为适应大规模核辐射突发事故中人群辐射损伤评估的要求,以快速、灵敏、微创为前提的组学方法开始用于辐射生物标志物的研究,为新型生物剂量计的研发提供了新思路。其中,以代谢组学为基础的辐射损伤生物标志物研究在放射生物学领域日益受到关注。然而,目前的研究多集中在实验动物模型,缺乏在体的研究和验证。本研究以需行全身照射(TBI)预处理的造血干细胞移植患者作为替代的辐射损伤在体模型,利用基于气相色谱-质谱(GC-MS)和液相色谱-质谱(LC-MS)的拟靶标代谢组学方法对TBI患者的尿液和血浆代谢谱进行考察,筛选出与辐射损伤相关的尿液和血浆特征代谢物,并对其涉及的代谢通路进行了初步探讨。本论文研究结果为发现、验证辐射损伤生物标志物以及阐明辐射损伤和修复相关机制提供实验依据。1.建立了基于选择反应监测(SRM)的气相色谱-质谱(GC-MS)和液相色谱-质谱(LC-MS)的尿液拟靶标代谢组学分析方法,考察了日内、日间精密度和重现性。结果表明所建立的方法具有良好的日内、日间精密度和重复性,适用于大规模样本的代谢组学分析。2.利用建立的拟靶标代谢组学分析方法考察了行全身照射(TBI)患者尿液代谢物的变化,筛选出尿液辐射损伤特征代谢物,分析其在性别中的差异;结果表明,电离辐射可导致人体氨基酸代谢、嘌呤代谢、糖酵解途径、三羧酸循环以及脂肪酸β氧化等能量代谢相关代谢通路扰动,部分特征代谢物具有性别差异。结合多变量分析方法,筛选出能够区分低、高剂量的潜在尿液辐射损伤标记物。3.利用LC-MS拟靶标分析方法考察了行全身照射(TBI)患者血浆代谢物的变化,采用非参数配对检验的方法,筛选出血浆辐射损伤特征代谢物,探讨其涉及的代谢通路以及代谢物关联网络。结果表明,氨基酸代谢、脂质代谢和肠道菌群代谢涉及的代谢通路在辐射损伤中机制中具有重要作用。