医生和研究人员通常通过直接询问患者或查阅医疗记录来了解一个人服用的药物。但这些信息往往不完整。人们可能忘记自己服用了什么药物、使用非处方药、服用剩余的处方药、在线购买药品，或通过食物和环境无意中接触药物。因此，重要的药物暴露可能被遗漏。了解存在哪些药物很重要，因为它们可能对生物和健康产生意想不到的影响。
现在，加州大学圣地亚哥分校的研究团队及其同事创建了一个公开可用的在线参考库，包含数千种药物、其分解产物和相关化合物的化学“指纹”。该研究于2025年12月9日发表在《自然·通讯》上。
研究人员表示，将患者血液、尿液或其他生物样本中未知化合物与全球天然产物社会分子网络（GNPS）药物库中的化合物进行比对，能比患者医疗记录更准确地揭示其药物暴露情况。
为了构建该库，研究团队使用了质谱法，该方法对构成药物的分子施加电荷以按重量分类，然后将其分解以生成化学指纹。库中的每种药物条目都链接到其来源（处方药、非处方药等）、所属药物类别、用途以及在体内作用方式的描述。
为了测试该库在准确检测患者生物样本中实际药物暴露方面的能力，研究人员使用了一种称为非靶向代谢组学的特殊质谱法。该方法同时分析数千种分子，以识别样本中的药物分解产物。
“无论我们将什么样本放入质谱仪，无论是尿液、母乳还是环境水样，它都能检测到样本中的所有化学物质，”共同第一作者、博士后科学家赵妮（Nina Zhao）博士说。赵妮在加州大学圣地亚哥分校药学院和医学院教授皮特·多雷斯坦（Pieter Dorrestein）博士的实验室工作。
例如，研究人员发现：
- 炎症性肠病、川崎病或龋齿患者的样本显示出高频率的抗生素，这与这些疾病的典型治疗一致。
- 银屑病患者的皮肤拭子通常富含抗真菌剂，反映了皮肤病变的常见抗真菌疗法。
研究团队还在美国肠道计划（研究美国、欧洲和澳大利亚肠道微生物多样性的项目）近2000名参与者样本上测试了该库。分析检测到75种不同药物，反映了这些地区最常开处方的药物类别和药品。
“我们预期这些药物最常见，而观察结果确实如此，证实该库按预期工作，”共同第一作者、加州大学圣地亚哥分校药学院临床药学教授雪莉·津多卡（Shirley Tsunoda）实验室的博士后研究员基内·艾德·克维特内（Kine Eide Kvitne）说。
研究还显示，美国参与者每人携带的可检测药物多于欧洲或澳大利亚参与者，止痛药在女性中更常见，而勃起功能障碍药物主要在男性中检测到。
该库还能揭示可能对监测某些疾病具有临床相关性的共存疾病用药。例如，阿尔茨海默病患者的样本反映了心血管和精神科药物的使用，这与该神经退行性疾病常伴随的疾病治疗一致。
在人类免疫缺陷病毒（HIV）患者的临床研究样本中，该库不仅检测到抗病毒药物的存在，还检测到心血管和精神科药物，这与HIV感染者中观察到的较高心脏病和抑郁症发生率一致。这使研究人员能够根据患者实际服用的药物进行分组。研究人员还发现，某些HIV药物与肠道衍生分子的特定变化相关，展示了药物暴露如何重塑微生物组。
“许多不同类型的药物对肠道微生物组有巨大影响，而微生物组与免疫系统相连，”赵妮说。
团队测试了3000多种食品，发现肉类产品中含有抗生素，蔬菜中含有也用于人类的农药。他们认为该库还将有助于揭示隐藏的环境药物暴露，例如再生水和雪中的暴露。
作为同类首个工具，GNPS药物库为未来研究药物暴露、微生物分解产物和患者结果之间的联系奠定了基础。研究人员表示，这一综合资源将随时间继续扩展，他们目前正在探索使用大语言模型和生成式人工智能来整理新数据。
该库的用户友好在线数据分析应用程序将使没有药学背景的临床和公共卫生研究人员能够理解药物及其代谢物如何影响健康。
“基本上，你输入数据集，点击一下，就能得到关于其中含有哪些药物的所有信息，以及图表，”赵妮说。
该库还可能通过解释为什么不同患者对治疗的反应不同（取决于他们如何代谢药物）来促进精准医疗。
“通过理解这一点，也许我们可以利用这些信息优化药物治疗，”她说。
研究的其他共同作者包括：Siddharth Mohan、Vincent Charron-Lamoureux、Wout Bittremieux、Runbang Tang、Robin Schmid、Yasin El Abiead、Mohammadsobhan S. Andalibi、Helena Mannochio-Russo、Madison Ambre、Nicole E. Avalon、MacKenzie Bryant、Andrés Mauricio Caraballo-Rodríguez、Martin Casas Maya、Loryn Chin、Ronald J. Ellis、Donald Franklin、Lauren Hansen、Robert Heaton、Jennifer E. Iudicello、Lora Khatib、Scott Letendre、Daniel McDonald、Ipsita Mohanty、David J. Moore、Prajit Rajkumar、Harshada Sapre、Sydney P. Thomas、Caitlin Tribelhorn、Helena M. Tubb、Corinn Walker、Crystal X. Wang、Shipei Xing、Jasmine Zemlin、Simone Zuffa、Karsten Zengler和Rob Knight（均来自加州大学圣地亚哥分校）；Robin Schmid（加州大学圣地亚哥分校和捷克科学院）；Corinna Brungs和Tomáš Pluskal（捷克科学院）；Santosh Lamichhane（加州大学圣地亚哥分校、图尔库大学和Åbo Akademi大学）；Sagan Girod（阿尔伯塔大学）；Paulo Wender P. Gomes（加州大学圣地亚哥分校和帕拉联邦大学）；Alan K. Jarmusch（国家环境健康科学研究所）、Sarolt Magyari（加州大学圣地亚哥分校和苏黎世联邦理工学院）；Andrés Cumsille（佛罗里达大学）；Dylan H. Ross（华盛顿大学和太平洋西北国家实验室）；Mohammad Reza Zare Shahneh和Mingxun Wang（加利福尼亚大学河滨分校）；David S. Wishart（加州大学圣地亚哥分校和阿尔伯塔大学）；Rima Kaddurah-Daouk（杜克大学）；Manuela Raffatellu（加州大学圣地亚哥分校和千叶大学）；Libin Xu（华盛顿大学）。
该研究部分由美国国立卫生研究院（NIH）（资助号1U19AG063744、3U19AG063744、P50HD106463、R01DK136117、U24DK133658、P30MH062512）和戈登和贝蒂·摩尔基金会（资助号GBMF12120）提供资金支持。
披露声明：津多卡教授从Veloxis Pharmaceuticals获得研究资金。多雷斯坦教授是Cybele、BileOmix和Sirenas的顾问并持有股权，并是Ometa、Enveda和Arome的科学联合创始人、顾问及股东（已获加州大学圣地亚哥分校批准）。多雷斯坦教授在2023年还为DSM动物营养与健康公司提供咨询。
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