刊《Signal Transduction and Targeted Therapy》（影响因子：38.104），标题为《Small molecule metabolites: discovery of biomarkers and therapeutic targets》。
主题与背景
本文系统综述了小分子代谢物（small molecule metabolites）作为生物标志物（biomarkers）和治疗靶点的研究进展。代谢异常是疾病的公认特征，代谢组学（metabolomics）通过分析代谢通路失调和代谢物积累/缺失，为疾病诊断、预后评估及治疗监测提供了新工具。由于传统生物标志物的局限性，高特异性、非侵入性的代谢组学技术成为生物医学研究的前沿领域。
主要观点与论据
1. 代谢组学的技术平台与分析方法
- 核心技术：核磁共振（NMR）和质谱（MS）是代谢组学的主要分析工具。MS技术（如LC-MS、GC-MS）因其高灵敏度可检测低丰度代谢物，而NMR擅长解析代谢通路变化。新兴的质谱成像（MSI）技术可实现代谢物的空间分布可视化。
- 数据库与算法：人类代谢组数据库（HMDB）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）为代谢物鉴定提供支持；MetaboAnalyst等软件用于通路分析和网络拓扑建模。
- 证据：文中列举了44-55项研究，证明多平台联用（如LC-MS与NMR结合）可提高代谢物覆盖率，而机器学习算法能处理复杂代谢数据（如XCMS Online和MS-DIAL软件）。
2. 小分子代谢物的功能与生物标志物发现
- 代谢表型与疾病关联：代谢物作为基因型与表型的桥梁，可反映环境、遗传和病理状态的交互作用。例如，β-丙氨酸（beta-alanine）和鸟氨酸（ornithine）等6种代谢物组成的Panel可诊断帕金森病（AUC > 0.9）（文献481）。
- 支持研究：Liu等发现哮喘炎症表型与腺苷单磷酸（AMP）和烟酰胺（nicotinamide）相关（文献473）；另一研究显示胆汁酸代谢紊乱与药物性肝损伤的慢性化相关（文献476）。
3. 代谢标志物的临床应用
- 诊断价值：例如，甘油-3-半乳糖苷（glycerol-3-galactoside）可作为糖尿病肾病的独立预测指标（文献526）；谷氨酸（glutamate）和假尿苷（pseudouridine）与糖尿病视网膜病变相关（文献489）。
- 分层与预后：COVID-19重症患者的色氨酸代谢（tryptophan metabolism）通路异常与疾病严重度相关（文献477）；血清丙酮酸（pyruvate）水平可预测COVID-19预后（文献575）。
4. 代谢调控与治疗靶点
- 机制探索：靶向代谢酶（如IDH1/2）可调控肿瘤代谢（文献680）；色氨酸代谢通过影响肿瘤微环境成为免疫治疗靶点（文献677-679）。
- 案例：琥珀酸（succinate）是主动脉瘤的潜在治疗靶点（文献164）；甘氨脱氧胆酸（glycodeoxycholic acid, GDCA）通过激活PARP-1促进结直肠癌转移（文献676）。
5. 多组学整合与网络药理学
- 系统生物学方法：代谢组与基因组、蛋白质组数据整合可揭示疾病机制。例如，阿尔茨海默病的代谢网络模型筛选出8种代谢物（如棕榈酸和色氨酸），诊断准确率>97.7%（文献700）。
- 天然药物开发：如人参皂苷Rd（ginsenoside Rd）通过调节代谢通路发挥抗炎作用（文献730）。
意义与价值
1. 科学价值：全面梳理了代谢组学在精准医学中的角色，提出代谢表型可作为疾病分型和治疗反应的动态指标。
2. 应用前景：为早期诊断（如癌症和神经退行性疾病）和个性化治疗（如代谢靶向药物）提供了新策略。
3. 方法论贡献：强调多组学整合和人工智能在代谢网络解析中的重要性，推动生物标志物从发现到临床验证的转化。
亮点
- 技术革新：详述了MSI和单细胞代谢组学（single-cell metabolomics）等前沿技术的应用。
- 跨学科视角：结合系统生物学、网络药理学和临床医学，提出“代谢-表型-治疗”一体化研究框架。
- 临床转化：列举了20余种代谢标志物Panel的AUC值和特异性数据，凸显其临床潜力。
此综述为代谢组学在疾病机制研究和临床实践中的应用提供了权威参考，尤其适合生物医学、药理学和临床转化领域的研究者。