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其用药情况，但这些信息往往不完整。人们可能遗忘所服药物、使用非处方药、服用剩余处方药、网购药品或因食物及环境而无意接触药物，导致重要药物暴露被遗漏。掌握实际存在的药物至关重要，因其可能对生物学和健康产生意外影响。
目前，加利福尼亚大学圣地亚哥分校的研究团队及其合作者创建了一个公开可用的在线参考库，收录了数千种药物、其代谢产物及相关化合物的化学“指纹”。该研究于2025年12月9日发表在《自然·通讯》杂志上。研究者指出，将患者血液、尿液或其他生物样本中的未知化合物与全球天然产物社交分子网络药物库（GNPS Drug Library）进行比对，能比患者医疗记录更准确地揭示其药物暴露状况。
为构建该库，研究团队采用质谱分析技术——对构成药物的分子施加电荷以按重量分类，再将其分解生成化学指纹。库中每种药物条目均关联其来源（处方药、非处方药等）、药物类别、用途及体内作用机制描述。
为验证该库在患者生物样本中准确检测实际药物暴露的能力，研究者使用了一种名为非靶向代谢组学的特殊质谱分析法。该方法可同时分析数千种分子以识别样本中的药物代谢产物。
“无论我们将何种样本置入质谱仪——尿液、母乳甚至环境水样——它都能检测出样本中的所有化学物质”
— 赵妮（Nina Zhao）博士
“无论我们将何种样本置入质谱仪——尿液、母乳甚至环境水样——它都能检测出样本中的所有化学物质，”共同第一作者、加利福尼亚大学圣地亚哥分校药学院及医学院药理学与儿科学教授皮特·多雷斯坦（Pieter Dorrestein）博士实验室的博士后科学家赵妮（Nina Zhao）博士表示。
例如，研究发现：
- 患有炎症性肠病、川崎病或龋齿者的样本显示抗生素使用频率较高，符合这些疾病的常规治疗方案。
- 银屑病患者的皮肤拭子常富含抗真菌药，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（该计划研究美国、欧洲和澳大利亚肠道微生物多样性）近2000名参与者样本中测试了该库。分析检测出75种不同药物，清单反映了这些地区最常用药物类别及药品。
“我们预期这些药物最常被检出，实际观察结果证实了该库按预期工作，”共同第一作者、加利福尼亚大学圣地亚哥分校药学院临床药学教授兼药学教育副院长雪莉·椿田（Shirley Tsunoda）博士实验室的博士后研究员基娜·艾德·克维特内（Kine Eide Kvitne）表示。
该库还揭示美国参与者个体可检测药物数量高于欧洲或澳大利亚参与者，女性更常检出止痛药，而男性主要检出治疗勃起功能障碍的药物。
该库亦能发现可能与特定疾病监测相关的共存病症用药。例如，阿尔茨海默病患者样本反映了心血管和精神类药物的使用，符合该神经退行性疾病常伴发疾病的治疗方案。在人类免疫缺陷病毒（HIV）患者的临床研究样本中，该库不仅检测出抗病毒药物，还发现心血管和精神类药物，与HIV感染者中心脏病和抑郁症高发情况一致。这使研究者能根据实际用药情况对参与者进行分组，并发现某些HIV药物与肠道衍生分子的特定变化相关，证明药物暴露可重塑微生物组。
“许多不同药物对肠道微生物组有巨大影响，而微生物组与免疫系统密切相关，”赵妮表示。
团队测试了3000多种食品，发现肉类产品含抗生素、蔬菜中含有人畜共用的农药。他们认为该库还将有助于揭示再生水和积雪等环境中的隐性药物暴露。
作为同类首创工具，GNPS药物库为未来研究药物暴露、微生物代谢产物与患者预后之间的联系奠定了基础。研究者表示，这一综合资源将随时间持续扩展，目前正探索利用大型语言模型和生成式人工智能整理新数据。
该库用户友好的在线数据分析应用程序将使不具备药学背景的临床和公共卫生研究者理解药物及其代谢物如何影响健康。
“基本上，你输入数据集，一键即可获取所有关于其中所含药物的信息，以及图表，”赵妮表示。
该库还有助于通过解释患者因药物代谢差异导致治疗反应不同的原因，促进精准医疗发展。
“通过理解这一点，或许我们能利用该信息优化药物治疗，”她表示。
本研究其他合著者包括：悉达多·莫汉、樊尚·夏隆-拉穆鲁、乌特·比特雷米、唐润邦、罗宾·施密特、亚辛·埃尔阿比阿德等来自加利福尼亚大学圣地亚哥分校的研究者，以及捷克科学院、图尔库大学、阿尔伯塔大学等机构的国际学者。
本研究部分资金来自美国国立卫生研究院（NIH）和戈登与贝蒂·摩尔基金会。
披露声明：椿田教授接受Veloxis Pharmaceuticals的研究资助。多雷斯坦教授担任Cybele、BileOmix和Sirenas的顾问并持有股权，是Ometa、Enveda和Arome的科学联合创始人及顾问，并持有股权（已获加利福尼亚大学圣地亚哥分校批准）。多雷斯坦教授2023年还曾为DSM动物营养与健康公司提供咨询。
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