CN106537145A - 用于疾病诊断和健康评估的个体受试者的小分子生物化学特征分析 - Google Patents

用于疾病诊断和健康评估的个体受试者的小分子生物化学特征分析 Download PDF

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Abstract

本文中描述了对个体受试者进行小分子生物化学特征分析以诊断疾病或病症、促进疾病或病症诊断、和/或鉴定个体受试者中发展疾病或病症的风险升高的方法。鉴定在源于个体的样品中存在的小分子的异常水平并且基于鉴定的异常水平获得与个体受试者相关联的诊断信息。获得的诊断信息包括以下一者或多者：与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一条生物化学途径的鉴定、与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一种疾病或病症的鉴定、和与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一种推荐的后续试验的鉴定。

Description

用于疾病诊断和健康评估的个体受试者的小分子生物化学特 征分析
相关申请
本申请要求2014年4月8日提交的美国临时申请号61/976,886、2014年8月14日提交的美国临时申请号62/037,422和2015年2月19日提交的美国临时申请号62/118,338的优先权，所述全部文献的内容均通过引用的方式完整并入本文。
背景技术
代谢组学是一个旨在测量生物样品中全部小分子(代谢物)的迅速演化的领域。代谢物代表了衔接基因功能、环境影响和健康/疾病终点的中间生物学过程(Suhre,K.和Gieger,C.Genetic variation in metabolic phenotypes:study designs andapplications.Nat Rev Genet 13,759-769(2012))。代谢表型连同基因组一起可以产生对基因功能、疾病病理学和疾病诊断与预后的生物标记物的新型认识(Suhre,K.等人,Humanmetabolic individuality in biomedical and pharmaceutical research.Nature 477,54-60(2011)；Milburn,M.V.和Lawton,K.A.Application of metabolomics to diagnosisof insulin resistance.Annu Rev Med 64,291-305(2013))。
自本世纪早期以来，代谢组学已经在科学研究和发现中找到其位置。这种方法已经广泛地和成功地用来鉴定各种适应症的生物标记物。然而，代谢组学尚未广泛用于诊断个体患者中的疾病。
目前，临床诊断试验从单一类别化合物(例如，尿有机酸类)测量多达100种生物化学化合物并且一般仅测量单一生物化学物，这不得不进行多个诊断试验。这些试验一般按顺序进行，并且需要显著量的样品(例如，每个试验至少0.5mL)，并且在一些情况下，可能需要侵入性方法以获得所述样品(例如，组织活检样品)。
发明内容
本文所述的一些实施方案包括在临床环境下利用患未知疾病(或作为对照，已知疾病)的有症状个体和无症状个体的代谢特征分析的系统、方法和设备。在一些实施方案中，有症状个体的代谢组学特征分析辅助诊断造成这些个体中所观察到的症状的疾病或病症。在一些实施方案中，有症状个体的代谢组学特征分析确定个体疾病的严重程度。在一些实施方案中，无症状个体的代谢组学特征分析可以揭示健康风险使得在症状和疾病发作之前或在疾病早期采取治疗性干预成为可能。在本文所述的例子中，对来自个体的生物样品调查生物化学物的变化(增加或减少、存在或不存在)和相关生物化学途径并检测内源性小分子、膳食小分子、微生物小分子、异型生物质(xenobiotic)小分子(即，代谢物、生物化学物、化学物、化合物)的变化，所述变化提示与疾病和病症相关联的生物化学子途径和途径的扰动，并且对于个体群体中的每位个体，鉴定出具有患几种疾病或病症的风险或面临该风险的个体。在例子中，对于个体群体中的每位个体，对来自该个体的单一生物样品同时调查内源性小分子、膳食小分子、微生物小分子和异型生物质小分子的存在、不存在或其异常水平。同时调查生物样品包括自动生成生物样品的生物化学特征并且随后自动统计分析生物化学特征数据以鉴定作为统计离群值的小分子。这些例子显示，来自有症状个体的样品的生成的生物化学特征和生成的生物化学特征的自动统计分析揭示了受扰动或异常的生物化学途径和/或辅助诊断有症状个体的异常小分子水平。在一些实施方案中，可视化自动统计分析生成的生物化学特征的结果可以提供为辅助确定受扰动或异常的生物化学途径和/或异常小分子水平。在一些实施方案中，展示了与鉴定的受扰动或异常生物化学途径和/或异常小分子水平相关联的一种或多种可能诊断的列表。在一些实施方案中，展示了与鉴定的受扰动或异常生物化学途径和/或异常小分子水平相关联的额外诊断试验和程序的列表。在一些实施方案中，本发明的系统、方法和设备拓展了诊断疾病的能力并且改善对个体健康的临床评估。
在一个实施方案中，提供辅助诊断有症状个体的方法。
在一个实施方案中，所述有症状个体是新生儿。
在一个实施方案中，提供鉴定“健康”临床队列中的有风险个体(即，无症状个体)的方法。
在一个实施方案中，无症状个体是新生儿。
在一个实施方案中，待诊断的疾病是罕见疾病。
一项实施方案包括一种用于促进诊断个体受试者中疾病或病症的方法。该方法包括从个体受试者获得样品并且生成样品的小分子特征，所述小分子特征包含关于样品中多种小分子的每一者存在或不存在及其水平的信息。该方法还包括将样品的小分子特征与包含多种小分子的每一者的水平的标准范围的参比小分子特征比较并且鉴定样品中分别具有异常水平的小分子的子集。样品中小分子的异常水平是落在小分子的标准范围外部的水平。使用在计算装置的处理器上执行的分析设施，实施比较和鉴定。该方法还包括基于鉴定的小分子子集的异常水平从数据库获得诊断信息。该数据库容纳了使多种小分子的一种或多种小分子的异常水平与关于多种疾病和病症中每一者的疾病或病症的信息相关联的信息。该方法还包括存储获得的诊断信息。存储的诊断信息包括以下一者或多者：与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一条生物化学途径的鉴定、与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一种疾病或病症的鉴定、和与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一种推荐的后续试验的鉴定。
在一个实施方案中，待诊断的疾病或病症是多种疾病和病症的任何一种。所述疾病和病症包括但不限于人类代谢遗传病，包括脲循环病、有机酸血症、氨基酸代谢和转运病、脂肪酸氧化病、糖代谢病、核苷合成和再生缺陷、金属转运病、神经递质及小肽病、线粒体能量代谢病、溶酶体贮积病、蛋白质糖基化病、磷酸戊糖代谢病、葡萄糖转运病、生酮作用与酮解作用疾病、维生素/辅因子合成和再生疾病、脂质与胆汁酸代谢病和过氧化物酶体病。
另一个实施方案包括一种针对多种疾病或病症筛查个体受试者的方法。该方法包括从个体受试者获得样品并且生成样品的小分子特征，所述小分子特征包含关于样品中多种小分子的每一者存在或不存在及其水平的信息。该方法还包括将样品的小分子特征与包含多种小分子的每一者的水平的标准范围的参比小分子特征比较，以确定多种小分子的任一者是否在样品中具有异常水平。样品中小分子的异常水平是落在小分子的标准范围外部的水平。对于样品中具有多种小分子的任一者的异常水平的小分子特征，鉴定在样品中分别具有异常水平的小分子的子集。使用在计算装置的处理器上执行的分析设施，实施比较和鉴定。对于样品中具有多种小分子的任一者的异常水平的小分子特征，诊断信息基于鉴定的小分子子集的异常水平从数据库获得。该数据库包含使多种小分子的一种或多种小分子的异常水平与关于多种疾病和病症中每一者的疾病或病症的信息相关联的信息。对于样品中具有多种小分子的任一者的异常水平的小分子特征，存储获得的诊断信息。存储的诊断信息包括以下一者或多者：与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一条生物化学途径的鉴定、与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一种疾病或病症的鉴定、和与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一种推荐的后续试验的鉴定。对于样品中不具有多种小分子的任一者的异常水平的小分子特征，存储表明未检出异常水平的信息。
一个实施方案包括一种针对发展多种疾病或病症中的疾病或病症的风险升高来筛查个体受试者的方法。该方法包括从个体受试者获得样品并且生成样品的小分子特征，所述小分子特征包含关于样品中多种小分子的每一者存在或不存在及其水平的信息。该方法还包括将样品的小分子特征与包含多种小分子的每一者的水平的标准范围的参比小分子特征比较，以确定多种小分子的任一者是否在样品中具有异常水平。样品中小分子的异常水平是落在小分子的标准范围外部的水平。对于样品中具有多种小分子的任一者的异常水平的小分子特征，鉴定在样品中分别具有异常水平的小分子的子集，使用在计算装置的处理器上执行的分析设施实施比较和鉴定。对于样品中具有多种小分子的任一者的异常水平的小分子特征，诊断信息基于鉴定的小分子子集的异常水平从数据库获得。该数据库包含使多种小分子的一种或多种小分子的异常水平与关于多种疾病和病症中每一者的疾病或病症的信息相关联的信息。对于样品中具有多种小分子的任一者的异常水平的小分子特征，存储获得的诊断信息。存储的诊断信息包括发展与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的疾病或病症的风险增加的鉴定。对于样品中不具有多种小分子的任一者的异常水平的小分子特征，存储表明未检出异常水平的信息。
附图说明
图1是根据实施方案，用于促进诊断个体受试者中疾病或病症的方法的框图。
图2是根据实施方案，针对多种疾病或病症筛查个体受试者的方法的框图。
图3是根据实施方案，针对发展某种疾病或病症的风险升高来筛查个体受试者的方法的框图。
图4是患者113的8条生物化学超级途径和每条途径的分类状态的直观显示图示。
图5是患者113的全部生物化学子途径的状态的示例直观显示。
图6是患者113的异常生物化学子途径的直观显示图示。
图7是患者113的个体异常生物化学物的示例直观显示。
图8是基于Z-评分分析，直观显示患者113的个体异常生物化学物的例子，所述异常生物化学物为疾病诊断性的或生物化学上与诊断性生物化学物相关。
图9是患者101的个体异常生物化学物的直观显示示例。在图9中，1-十五烷酰甘油磷酸胆碱”意指1-十五烷酰甘油磷酸胆碱(15:0)，“15-甲基棕榈酸-同量素(isobar)-含2-甲基”意指15-甲基棕榈酸(同量素含2-甲基棕榈酸)，并且“3-羧基-4-甲基-5-丙基-2-呋喃丙”意指3-羧基-4-甲基-5-丙基-2-呋喃丙酸盐(CMPF)。
图10是对患者101确定为异常的生物化学子途径的直观显示图示。在图10中、“药物”涉及异型生物质性药物代谢物，“脂肪.酸.代谢，又称BCAA.Meta...”意指脂肪酸代谢(又称作BCAA代谢)、“嘧啶.代谢.胸腺嘧啶.Conta...”意指嘧啶代谢(包含胸腺嘧啶)。
图11是患者139的个体异常生物化学物的直观显示图示。在图11中，“1-二十碳五烯酰甘油磷酸乙...”意指1-二十碳五烯酰甘油磷酸乙醇胺并且“2-花生四烯酰甘油磷酸乙醇...”意指2-花生四烯酰甘油磷酸乙醇胺。
图12是患者120844的个体异常生物化学物的直观显示示例。在图12中，“5-乙酰基氨基-6-甲酰氨基-3-甲基..”意指5-乙酰基氨基-6-甲酰氨基-3-甲基尿嘧啶，并且“5α-雄烷-3α,17β-二醇..”意指5α-雄烷-3α,17β-二醇二硫酸盐。
图13是患者135109的个体异常生物化学物的示例直观显示。
图14是患者135308的个体异常生物化学物的直观显示图示。在图14中，“3-羧基-4-甲基-5-丙基-2-呋喃丙..”意指3-羧基-4-甲基-5-丙基-2-呋喃丙酸盐(CMPF)。
图15是来自51名患者的具有异常代谢物的支链氨基酸(BCAA)生物化学途径的直观显示示例，所述患者患有定位至(mapped to)该途径的BCAA代谢疾病。病症由数字1-7指示。菱形表示对于给定病症而言该生物化学途径中的已知破坏。
图16A-16C是示例直观显示中因实施例4中患者的补充疗法而改变的代谢物的图。图16A是在依据患者的IEM病症“分组(binned)”的接受补充性肉碱治疗的患者中测量的改变的三甲胺N-氧化物水平的图。如通过图所示，补充性肉碱增加三甲胺N-氧化物水平。图16B是在依据患者的IEM疾病划分或“分组”的接受氨扫除性苯基丁酸盐疗法的患者中改变的苯乙酰谷氨酰胺水平的图。如通过图所示，氨扫除性苯基丁酸盐疗法引起苯乙酰谷氨酰胺增加。图16C是在依据患者的IEM病症分组的用补充性肌酸治疗的患者中测量的改变的肌酸水平的图。如通过图所示，血浆中的肌酸可直接度量。“其他”指的是患有不属于所示分组类别之一的IEM的剩余患者。
图17是与精氨酸血症相关的生物化学途径的示例直观显示，所述精氨酸血症具有定位至该途径的异常代谢物。患者由数字1-4指示。菱形显示精氨酸血症中缺陷酶的位置。值作为z-评分(y-轴)给出，并且灰色虚线显示>2或<-2的z-评分。途径中间体由编号的圆圈指示，(1)精氨酸、(2)精氨琥珀酸盐、(3)瓜氨酸、(4)鸟氨酸、(5)氨甲酰磷酸盐、(6)乳清酸盐、(7)尿苷、(8)尿嘧啶、(9)二氢尿嘧啶、(10)3-脲基丙酸盐、(11)同型精氨酸(homoarginine)、(12)同型精氨琥珀酸盐和(13)同型瓜氨酸(homocitrulline)。
图18是将每位受试者的代谢物离群值总数排序的图示。
图19显示了点图的示例直观显示，所述点图显示队列中醋氨酚代谢物、四种初级胆汁酸和谷胱甘肽的数据分布。黑点显示3976或3958的代谢物水平。空心点显示队列其余者的数据分布。箱代表分布的中间50％，并且左和右“箱须”代表数据的完整跨度。垂线指中位数并且加号代表均数。
图20显示了能量代谢的精简代谢图示和点图的示例直观显示，所述点图显示队列中已知与II型糖尿病相关的关键代谢物的数据分布。黑点显示如临近图标记的特定受试者的代谢物水平。空心点显示队列其余者的数据分布。箱代表分布的中间50％，并且左和右“箱须”代表数据的完整跨度。垂线指中位数并且加号指均数。
图21显示了胆汁酸循环的直观显示和显示队列中四种初级胆汁酸的数据分布的点图的图示。黑点显示3917或3952的代谢物水平。空心点显示队列其余者的数据分布。箱代表分布的中间50％，并且左和右“箱须”代表数据的完整跨度。垂线指中位数并且加号指均数。
图22是根据一些实施方案，用于执行一些示例性方法的一些步骤中的计算装置的框图。
图23是根据实施方案的示例报告，所述示例报告显示分析个体的结果并且报告个体的临床状态，包括疾病风险评分。
图24显示了辅助诊断受试者中异戊酸血症的示例性疾病或病症特异性复合评定方法的评分的直观显示的图示。示出200份患者样品的复合评分。两位异戊酸血症受试者的复合评分由黑色方块显示。
图25显示了辅助诊断受试者中赖氨酸尿性蛋白不耐症的示例性疾病或病症特异性复合评定方法的评分的直观显示的图示。示出200份患者样品的复合评分。两位赖氨酸尿性蛋白不耐症受试者的复合评分由黑色方块显示。
具体实施方式
想要获得可以使用少量(例如，100μl或更少)样品测量多个生物化学类别和生物化学途径中的数百种生物化学物以诊断或辅助诊断个体受试者疾病的单一试验。这种试验也可以用来比当前临床诊断试验更早地鉴定疾病，从而允许更早地治疗和/或干预。这种试验可以用于健康个体或无症状个体以早期检测疾病的代谢适应症或作为健康评估法使用。这种试验可以用于尚未作出诊断的有症状个体。这种试验可以特别用于获得大体积的多份样品可能困难的新生儿。
为了控制攀升的卫生保健费用和维持生活质量，在临床实践中并入更高级和更有信息的技术以指导疾病预防和早期诊断的重要性增长。本文所述技术的一些实施方案利用一种基于小样品容量获得个体的全面代谢表型的高效和有效方法，所述方法可以用来评价个体的健康状态并辅助诊断疾病。
定义
“样品”或“生物样品”或“标本”意指从受试者分离的生物材料。生物样品可以含有适于检测所需生物标记物的任何生物材料并且可以包含来自受试者的细胞物质和/或非细胞物质。样品可以分离自任何合适的生物组织或流体，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液(crevicular fluid)或细胞样品。样品可以例如是干燥的血点，其中将血液样品在滤纸上点样并干燥。
“受试者”意指任何动物，但优选地是哺乳动物，例如，人、猴、非人灵长类、大鼠、小鼠、牛、犬、猫、猪、马或兔。所述受试者可以是有症状的(即，具有提示存在疾病、病状或病症(包括其遗传适应症)或对其易感的一种或多种特征)或可以是无症状(即，缺少所述特征)。所述受试者可以是新生儿。所述受试者可以是婴儿。所述受试者可以是幼儿或青少年。所述受试者可以是成体。
“人类婴儿”意指处于生命最早阶段、特别在幼儿可以行走之前、一般从出生时间延伸到1岁年龄的年幼人类幼儿。
“人类新生婴儿”意指在人类出生时开始并延续至出生后第28天的时期。
一种或多种生物标记物的“水平”意指样品中生物标记物的绝对或相对的量或浓度。
“小分子”、“代谢物”、“生物化学物”意指细胞中存在的有机分子和无机分子。本术语不包括庞大的大分子，如庞大的蛋白质(例如，分子量超过2,000、3,000、4,000、5,000、6,000、7,000、8,000、9,000或10,000的蛋白质)、庞大的核酸(例如，分子量超过2,000、3,000、4,000、5,000、6,000、7,000、8,000、9,000或10,000的核酸)、或庞大的多糖(例如，分子量超过2,000、3,000、4,000、5,000、6,000、7,000、8,000、9,000或10,000的多糖)。细胞的小分子通常在细胞质中或在其他细胞器如线粒体中的溶液内游离存在，在那里，它们形成中间体的汇集物，所述汇集物可以经进一步代谢或用来产生庞大的分子，称作大分子。术语“小分子”包括信号传导分子和将源自食物的能量转化成可用形式的化学反应中的中间体。小分子的非限制性例子包括糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸、细胞过程中形成的中间体和在细胞内部存在的其他小分子。
“内源性小分子”意指源自人类受试者或在其内部产生的小分子。
“膳食小分子”意指源自膳食的小分子，所述小分子一般是植物衍生的并且不由人类内源产生；例如，必需氨基酸和必需脂肪酸。
“异型生物质小分子”或“异型生物质”意指在生物内部发现的小分子，所述小分子正常情况下不天然地由该生物产生或预计不存在于该生物内部。如本文所用的异型生物质小分子指化学物质如药物(例如，抗生素)、毒素、毒物或污染物(例如，二噁英类、多氯联苯类)。
“微生物性小分子”意指源自微生物的小分子并且不由人产(例如，3-吲哚酚硫酸盐)。
“异常”或“异常代谢物”或“异常水平”指高于或低于限定标准范围的代谢物或所述代谢物的水平。例如，对于一些代谢物，落在至少1.5*IQR(四分位距)外部的对数变换水平是异常的。在另一个例子中，对于一些代谢物，确定落在至少3.0*IQR外部的对数变换水平为异常。在一些例子中，假定落在至少1.5*IQR外部的对数变换水平是异常的来分析数据，并且在一些例子中，假定落在至少3.0*IQR外部的对数变换水平是异常的来分析数据。在另一个例子中，对于一些代谢物，具有Z-评分>1或<-1的对数变换水平的代谢物是异常的。在一些实施方案中，对于一些代谢物，具有Z-评分>1.5或<-1.5的对数变换水平的代谢物是异常的。在一些实施方案中，对于一些代谢物，具有Z-评分>2.0或<-2.0的对数变换水平的代谢物是异常的。在一些实施方案中，不同范围的Z-评分用于不同的代谢物。在一些实施方案中，限定的标准范围可以基于水平的IQR，而非对数变换水平的IQR。在一些实施方案中，限定的标准范围可以基于水平的Z-评分，而非对数变换水平的Z-评分。异常代谢物还可以包括以下限定的的罕见代谢物和/或遗失性代谢物。任何统计方法可以用来确定异常代谢物。
“离群值”或“偏值”指具有高于或低于限定标准范围的水平的任何生物化学物。任何统计方法可以用来确定偏值。通过非限制性实例，以下检验可以用来鉴定离群值：可以对变换的数据(例如，对数变换)或未变换的数据实施的t检验、Z-评分、改良Z-评分、格鲁布斯检验、Tietjen-Moore检验、广义极端值学生化偏差(Generalized Extreme StudentizedDeviate)。
“途径”是常用来限定一系列彼此关联的步骤或反应的术语。例如，其中一个反应的产物是后续反应的底物的生物化学途径。生物化学反应并不必然地是线性的。反而，术语生物化学途径理解为包括代谢中涉及的相互关联的生物化学反应(包括生物合成反应和分解反应)的网络。无修饰语的“途径”可以指“超级途径”和/或指“子途径”。“超级途径”指大类的代谢。“子途径”指更广泛途径的任何子集。例如，谷氨酸盐代谢是氨基酸代谢生物化学超级途径的子途径。“异常途径”意指这样的途径，其中一种或多种异常生物化学物已经定位至所述途径，或与群体中所述途径的期望生物化学距离相比，个体的所述途径的生物化学距离高(例如，与给定途径的来自参比受试者的样品的群体相比，个体的所述途径的生物化学距离属于最高10％以内(among the highest 10％))。
“罕见疾病”或“孤儿疾病”是侵袭很少一部分群体(根据美国国家健康研究所在任何给定时间一般少于200,000个美国人)的任何疾病。
“试验样品”意指来自待分析的个体受试者的样品。
“参比样品”意指用于确定小分子水平的标准范围的样品。“参比样品”可以指来自个体参比受试者(例如，正常(健康)参比受试者或患病参比受试者)的个体样品，可以选择所述个体参比受试者以使其年龄和性别与试验受试者非常相似。“参比样品”还可以指包含来自个体参比受试者的参比样品中的汇集的等分试样的样品。
“锚点样品(anchor sample)”指这样的样品，所述在多个分析中运用并可以用来比较来自运用相同锚点样品的任何分析中的结果。在一些情况下，参比样品也可以充当锚点样品。
“基质样品(matrix sample)”指设计成依据年龄和性别与总群体最相似的汇集样品；它通过从年龄和性别匹配的适宜样品取得等分试样并将它们合并成单一的样品汇集物来制备。这些基质样品在平台运行期间自始至终注射并且充当技术性重复，从而允许确定定量全部一致性检出的生物化学物中的变化性并允许监测整个过程变化性和平台性能。
“罕见代谢物”或“罕见生物化学物”指在试验样品中存在、而在参比样品中罕见观察到的生物化学物。“罕见”代谢物在参比样品中不存在或低于检测限或在仅小部分的参比样品中存在或检出(例如，在少于15％的参比样品中检出，或在少于10％的参比样品中检出)。
“遗失性代谢物”或“遗失性生物化学物”指在试验样品的特征中未检出、而在参比样品的特征中检出或在超过90％的参比样品中检出的生物化学物。
“人类代谢遗传病”指先天性代谢缺陷，包括脲循环病(例如，精氨琥珀酸裂合酶缺乏症、精氨酸血症、瓜氨酸血症、胍乙酸甲基转移酶缺乏症、鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏症、高鸟氨酸血症-同型瓜氨酸血症-高血氨症、希特林蛋白缺乏症)、有机酸血症(例如，戊二酸尿症、甲基丙二酸血症、异戊酸血症、丙酸血症)、氨基酸代谢和转运病(例如，HMG Co裂合酶缺乏症、枫糖尿病、PKU、钴胺素缺乏症、CblA、CblC、3-甲基巴豆酰CoA羧化酶缺乏症、同型胱氨酸尿症(homocystinuria)、钼辅因子、酪氨酸血症、芳族氨基酸脱羧酶缺乏症、3-甲基戊烯二酸尿症、尿刊酸酶缺乏症、3-羟异丁酰-CoA水解酶缺乏症)、脂肪酸氧化病(例如，CPTII、MCAD缺乏症、极长链酰基CoA脱氢酶缺乏症、SCAD缺乏症、LCHAD缺乏症、肉碱转运缺陷、肉碱-酰基肉碱转移酶缺乏症、三甲基赖氨酸羟化酶ε缺乏症、原发性肉碱缺乏症、γ-丁酰甜菜碱羟化酶缺乏症)、糖类代谢病(例如，半乳糖血症)、核苷合成和再生缺陷(例如，二氢嘧啶脱氢酶缺乏症、黄嘌呤尿症、胸苷磷酸化酶缺乏症、腺苷脱氨酶缺乏症、琥珀酰腺苷裂合酶缺乏症)、金属转运病(例如，无转铁蛋白血症、无铜蓝蛋白血症)、与中心碳代谢关联的疾病(例如，丙酮酸脱氢酶缺乏症、柠檬酸转运蛋白缺乏症、GLUT1缺乏症、高草酸尿症)、与GABA代谢关联的疾病(例如，琥珀酸半醛脱氢酶缺乏症、4-氨基丁酸氨基转移酶缺乏症)、线粒体能量代谢病(例如，细胞色素C氧化酶缺乏症)、溶酶体贮积病(例如，胱氨酸病)、蛋白质糖基化病(例如，先天性糖基化疾病)、磷酸戊糖代谢障碍(例如，核糖-5-磷酸异构酶缺乏症、转醛酶缺乏症)、葡萄糖转运病(例如，GLUT1缺乏症综合征)、生酮作用和酮解作用疾病(例如，线粒体3-羟-3-甲基戊二酰-CoA合酶缺乏症、琥珀酰-CoA3-氧代酸(oxoacid)CoA转移酶缺乏症、线粒体乙酰乙酰-CoA硫解酶缺乏症)、维生素/辅因子合成和再循环疾病(例如，生物素酶缺乏症、羧化全酶合成酶缺乏症)、脂质与胆汁酸代谢病(例如，胆固醇7α-羟化酶、固醇27-羟化酶)、过氧化物酶体病(例如，Smith-Lemli-Opitz综合征、泽尔韦格综合征)和肌氨酸血症。
优于现有技术和/或当前临床实践的改进
从同时调查7000多种化合物的单一小样品所获得的分析结果的全面性质和宽度代表了优于当前临床实践的进步和改进。在实施例描述的方法中，超过700种具名的代谢物纳入从分析个体受试者的个体试验样品中生成的报告。审查和测量这些代谢物允许跨至少8条生物化学超级途径和41条生物化学子途径的代谢物的同时调查。
为获得丰富生物化学信息所要求的少量样品是优于当前临床实践的主要改进。一般在这种方法中使用的样品的量是小于100uL体液(例如，血液、血浆、血清、尿、脑脊液、唾液、沟液等)。在一些实施方案中，通过能够利用小量、非侵入生物样品同时评估多种生物化学物、子途径和超级途径，该方法代表时间和费用的节省。在一些实施方案中，在超级途径和子途径背景下分析生物化学物的能力提供了优于当前临床试验的优势。根据一些实施方案，该方法的一个输出是一系列推荐进行的临床诊断试验。当前临床诊断试验从单一类别化合物(例如，尿有机酸类)测量至多100种生物化学化合物并且一般仅测量单一生物化学物，这限制了对影响这种生物化学物或类别的疾病或病症的诊断并且不得不进行多个诊断试验。这些试验一般按顺序进行，因此，可能花费数天至数周以获得试验结果，因而诊断延迟。另外，试验需要显著较大量的样品(0.5mL)，并且在一些情况下，可能需要侵入性方法以获得所述样品(例如，组织活检样品)。由于当前临床诊断试验一般仅报告单一生物化学物或单一类别的化合物，所以诊断必然地限于其中这种单一生物化学物或生物化学物类不同于单一类别化合物而改变的疾病或病症。本发明方法的一些实施方案将通过对单一、小体积、非侵入性或最小侵入性生物样品同时调查来自多个生物化学类别和生物化学途径的数千种小分子并自动提供必需诊断试验的数目的‘简短列表’以便跟踪，来辅助诊断。在一些实施方案中，通过减少确定诊断所要求的试验的数目，本文所述的方法代表的优于当前临床实践的改进。在当前临床实践中，将需要进行多种不同试验，包括氨基酸、酰基肉碱、有机酸、嘌呤、嘧啶、酰基甘氨酸、胆汁酸、乳清酸和肉碱生物合成中间体的定向型组合测定法，以实现与本文所述方法相同的诊断实用性。甚至在单一疾病或病症内部(例如，钴胺素合成疾病或丙酸血症等)，需要多个不同试验以彼此区分这些疾病并确定治疗方案。在一些实施方案中，通过使用当前诊断组合来分析目前不可及的其它代谢物，本文所述的方法代表优于当前临床实践的改进。通过一项评估，在本文所述的例子中明确鉴定的超过400种内源性人类分析物不能在临床生物化学遗传学实验室中检出，甚至当使用全部可用试验(包括：尿有机酸分析、血浆氨基酸分析、或其他无数更小的定向型检验组合的任一项)时也是如此。在一些实施方案中，对单一、小体积、非侵入性样品调查数千种小分的存在、不存在或其改变的水平有助于诊断数十、数百、数千或数万种疾病或病症，这代表相对于从受试者获得多份样品、大体积样品或侵入性样品并进行多个试验的当前临床实践而言的改进。另外，基于本文所述的一些示例方法中提供的推荐，几种后续诊断试验可以同时进行，这将节省诊断时间。另外，在一些实施方案中，该方法依赖于单一样品类型。当前临床诊断方法测量血清、血浆或血液中的一些代谢物(例如，同型半胱氨酸)，而其他诊断方法测量尿中的代谢物(例如，有机酸)并且其他诊断方法测量CSF中的生物化学物(例如，γ-氨基丁酸盐)。本文所述的方法包括使用参比样品。统计分析参比样品的小分子特征为每种小分子的水平提供标准范围。
在一些实施方案中，参比样品设计成年龄和性别与试验样品非常相似。例如，将来自有症状的新生女婴的乙二胺四乙酸-血浆(EDTA-血浆)试验样品与从新生女婴的EDTA-血浆样品的汇集物产生的参比样品比较。
在一些实施方案中，参比样品可以与试验样品同时分析。在这些实施方案中，一份或多份参比样品还可以充当锚点样品。在一些实施方案中，试验样品还可以充当参比样品之一。在一些实施方案中，参比样品在与试验样品分开的运行(runs)中分析。在这些实施方案中，在与试验样品相同的运行中分析的独立锚点样品可以用来使得来自试验样品的运行的数据与来自采用参比样品的运行的数据联系。
在一些实施方案中，本文所述的方法还包括使用与试验样品同时分析(即，在相同运行中)的锚点样品。一些实施方案中使用的实验性技术(例如，LC/MS、GC/MS)提供样品中小分子水平的相对值，而不是在运行之间变化的绝对值。相同实验性运行中分析的锚点样品可以用来控制运行之间的变化性。例如，在参比样品运行一次后，可以在后续次数中将参比样品的等分试样作为锚点样品随新样品一起运行，这使得修正试验间变化性成为可能，从而后续分析的结果可以与先前分析比较。作为另一个例子，将试验样品(一种或多种)分析一次并报告结果。随后，将相同的试验样品作为锚点样品与新试验样品一起第二次分析，这使得修正运行间的变化性成为可能，从而将第二次分析的结果可以与第一次分析比较。
在参比样品与试验样品独立运行的实施方案中，一份或多份额外的锚点样品用来在试验样品与从参比样品的统计分析生成的参比小分子特征比较时修正运行间的变化性。例如，在一些实施方案中，一份或多份锚点样品从源自参比受试者的参比样品的汇集等分试样产生并且与试验样品同时运行。从汇集的参比样品产生的一份或多份锚点样品能够修正运行间的变化性以比较试验样品数据与来自多个参比受试者的参比样品的先前统计分析结果。参比样品的统计分析结果可以是存储在数据库中供比较。在一些实施方案中，参比样品可以在试验样品之前运行。在一些实施方案中，参比样品可以在试验样品之后运行。
在一些实施方案中，统计地分析来自多个参比受试者的参比样品的数据以确定包括每种小分子的水平的标准范围的参比小分子特征。在一些实施方案中，一份或多份锚点样品从参比样品的汇集等分试样产生并且与试验样品同时运行。从汇集的参比样品产生的一份或多份锚点样品能够修正运行间的变化性以比较试验样品数据与来自多个参比受试者的样品的先前统计分析结果。
根据需要在修正运行间的变化性后进行的试验样品与参比小分子特征的比较鉴定出异常或离群小分子。在一些实施方案中，对于每位个体，异常或“离群”代谢物、超级途径和子途径通过基于欧氏距离的自动统计分析而自动鉴定并且自动报告，并且可以自动可视化。在一些实施方案中，离群代谢物定义为具有至少1.5*IQR的对数变换水平的那些代谢物。离群代谢物也可以定义为具有选定的对数变换Z-评分范围(例如，>1或<-1的Z-评分、>1.5或<-1.5的Z-评分或>2.0或<-2.0的Z-评分)的那些代谢物。在一些实施方案中，用来限定离群代谢物水平的Z-评分范围可以对一些代谢物而言不同于其他代谢物(例如，>1或<-1的Z-评分可以用于一些代谢物并且>1.5或<-1.5的Z-评分可以用于其他代谢物)。在一些实施方案中，自动生成报告，该报告列出全部罕有观察到的代谢物以及从特征遗失的常见代谢物。在一些实施方案中，将代谢物自动分选入子途径和超级途径。在一些实施方案中，生成显示超级途径、子途径和各个小分子的自动化可视化结果。在一些实施方案中，鉴定到异常生物化学途径(即，异常超级途径和/或异常子途径)。因此，在一些实施方案中，方法分析并报告了从整个生物化学特征获得的信息并且鉴定异常的代谢物、生物化学超级途径和子途径(例如，正常途径和/或异常途径)以确定疾病或病症诊断或辅助其诊断，并且在不依赖特异性诊断试验的情况下评估个体的健康，所述特异性诊断试验由特定疾病的单一生物标记物或生物标记物集合(例如，生物标记物组合)组成。
另外，在包括生成报告的一个实施方案中，向个体而非向一组个体提供报告。这与当前生物化学特征分析或基于代谢组学的诊断疾病方法相反。一般，在代谢组学/生物化学特征分析实验中，将成组的受试者分类，而个体仅基于组中的成员关系而非基于个体进行分类。对于其生物化学特征或测量值视为‘离群值’的那些个体，尤其如此；在常见的代谢组学生物化学特征分析实验中，通常将这些离群值忽略、从数据集移除或视为分类误差。与之相反，本文展示的方法的实施方案寻求鉴定离群值并且使用这种信息诊断或辅助诊断疾病。
实施方案
在一个实施方案中，提供一种通过以下方式诊断或辅助诊断有症状的受试者中疾病或病症的方法：通过统计分析，对来自所述受试者的生物样品调查内源性小分子、膳食小分子、微生物小分子和异型生物质小分子的存在、不存在或异常水平，以鉴定所述小分子的离群值，所述离群值提示小分子在所述样品中异常，并且列出异常小分子。
在另一实施方案中，可视地显示异常小分子。可视化可以显示每条所述途径的指示物，包括所述途径的罕见值或遗失值的指示物，将每条途径(例如，超级途径或子途径)显示为正常/常见或异常。任何数目的途径可以在显示中列出，并且任何数目的图形说明可以用来展示结果。在一个实施方案中，图形说明显示根据样品中生物化学物水平分类的每个异常生物化学物。可以在图形说明中显示任何数目的生物化学物。例如，可以显示样品中测量的全部生物化学物，或可以仅显示达到某个统计临界值的生物化学物。生物化学物可以在显示中以任何方式排序，例如，按字母顺序、依据显著性、依据疾病相关性、依据生物化学超级途径和/或子途径等排序。
在一个实施方案中，提供一种通过以下方式诊断或辅助诊断有症状的受试者中疾病或病症的方法：通过统计分析，对来自所述受试者的生物样品调查内源性小分子、膳食小分子、微生物小分子和异型生物质小分子的存在、不存在或异常水平，以鉴定所述小分子的离群值，所述离群值提示小分子在所述样品中异常，可视化并列出异常小分子，将异常小分子定位至途径(例如，生物化学超级途径和/或子途径)，以诊断或辅助诊断疾病或病症。小分子可以按任何方式归类，包括依据疾病相关性、生物化学相关性、化学结构等归类。可以使用任何数目的类别。例如1个以上、2个以上、3个以上、5个以上、10个以上、15个以上、20个以上、50个以上、100个以上的类别可以用来将小分子归类。可以使用任何数目的子类别。例如1个以上、2个以上、3个以上、5个以上、10个以上、15个以上、20个以上、50个以上、100个以上的子类别可以用来将小分子子归类。在一个实施方案中，异常小分子可以依据一条或多条生物化学超级途径归类，所述超级途径包括：氨基酸；肽；糖；能量；脂质；复合脂类；核苷酸；辅因子和维生素；和异型生物质。在一个实施方案中，异常小分子可以定位至一条或多条生物化学子途径，所述所述子途径包括：甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢；丙氨酸和天冬氨酸盐代谢；谷氨酸盐代谢；组氨酸代谢；赖氨酸代谢；苯丙氨酸和酪氨酸代谢；色氨酸代谢；亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸代谢；甲硫氨酸、半胱氨酸、SAM和牛磺酸代谢；脲循环；精氨酸和脯氨酸代谢；肌酸代谢；多胺代谢；胍基和乙酰氨基代谢；谷胱甘肽代谢；猫尿氨酸代谢；γ-谷氨酰基氨基酸；二肽衍生物；二肽；多肽；纤维蛋白原切割肽；糖酵解、糖异生和丙酮酸代谢；糖酵解、糖异生和丙酮酸代谢；磷酸戊糖途径；戊糖代谢；糖原代谢；二糖和寡糖；果糖、甘露糖和半乳糖代谢；核苷酸糖；氨基糖代谢；高级糖化终产物；TCA循环；氧化磷酸化；短链脂肪酸；中链脂肪酸；长链脂肪酸；多不饱和脂肪酸(n3和n6)；定量性游离脂肪酸；分枝脂肪酸；脂肪酸，二羧酸盐；脂肪酸甲酯；脂肪酸酯；脂肪酸，酰胺；脂肪酸，酮；长链脂肪醇；脂肪酸合成；脂肪酸代谢；脂肪酸代谢(又称作BCAA代谢)；脂肪酸代谢(酰基甘氨酸)；脂肪酸代谢(酰基肉碱)；肉碱代谢；酮体；神经递质；脂肪酸，单羟基；脂肪酸，二羟基；脂肪酸，氧化的；类花生酸；内源性大麻素；肌醇代谢；磷脂代谢；溶血性脂质；甘油脂代谢；单酰甘油；二酰甘油；鞘脂代谢；甲羟戊酸代谢；固醇；类固醇；初级胆汁酸代谢；次级胆汁酸代谢；二酰甘油；三酰甘油；溶血磷脂酰胆碱；磷脂酰胆碱；磷脂酰乙醇胺；磷脂酰丝氨酸；鞘磷脂；鞘脂代谢；心磷脂；胆固醇酯；磷脂；含有(次)黄嘌呤/肌苷的嘌呤代谢；含有腺嘌呤的嘌呤代谢；含有鸟嘌呤的嘌呤代谢；含有乳清酸盐的嘧啶代谢；含有尿嘧啶的嘧啶代谢；含有胞苷的嘧啶代谢；含有胸腺嘧啶的嘧啶代谢；嘌呤和嘧啶代谢；烟酸盐和烟酰胺代谢；核黄素代谢；泛酸盐和CoA代谢；抗坏血酸和糖二酸(Aldarate)代谢；生育酚代谢；生物素代谢；叶酸代谢；四氢生物蝶呤代谢；蝶呤代谢；血红蛋白和卟啉代谢；硫辛酸(Lipoate)代谢；硫胺素代谢；维生素K代谢；维生素A代谢；维生素B12代谢；维生素B6代谢；苯甲酸盐代谢；黄嘌呤代谢；烟草代谢物；食物组分/植物；细菌；药物；邻苯二甲酸酯；和化学物。
在一个实施方案中，提供一种通过以下方式诊断或辅助诊断有症状的受试者中疾病或病症的方法：通过统计分析，对来自所述受试者的生物样品调查内源性小分子、膳食小分子、微生物小分子和异型生物质小分子的存在、不存在或异常水平，以鉴定所述小分子的离群值，所述离群值提示小分子在所述样品中异常，列出异常小分子，将异常小分子定位至生物化学途径(例如，生物化学超级途径和/或子途径)并且使图形可视化，并且另外，提供一系列推荐的后续临床诊断试验。
在一个实施方案中，提供一种通过以下方式诊断或辅助诊断有症状的受试者中疾病或病症的方法：通过统计分析，对来自所述受试者的生物样品调查内源性小分子、膳食小分子、微生物小分子和异型生物质小分子的存在、不存在或异常水平，以鉴定所述小分子的离群值，所述离群值提示小分子在所述样品中异常，列出异常小分子，将异常小分子定位至途径(例如，生物化学超级途径和/或子途径)并且使图形可视化和提供可能/大致疾病或病症的列表。
在一个实施方案中，提供一种通过以下方式诊断或辅助诊断有症状的受试者中疾病或病症的方法：通过统计分析，对来自所述受试者的生物样品调查内源性小分子、膳食小分子、微生物小分子和异型生物质小分子的存在、不存在或异常水平，以鉴定所述小分子的离群值，所述离群值提示小分子在所述样品中异常，列出异常小分子，将异常小分子定位至生物化学途径(例如，生物化学超级途径和/或子途径)并且使图形可视化，并且另外，提供可能/大致疾病或病症的列表以及还提供推荐的后续临床诊断试验的列表。
图1是根据一些实施方案，用于促进诊断个体受试者中疾病或病症的方法10的框图。从个体受试者获得样品(步骤12)。生成样品的小分子特征，所述小分子特征包含关于样品中多种小分子的每一者存在、不存在及其水平的信息(步骤14)。将样品的小分子特征与包含多种小分子的每一者的水平的标准范围的参比小分子特征比较并且鉴定样品中具有异常水平的小分子的子集(步骤16)。基于鉴定的小分子子集的异常水平从数据库获得诊断信息(步骤18)。在一些实施方案中，基于鉴定的小分子子集的异常水平获得诊断信息包括鉴定一条或多条异常生物化学途径(步骤19)。该数据库包含使多种小分子的一种或多种小分子的异常水平与关于多种疾病和病症中每一者的疾病或病症的信息相关联的信息。在一些实施方案中，该方法还包括基于来自鉴定为具有异常水平的小分子的一个或多个子集的数据的加权组合，生成疾病或病症特异性复合评分，并且基于鉴定的小分子子集的异常水平从数据库获得诊断信息，包括基于生成的疾病或病症特异性复合评分从该数据库获得诊断信息。存储获得的诊断信息(步骤20)。存储的诊断信息包括以下一者或多者：与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一条生物化学途径的鉴定、与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一种疾病或病症的鉴定、和与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一种推荐的后续试验的鉴定。从而，存储的诊断信息促进诊断个体受试者中的疾病或病症。在一些实施方案中，该方法还包括存储获得的诊断信息的图示(步骤22)。图1中步骤19和22的框周围的虚线表示这些无需存在于全部实施方案中。
在本文所述方法的一些实施方案中，个体受试者具有多种疾病和病症的一者或多者的症状。在一些实施方案中，方法10是用于诊断有症状个体受试者中的疾病或病症或促进其诊断的方法。
在本文所述方法的一些实施方案中，个体受试者对多种疾病和病症均无症状。在一些实施方案中，方法10是用于诊断无症状个体受试者中的疾病或病症或促进其诊断的方法。在本文所述方法的一些实施方案中，个体受试者是人类新生儿。在本文所述方法的一些实施方案中，个体受试者是人类婴儿。
在步骤12中，从个体受试者获得的样品是生物样品。如定义章节中解释，在多种实施方案中，生物样品可以是从受试者分离的任何生物材料。生物样品可以含有适于检测所需生物标记物的任何生物材料，可以包含来自受试者的细胞物质和/或非细胞物质，并且可以从任何合适的生物组织或流体分离。在一些实施方案中，个体受试者是人类新生儿并且生物样品是血液或尿。在一些实施方案中，个体是人类新生儿或人类婴儿并且生物样品是从尿布获得的尿。
在一些实施方案中，从个体受试者获得的样品具有小于500μL、小于400μL、小于300μL、小于200μL、小于100μL、小于90μL、小于80μL、小于70μL、小于60μL、小于50μL、小于40μL或小于30μL的体积。在一些实施方案中，从个体受试者获得的样品具有在20至500μL、20至400μL、20至300μL、20至200μL、20至100μL、20至90μL、20至80μL、20至70μL、20至60μL、20至50μL、20至40μL、或15μL至30μL范围内的体积。如上文解释，当检验从新生人类获得的生物样品时，生物样品小尺寸可能特别有益。
生成样品的小分子特征(步骤14)包括生成关于样品中多种小分子的每一者存在、不存在及其水平的信息。本文中，这也可以描述为调查生物样品。生成样品的小分子特征，所述小分子特征包含关于样品中多种小分子的每一者存在、不存在及其水平的信息(步骤14)。
在一些实施方案中，多种小分子包括两种以上的内源性小分子、膳食小分子、微生物小分子和异型生物质小分子(例如，内源性小分子和微生物小分子；内源性小分子和异型生物质小分子；内源性小分子和膳食小分子)。在一些实施方案中，多种小分子包括三种以上的内源性小分子、膳食小分子、微生物小分子和异型生物质小分子(例如，内源性小分子、微生物性小分子和膳食小分子；内源性小分子、微生物性小分子和异型生物质小分子)。在一些实施方案中，多种小分子包括内源性小分子、膳食小分子、微生物小分子和异型生物质小分子。
多种小分子包括来自多种类别或超级途径的小分子，如氨基酸；肽；糖类；能量；脂质；复合脂类；核苷酸；辅因子和维生素；和异型生物质。在一些实施方案中，多种小分子包括两种或更多种糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸和分解代谢产物。在一些实施方案中，多种小分子包括三种以上的糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸和分解代谢产物。在一些实施方案中，多种小分子包括四种以上的糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸和分解代谢产物。在一些实施方案中，多种小分子包括糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸和分解代谢产物。
在一些实施方案中，多种小分子包括多于25种小分子、多于50种小分子、多于100种小分子、多于200种小分子、多于300种小分子、多于400种小分子、多于500种小分子、多于600种小分子、多于700种小分子、多于800种小分子、多于900种小分子、多于1000种小分子、多于1100种小分子、多于1200小分子、多于1300种小分子、多于1400种小分子、多于1500种小分子、多于2000种小分子、多于3000种小分子、多于4000小分子、多于5000种小分子、多于6000种小分子或多于7000种小分子。
在一些实施方案中，多种小分子包括25-2500种小分子、50-2500种小分子、100-2500种小分子、200-2500种小分子、300-2500种小分子、400-2500种小分子、500-2500种小分子、600-2500种小分子、700-2500种小分子、800-2500种小分子、900-2500小分子或1000-2500小分子。
在一些实施方案中，多种小分子包括25-25,000种小分子、50-25,000种小分子、100-25,000种小分子、200-25,000种小分子、300-25,000种小分子、400-25,000种小分子、500-25,000种小分子、600-25,000种小分子、700-25,000种小分子、800-25,000种小分子、900-25,000种小分子、1000-25,000种小分子、1100-25,000种小分子、1200-25,000种小分子或1300-25,000小分子。
生成样品的小分子特征需要分析其组成性生物化学小分子。该分析可以包括从样品提取多种小分子的至少一些分子。分析可以使用本领域已知的一种或多种不同分析技术实施，例如，液相色谱(LC)、高效液相色谱(HPLC)(参见Kristal等人,Anal.Biochem.263:18-25(1998))、气相色谱(GC)、薄层色谱(TLC)、电化学分离技术(参见WO 99/27361、WO 92/13273、U.S.5,290,420、U.S.5,284,567、U.S.5,104,639、U.S.4,863,873和U.S.RE32,920)、折射率光谱法(RI)、紫外光谱法(UV)、荧光分析、放射化学分析、近红外光谱法(近IR)、核磁共振光谱法(NMR)、光散射分析(LS)、质谱法(MS)、串联质谱法(MS/MS2)、和联合方法如气相-色谱/质谱法(GC-MS)、液相色谱/质谱法(LC-MS)、超高效液相色谱/串联质谱法(UHLC/MS/MS2)和气相-色谱/串联质谱法(GC/MS/MS2)。
美国专利号7,884,318公开了确定复杂混合物中化学组分的组成的系统、方法和计算机可读取介质，它们可以根据一些实施方案用于生成样品的小分子特征。美国专利号7,884,318通过引用方式完整并入本文。如美国专利号7,884,318中所述，生成样品的分离数据和质谱数据，并将生成的分离数据和质谱数据与化学信息的文库(“化学文库”)比较以确定样品的小分子化学组分。
美国专利号7,561,975和美国专利号7,949,475提供了关于针对多份生物样品鉴定生物样品的小分子组分的分析的额外公开内容，所述的每份专利通过引用的方式完整并入本文。
在一些实施方案中，可以检验单一试验样品的多个等分试样(例如，两个、三、四、五、六个等)。在一些实施方案中，生成小分子特征的数据分析过程完全自动化，并且在适宜的质量控制(QC)后重组从试验样品的每次分析中衍生的信息。在一些实施方案中，将一个或多个额外的对照样品或标准样品(例如，锚点样品、质量控制样品)在与源于单一试验样品的一个或多个等分试样相同的运行中分析。在一些实施方案中，在相同的运行中分析来自多个不同个体的试验样品的等分试样。在一个实施方案中，可以将试验样品作为独立样品、一式两份、一式三份、一式四份等进行运行。
在一些实施方案中，生成小分子特征的数据分析过程部分地自动化(例如，人员基于生成的数据手动地验证一些或全部小分子的鉴定结果)。在一些实施方案中，生成小分子特征的数据分析过程完全自动化。
样品的小分子特征包括关于许多不同小分子存在、不存在及其水平的信息。对于一些小分子，该信息可以显示小分子的特定化学组成或特定化学结构(参见下文“具名的”小分子讨论)。对于一些小分子，该信息可以显示从分析方法获得的小分子的特性或行为，而不显示小分子的特定化学组成或结构(参见下文“未具名的”小分子讨论)。
在一些实施方案中，小分子特征明确地鉴定到确定在样品中存在的小分子、与存在的每种小分子相关联的水平、和确定从样品中缺少的小分子。小分子特征不需要明确地鉴定到确定从样品中缺少的小分子的信息，只要可以推断关于确定从样品中缺少的小分子的信息即可。例如，在一些实施方案中，小分子特征鉴定到样品中存在的小分子和样品中存在的每种小分子的水平。确定不存在的小分子可以通过与下述小分子的列表比较推断出来，其中基于所用实验技术，所述小分子如果存在则将检出。
将该小分子特征与参比小分子特征比较，以鉴定在样品中分别具有异常水平的多种小分子的子集(步骤16)。参比小分子特征包括多种小分子中每一者水平的标准范围。样品中小分子的异常水平是落在小分子的标准范围外部的水平。样品中小分子的异常水平包括相对于表明小分子应当是存在的标准范围而言从样品缺少的小分子(例如，遗失性生物化学物)、相对于表明小分子应当不存在的标准范围而言在样品中存在的小分子(例如，罕见生物化学物)、和在样品中以落在标准范围预测的浓度外部的浓度存在的小分子(例如，离群值)。
在一些实施方案中，从统计分析针对来自参比受试者群体的参比样品所生成的小分子特征确定(至少部分地确定)参比小分子特征。如上文所示，在一些实施方案中，按照年龄和/或性别选择参比样品以使其与试验样品(即，来自个体受试者的样品)非常相似。在一些实施方案中，选择参比样品对于多种疾病和病症无症状。在一些实施方案中，不基于参比样品是否无症状或有症状而选择参比样品。
类似于试验样品，每份参比样品可以分成多个等分试样用于分析并且可以在各种试验中平行、同时或依次分析，所生成的数据在适宜的质量控制后合并。
如上文所示，在一些实施方案中，将参比样品在与充当锚点样品的试验样品相同的实验性运行中分析。在一些实施方案中，参比样品在与试验样品分开的运行中分析并且额外的锚点样品用来修正运行间的变化性。在一些实施方案中，锚点样品是参比样品的汇集等分试样或来自此前运行的试验样品的汇集等分试样。
参比样品的统计分析用来生成参比小分子特征，所述参比小分子特征包括多种小分子的每一者的标准范围。在一些实施方案中，小分子的标准范围基于参比样品中小分子的对数变换浓度数据的四分位距(IQR)(例如，<1.5*IQR)。在一些实施方案中，小分子的标准范围基于参比样品中小分子的对数变换浓度数据的平均值的多个标准偏差(即，Z-评分)。
基于鉴定的小分子子集的异常水平从数据库获得诊断信息(步骤18)。该数据库包含使多种小分子的一种或多种小分子的异常水平与关于多种疾病和病症中每一者的疾病或病症的信息相关联的信息。在这样方法中，其中疾病或病症特异性复合评分基于来自鉴定为具有异常水平的小分子的一个或多个子集的数据的加权组合生成，数据库还包括使得一系列疾病或病症特异性复合评分与关于一种或多种疾病或病症中该疾病或病症的信息相关联的信息。
在一些实施方案中，数据库中的诊断信息使得小分子的异常水平与一条或多条生物化学途径相关联，并且获得的诊断信息鉴定与具有异常水平的小分子的子集相关联的一条或多条生物化学途径。在一些实施方案中，数据库中的诊断信息使得小分子的异常水平与生物化学超级途径和生物化学子途径关联，并且获得的诊断信息鉴定与具有异常水平的小分子的子集相关联的生物化学超级途径和生物化学子途径。如本文所用，获得关于与样品中具有异常水平的小分子的子集相关的生物化学途径(例如，生物化学超级途径和/或子途径)的信息称作将具有异常水平的小分子定位至途径。表明与具有异常水平的小分子的子集相关联的生物化学途径的信息视为诊断信息，这是因为它显示了个体受试者中可能未正常发挥功能的生物化学途径(异常途径)，促进了诊断。
在一些实施方案中，与具有异常水平的小分子的子集相关联的途径鉴定为异常途径。在一些实施方案中，通过以下方式鉴定一条或多条异常生物化学途径：确定与参比群体中所述途径的期望生物化学距离相比，个体的所述途径的生物化学距离高(例如，对于给定途径，与来自参比受试者的样品的群体相比，个体的所述途径的生物化学距离属于最高10％以内)。生物化学距离可以从距途径中每种小分子的几何平均值的欧氏距离计算。在一些实施方案中，可以从参比样品的群体确定每条途径的生物化学距离的标准范围，并且通过以下方式鉴定异常途径：将样品的每条途径的生物化学距离与该途径的生物化学距离的相应标准范围比较(例如，生物化学距离的标准范围可以是包括90％参比样品的生物化学距离范围，从而落在该范围之外或落入前10％参比样品中的距离将鉴定异常途径)。在一些实施方案中，前述的组合用来鉴定异常途径(例如，如果途径与具有异常水平的任何子集或小分子相关联或如果该途径的生物化学距离与群体中该途径的期望生物化学距离相比高，则该途径是异常的)。
在一些实施方案中，数据库中的信息使得具有异常水平的小分子与疾病或病症的鉴定相关联，并且获得的信息包括鉴定到与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一种疾病或病症。在一些实施方案中，数据库中的信息使得一系列疾病或病症特异性复合评分与至少一种疾病或病症的鉴定相关联。在一些实施方案中，鉴定是与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的一种或多种疾病或病症的可能或大致的诊断。在一些实施方案中，鉴定是与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的一种或多种可能疾病或诊断的列表。
在一些实施方案中，数据库中的诊断信息使得具有异常水平的小分子与至少一种后续试验相关，并且获得的信息包括鉴定到与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关的至少一种后续试验。
在一些实施方案中，数据库中的诊断信息包括使得小分子的异常水平与一条或多条生物化学途径与相关联的信息、使得小分子的异常水平与至少一种疾病或病症的鉴定相关联的信息和使得小分子的异常水平与鉴定到至少一种后续试验相关联的信息。在一些实施方案中，诊断信息可以存储在多个数据库中(例如，途径信息可以存储在一个数据库中并且鉴定到病或病症的信息和关于后续试验的信息可以存储在另一个数据库中)。
存储获得的诊断信息(步骤20)。存储的诊断信息包括以下一者或多者：与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一条生物化学途径的鉴定、与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一种疾病或病症的鉴定、和与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一种后续试验的鉴定。在一些实施方案中，存储的诊断信息包括鉴定到与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一条生物化学途径和以下一者或多者：鉴定到与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一种疾病或病症和鉴定到与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一种后续试验。
样品中显示疾病或病症存在的一种或多种小分子的异常水平在本文中描述为该疾病或病症的特征标识。特征标识可以是对用来检验样品的方法特异的。在一些实施方案中，数据库包括多种疾病或病症的特征标识。
在本文所述方法的一些实施方案中，多种疾病和病症包括多于2种疾病或病症、多于10种疾病或病症、多于20种疾病或病症、多于30种疾病或病症、多于50种疾病或病症、多于100种疾病或病症、多于200种疾病或病症、多于300种疾病或病症、多于400种疾病或病症、多于500种疾病或病症、多于600种疾病或病症、多于700种疾病或病症、多于800种疾病或病症、多于900种疾病或病症、多于1000种疾病或病症、多于1100种疾病或病症、多于1200种疾病或病症、多于1300种疾病或病症、多于1400种疾病或病症、多于1500疾病或病症多于2000种疾病或病症、多于3000种疾病或病症、多于4000种疾病或病症、多于5000种疾病或病症、多于6000种疾病或病症或多于7000种疾病或病症。
在本文所述方法的一些实施方案中，多种疾病和病症包括在2和10,000种之间的疾病或病症、在10和10,000种之间的疾病或病症、在20和10,000种之间的疾病或病症、在30和10,000种之间的疾病或病症、在50和10,000种之间的疾病或病症、在100和10,000种之间的疾病或病症、在200和10,000种之间的疾病或病症、在300和10,000种之间的疾病或病症、在400和10,000种之间的疾病或病症、在500和10,000种之间的疾病或病症、多于600和10,000种之间的疾病或病症、在700和10,000种之间的疾病或病症、在800和10,000种之间的疾病或病症、在900和10,000种之间的疾病或病症、在1000和10,000种之间的疾病或病症、在1100和10,000种之间的疾病或病症、在1200和10,000种之间的疾病或病症、在1300和10,000种之间的疾病或病症、在1400和10,000种之间的疾病或病症、在1500和10,000种之间的疾病或病症、在2000和10,000种之间的疾病或病症、在3000和10,000种之间的疾病或病症、在4000和10,000种之间的疾病或病症、在5000和15,000种之间的疾病或病症、在6000和15,000种之间的疾病或病症、或在7000和15,000种之间的疾病或病症。
一些实施方案包括存储一些或全部获得的诊断信息的图示(步骤22)。在一些实施方案中，存储了与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的一条或多条生物化学途径的图示。在一些实施方案中，该图示包括超级途径的图示，所述图示具有显示哪条超级途径与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的指示物(例如，参见图4和以下实施例部分中的相关描述)。在一些实施方案中，该图示包括与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的子途径的图示(例如，参见图6和以下实施例部分中的相关描述)。在一些实施方案中，该图示包括全部生物化学子途径的图示，其中有哪个生物化学子途径与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的图形标识(例如，参见图5和以下实施例部分中的相关描述)。在一些实施方案中，该图示还包括具有异常水平的鉴定的小分子子集的图示和每种小分子的水平的图形标识(例如，参见图7-9、11-14、和19-21和以下实施例部分中的相关描述)。如本文所用，生成、存储和/或显示一些或全部获得的诊断信息的图示也称作信息的可视化或结果的可视化。
图示可以按用于电子式图像存储的任何已知格式(例如，JPEG/JFIF、JPEG 2000、Exif、TIFF、RAW、GIF、BMP、PNG、PPM、PGM、PNM、WEBP、CGM、SVG等)存储。在一些实施方案中，可以将图示并入文档并且按文档文件格式(例如，PDF、.ps、.doc、.docx、.ppt、.odt、.htm、.html等)存储。
在一些实施方案中，个体受试者的多个类型的诊断信息可以汇编成单一文档，所述文档在本文中称作报告。该报告可以包括关于以下任何或全部的信息：检出的不同小分子生物化学物的总数；鉴定到与具有异常水平的小分子相关联的生物化学途径(例如，超级途径和/或子途径)；鉴定子途径中鉴定的哪些小分子以异常水平存在、鉴定到以异常水平存在的生物化学小分子和水平的指示、鉴定到罕见生物化学物、遗失性生物化学物的指示、每种离群生物化学物是否以高于或低于标准范围的水平存在的指示；可能或大致诊断的列表、推荐的确认性试验的列表以及推荐的后续试验的列表。报告可以按合适的电子文件格式存储。在一些实施方案中，结果的报告按任何合适的电子的或非电子(例如，纸)形式提供给医疗服务人员和/或个体受试者。
图2是根据实施方案，针对多种疾病或病症筛查个体受试者的方法20的框图。从个体受试者获得样品(步骤32)。生成样品的小分子特征，所述小分子特征包含关于样品中多种小分子的每一者存在、不存在及其水平的信息(步骤34)。将样品的小分子特征与包含多种小分子的每一者的水平的标准范围的参比小分子特征比较以确定特征中的任何小分子是否在样品中具有异常水平(步骤36)。如上文解释，样品中小分子的异常水平包括相对于表明小分子应当是存在的标准范围而言从样品缺少的小分子(例如，遗失性生物化学物)、相对于表明小分子应当不存在的标准范围而言在样品中存在的小分子(例如，罕见生物化学物)、和在样品中以落在标准范围预测的浓度外部的浓度存在的小分子(例如，离群值)。
如果样品的小分子特征中所有小分子均没有异常水平，则存储表明未检出异常水平的信息(步骤37)。
如果检出任何异常水平，则鉴定具有异常水平的多种小分子的子集(步骤38)。基于鉴定的小分子子集从数据库获得诊断信息(步骤40)。在一些实施方案中，该方法还包括基于来自鉴定为具有异常水平的小分子的一个或多个子集的数据的加权组合，生成疾病或病症特异性复合评分，并且基于鉴定的小分子子集的异常水平从数据库获得诊断信息包括基于生成的疾病或病症特异性复合评分从该数据库获得诊断信息。在一些实施方案中，基于鉴定的小分子子集的异常水平获得诊断信息包括鉴定一条或多条异常生物化学途径(步骤41)。该数据库包含使多种小分子的一者或多者的异常水平与关于多种疾病或病症中每一者的疾病或病症的信息相关联的信息。存储获得的诊断信息(步骤42)。存储的诊断信息包括以下一者或多者：与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一条生物化学途径的鉴定、与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一种疾病或病症的鉴定、和与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一种后续试验的鉴定。在一些实施方案中，该方法还包括存储获得的诊断信息的图示(步骤44)。框周围用于图2中步骤41和44的虚线表示这些步骤无需存在于全部实施方案中。
在一些实施方案中，个体受试者是对多种疾病和病症无症状的并且方法30是一种针对多种疾病或病症筛查无症状个体受试者的方法。
在一些实施方案中，个体受试者是有症状的并且方法30是一种针对多种疾病或病症筛查有症状个体受试者的方法。
在一些实施方案中，个体受试者是人类新生儿并且方法30是一种针对多种疾病或病症筛查人类新生儿的方法。在一些实施方案中，个体受试者是人类婴儿并且方法30是一种针对多种疾病或病症筛查人类婴儿的方法。
图3是根据实施方案，针对发展多种疾病或病症中之一者的风险升高来筛查个体受试者的方法50的框图。从个体受试者获得样品(步骤52)。生成样品的小分子特征，所述小分子特征包含关于样品中多种小分子的每一者存在、不存在及其水平的信息(步骤54)。将样品的小分子特征与包含多种小分子的每一者的水平的标准范围的参比小分子特征比较以确定特征中的任何小分子是否在样品中具有异常水平(步骤56)。如果样品的小分子特征中所有小分子均没有异常水平，则存储表明未检出异常水平的信息(步骤57)。
如果检出任何异常水平，则鉴定具有异常水平的多种小分子的子集(步骤58)。基于鉴定的小分子子集从数据库获得诊断信息(步骤60)。在一些实施方案中，基于鉴定的小分子子集的异常水平获得诊断信息包括一条或多条异常生物化学途径的鉴定(步骤61)。该数据库包含使多种小分子的一者或多者的异常水平与关于多种疾病或病症中每一者的疾病或病症的信息相关联的信息。存储获得的诊断信息，所述诊断信息包括发展与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关的疾病或病症的风险增加的鉴定(步骤62)。在一些实施方案中，该方法还包括存储获得的诊断信息的图示(步骤64)。
样品中显示发展疾病或病症的风险升高的一种或多种小分子的异常水平在本文中描述为疾病或病症风险升高的特征标识。在方法50中，数据库包括多种疾病或病症的特征标识。框周围用于图3中步骤61和64的虚线表示这些无需存在于全部实施方案中。
在其他实施方案中，提供了诊断新生儿或婴儿中疾病或病症或辅助其诊断的方法。
在其他实施方案中，提供了诊断无症状受试者中疾病或病症或辅助其诊断的方法。
在一个实施方案中，提供了诊断有症状受试者中疾病或病症或辅助其诊断的方法。该方法可以包括确定诊断信息，所述诊断信息包含一个或多种可能疾病和/或一种或多种推荐的额外试验的列表。
在一个实施方案中，罕见代谢物的检测可以用来诊断或辅助诊断疾病或病症。
在一个实施方案中，遗失性代谢物的鉴定可以用来诊断或辅助诊断疾病或病症。
在一个实施方案中，生物样品是尿样并且可以从材料如尿布获得。
在一个实施方案中，生成样品的小分子特征包括使用基质样品以辅助鉴定试验样品中的生物化学物。
可以部分或完全使用在一个或多个计算系统的一个或多个处理器上执行的指令进行以下步骤：生成样品的小分子特征，比较样品的小分子特征与参比小分子特征以确定样品中的任何小分子是否具有异常水平，确定具有异常水平的多种小分子的子集，基于鉴定的小分子子集的异常水平从数据库获得诊断信息，存储未找到异常水平的指示，存储获得的诊断信息，存储获得的诊断信息的图示。
一些实施方案包括存储器，所述存储器容纳计算机可执行代码连同执行本文所述方法的各个步骤的指令。
图22是可以用来执行本文所述的示例性方法各个步骤的示例性计算装置100的框图。计算装置100包括一个或多个非暂时性计算机可读取介质以存储执行示例性实施方案的一种或多种计算机可执行指令或软件。非暂时性计算机可读取介质可以包括但不限于以下一种或多种类型：硬件存储器、非暂时性有形介质(例如，一个或多个存储磁盘、一张或多张光盘、一个或多个闪存驱动器)等。例如，计算装置100中所包含的存储器106可以存储计算机可读取和计算机可执行的指令或软件以执行本文所述的全部或部分步骤或方法。计算装置100还包括可配置和/或可编程的处理器102和相关的芯片104、和任选地、一个或多个额外的可配置和/或可编程的处理器102’和相关的芯片104’(例如，在计算机系统具有多个处理器/芯片的情况下)，以执行存储在存储器106中的计算机可读取和计算机可执行的指令或软件以及控制系统硬件的其他程序。处理器102和(一个或多个)处理器102’可以各自是单核处理器或多核(104和104’)处理器。
虚拟化可以在计算装置100中使用，从而计算装置中的基础设施和资源可以动态共享。可以提供虚拟机114以操纵多个处理器上的进程运行，从而该进程似乎仅一直使用一个计算资源而非多个计算资源。多个虚拟机也可以随一个处理器一起使用。
存储器106可以包括计算机系统存储器或随机存取存储器，如DRAM、SRAM、EDO RAM等。存储器106可以也包括其他类型的存储器或其组合。
用户可以通过视频显示装置118如计算机监视器与计算装置100互动，所述视频显示装置118可以显示一个或多个可以根据示例性实施方案提供的图形化用户界面。计算装置100可以包括从用户接收输入的其他I/O装置，例如，键盘或任何合适的多点触摸界面108、定点装置110(例如，鼠标)、麦克风128、和/或图像捕获装置132(例如，照相机或扫描仪)。多点触摸界面108和定点装置110可以连接至视频显示装置118。计算装置100可以包括其他合适的常规I/O外周设备。
计算装置100还可以包括一个或多个存储装置124，如硬盘驱动器、CD-ROM、或其他计算机可读取介质，以存储执行本文所述的示例性实施方案的数据和计算机可读取指令和/或软件。示例性存储装置124还可以存储一个或多个数据库，所述数据库用于存储执行示例性实施方案所要求的任何合适的信息。例如，示例性存储装置124可以存储一个或多个数据库126，所述数据库包括任何或全部的化学文库、参比小分子特征、一份或多份参比样品的小分子特征、一份或多份试验样品的小分子特征、与多种疾病和病症的一种或多种异常小分子相关的诊断信息、将途径与一个或多个异常小分子相关联的信息、将某一疾病或病症与多种疾病或病症的一种或多种异常小分子水平相关联的信息、和与一个或多个异常小分子水平相关联的至少一个推荐后续试验的鉴定。在其他实施方案中，不同步骤的不同数据库可以与不同计算装置相关联。
一个或多个存储装置124可以用来存储任何或全部获得的诊断信息、获得的诊断信息的图示、个体受试者的报告等。
一个或多个存储装置124和或存储器106可以容纳在处理器102上可执行以操作分析设施的软件125，所述分析设施将样品的小分子特征与包含多种小分子的每一者的水平的标准范围的参比小分子特征比较并且鉴定样品中分别具有异常水平的小分子的子集。
计算装置100可以包括网络接口112配置成借助一个或多个网络设备120经多种连接与一个或多个网络(例如，局域网(LAN)、广域网(WAN)或互联网)连接，所述连接包括但不限于标准电话线、LAN或WAN链路(例如，802.11、T1、T3、56kb、X.25)、宽带连接(例如，ISDN、帧中继、ATM)、无线连接、控制器局域网(CAN)、或以上任何或全部的某种组合。在示例性实施方案中，计算装置100可以包括一个或多个天线130以促进计算装置100和网络之间的无线通讯(例如，借助网络接口)。网络接口112可以包括内置网络适配器、网络接口卡、PCMCIA网卡、卡总线网络适配器、无线网络适配器、USB网络适配器、调制解调器或适于使计算装置100与能够通讯并执行本文所述操作的任何类型网络连接的任何其他设备。另外，计算装置100可以是任何计算机系统，如工作站、台式计算机、服务器、笔记本电脑、手持式计算机、平板电脑(例如，iPadTM平板电脑)、移动计算或通讯装置(例如，iPhoneTM通讯装置)、或其他形式的能够通讯并且具有足够处理器功率和存储器容量以执行本文所述操作的计算或远程通讯装置。在一些实施方案中，计算装置100可以借助网络与用来获得实验数据的一个或多个计算装置(例如，与LC/MS连接的计算装置、与GC/MS系统连接的计算装置)通讯。
计算装置100可以运行任何操作系统116，如任何版本的操作系统、不同发布版本的Unix和Linux操作系统、任何版本的Macintosh计算机用任何嵌入式操作系统、任何实时操作系统、任何开源操作系统、任何专用操作系统、或能够在计算装置上运行并执行本文所述操作的任何其他操作系统。在示例性实施方案中，操作系统116可以按本机模式或模拟模式运行。在一个示例性实施方案中，操作系统116可以在一种或多种云机实例上运行。
在描述示例性实施方案时，出于清晰目的，使用下位术语。出于描述目的，每个下位概念意在至少包括以相似方式运行以实现相似目的的全部技术性和功能性等同物。另外，在其中特定示例性实施方案包括多个系统要素、装置组件或方法步骤的一些情况下，这些要素、组件或步骤可以替换为单个要素、组件或步骤。同样地，单个要素、组件或步骤可以替换为起到同样目的的多个要素、组件或步骤。另外，尽管示例性实施方案已经通过参考其具体实施方案显示并描述，但本领域普通技术人员应当理解，可以在其中做出形式和细节方面的各种置换和改变而不脱离本发明的范围。仍然进一步地，其他实施方案、功能和优点也处于本发明的范围内。
示例性框图/流程图在本文中出于说明目的而提供并且是方法的非限制性实例。本领域普通技术人员会认识到，示例性方法可以包括比示例性框图/流程图所示更多或更少的步骤，并且示例性框图/流程图中的步骤可以按照与示意性框图/流程图中所示不同的顺序进行。
在一些实施方案中，本文所述方法的结果可以与其他方法(例如，全外显子组测序法)组合使用。
指示疾病状态的生物标记物
使用本文所述的代谢组学特征分析技术鉴定作为特定疾病特征的新生物标记物。通常，确定从诊断患有一种或多种病症的受试者以及从诊断未患有所述病症的其他受试者(例如，健康对照受试者)获得的生物样品的代谢组学特征。将来自患有给定病症的受试者的生物样品的代谢组学特征与来自健康对照受试者的样品的代谢组学特征比较。如与健康对照受试者相比，在来自患有给定疾病的受试者的生物样品的代谢组学特征中差异性存在的那些分子(例如，以统计显著的水平差异性存在的那些分子)被鉴定为区分那些群体的生物标记物。以这种方式鉴定的一种或多种生物标记物的水平的检测可以用来诊断或促进诊断个体受试者。所述生物标记物可以在受试者中单独或联合其他生物标记物(例如，作为特征的部分)检出。
适于检测生物标记物的生物样品包括从受试者分离的生物材料。在示例性实施方案中，样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
任何合适的方法可以用来分析生物样品以测定样品中一种或多种生物标记物的水平。合适的方法包括但不限于色谱(例如，HPLC、气相色谱、液相色谱)、质谱法(例如，MS、MS-MS)、酶联免疫吸附测定(ELISA)、抗体连接、其他免疫化学技术及其组合。另外，可以例如通过使用下述测定法，间接测量一种或多种生物标记物的水平，所示测定法测量与想要测量的生物标记物的水平相关的某种化合物(或多种化合物)的水平。也可以例如使用本文中所述的方法，测定一种或多种生物标记物的水平作为生物标记物特征(例如，代谢组学特征)的组成部分。
在测定从受试者获得的生物样品中一种或多种生物标记物的水平后，将所述水平与作为患有该病症的受试者(即，病症“阳性”)的特征的参比水平和/或作为未患该病症的受试者(即，病症“阴性”)的特征的参比水平比较。与作为给定病症阳性的受试者的特征的参比水平匹配的一种或多种生物标记物的水平(例如，与参比水平相同、与参比水平基本上相同、与参比水平并未统计不同、处于参比水平既定范围内部等的水平)指示受试者中病症的阳性诊断。与作为给定病症阴性的受试者的特征的参比水平匹配的一种或多种生物标记物的水平(例如，与参比水平相同、与参比水平基本上相同、与参比水平并未统计不同、处于参比水平既定范围内部等的水平)指示受试者中病症的阴性诊断。此外，如与作为给定病症阳性的受试者的特征的参比水平相比，在获得自受试者的样品中差异性(例如，以统计显著的水平)存在的一种或多种生物标记物的水平指示受试者中病症的阴性诊断。如与作为给定病症阴性的受试者的特征的参比水平相比，在获得自受试者的样品中差异性(例如，以统计显著的水平)存在的一种或多种生物标记物的水平指示受试者中病症的阳性诊断。
可以使用多种技术，将一种或多种生物标记物的水平与病症阳性和/或病症阴性参比水平比较，所述技术包括简单比较生物样品中一种或多种生物标记物的水平与病症阳性和/或病症阴性参比水平。也可以使用一种或多种统计分析(例如，t检验、Welch T检验、Wilcoxon秩和检验、随机森林法)，将生物样品中一种或多种生物标记物的水平与病症阳性和/或病症阴性参比水平比较。在多种实施方案中，这类比较可以按手动方式、通过自动化系统或通过自动化系统连同手动验证来进行。
生物标记物的“参比水平”意指指示具体疾病状态、表型或其缺少以及疾病状态、表型或其缺少的组合的生物标记物水平。生物标记物的“阳性”参比水平意指指示具体疾病状态或表型的水平。生物标记物的“阴性”参比水平意指指示缺少具体疾病状态或表型的水平。生物标记物的“参比水平”可以是生物标记物的绝对或相对的量或浓度、生物标记物的存在或不存在、生物标记物的量或浓度的范围、生物标记物的最低和/或最高量或浓度、生物标记物的平均量或浓度、和/或生物标记物的中位量或浓度；并且另外，生物标记物组合的“参比水平”也可以是两种或更多种生物标记物的绝对或相对的量或浓度相对于彼此的比率。生物标记物针对具体疾病状态、表型或其缺少的适宜阳性和阴性参比水平可以通过测量一位或多位适宜受试者中所需生物标记物水平来确定，并且这类参比水平可以针对特定受试者群体修订(例如，参比水平可以是年龄匹配的，从而可以在来自某个年龄的受试者的样品中的生物标记物水平和某个年龄组中针对具体疾病状态、表型或其缺少的参比水平之间进行比较)。这类参比水平也可以针对用来测量生物样品中生物标记物水平的特定技术(例如，LC-MS、GC-MS等)修订，其中生物标记物的水平可以基于使用的特定技术而不同。
在一个实施方案中，作为特定病症的特征的新生物标记物可以是与目前使用的诊断性代谢物生物化学地相关的。在其他实施方案中，新生物标记物与目前使用的针对给定病症的任何诊断性代谢物不相关。在表2的末列中和在表3的末列中列出新生物标记物。表2和表3中所示的一种或多种生物标记物的水平可以用来诊断或促进诊断个体受试者中的病症。例如，可以确定并且在这类方法中使用一种生物标记物、两种或更多种生物标记物、三种以上的生物标记物、四种以上的生物标记物、五种以上的生物标记物、六种以上的生物标记物、七种以上的生物标记物、八种以上的生物标记物、九种以上的生物标记物、十种以上的生物标记物等(包括表2和/或表3中全部生物标记物或其任何部分的组合)的水平。确定生物标记物组合的水平可以在诊断特定病症中允许更大的灵敏度和特异性，并且可以允许更好地区别于其他病症。在一个实施方案中，作为特定病症的特征的一种或多种新生物标记物的水平可以联合指示该病症的一种或多种目前使用的诊断性代谢物的水平进行评估。在表2第5列中和表3第5列中阐述指示病症的目前使用的诊断性代谢物。一些生物标记物可以就一个类型的样品(例如，血浆)而言是目前使用的诊断性代谢物，但就另一个类型的样品(例如，尿)而言是新的。
鉴定特定病症的新代谢生物标记物还允许治疗疾病。因此，在示例性实施方案中，有效量的治疗药可以施用至使用本文所述的生物标记物诊断患有特定疾病或病症的受试者。
下文描述可以用来诊断或促进诊断特定病症的生物标记物。
3-甲基巴豆酰CoA羧化酶缺乏症
指示3-甲基巴豆酰CoA羧化酶缺乏症的新代谢生物标记物包括β-羟异戊酰肉碱、戊二酰肉碱(C5)、3-甲基巴豆酰甘氨酸、己二酸盐、戊二酸盐(glutarate/pentanedioate)、十八烷二酸盐(C18)、十六烷二酸盐(C16)、十四烷二酸盐(C14)、十二烷二酸盐(C12)、异戊酸盐、亮氨酸、异戊酰甘氨酸、α-羟异戊酸盐、琥珀酰肉碱、3-甲基戊二酰肉碱、异戊酰肉碱、丙氨酰丙氨酸、焦谷氨酰缬氨酸、乙基丙二酸盐、N-乙酰亮氨酸、X-12007、X-12814及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中3-甲基巴豆酰CoA羧化酶缺乏症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括β-羟异戊酰肉碱、戊二酰肉碱(C5)、3-甲基巴豆酰甘氨酸、己二酸盐、戊二酸盐(glutarate/pentanedioate)、十八烷二酸盐(C18)、十六烷二酸盐(C16)、十四烷二酸盐(C14)、十二烷二酸盐(C12)、异戊酸盐、亮氨酸、异戊酰甘氨酸、α-羟异戊酸盐、琥珀酰肉碱、3-甲基戊二酰肉碱、异戊酰肉碱、丙氨酰丙氨酸、焦谷氨酰缬氨酸、乙基丙二酸盐、N-乙酰亮氨酸、X-12007和X-12814，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的3-甲基巴豆酰CoA羧化酶缺乏症阳性参比水平和/或3-甲基巴豆酰CoA羧化酶缺乏症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中3-甲基巴豆酰CoA羧化酶缺乏症的诊断。目前使用的指示3-甲基巴豆酰CoA羧化酶缺乏症的诊断性代谢物包括3-甲基巴豆酰甘氨酸和β-羟异戊酸盐。因此，诊断3-甲基巴豆酰CoA羧化酶缺乏症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括3-甲基巴豆酰甘氨酸、β-羟异戊酸盐及其组合。
在一个实施方案中，选自由β-羟异戊酰肉碱、β-羟异戊酸盐、异戊酰甘氨酸、亮氨酸、3-甲基巴豆酰甘氨酸、异戊酸盐和3-羟异戊酸盐组成的组的一种或多种生物标记物可以用于诊断或辅助诊断受试者中的3-甲基巴豆酰CoA羧化酶缺乏症。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中3-甲基巴豆酰CoA羧化酶缺乏症的诊断：分析源自受试者的尿的生物样品以确定一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括乙基丙二酸盐、N-乙酰亮氨酸及其组合的任一者。
腺苷脱氨酶缺乏症
指示腺苷脱氨酶缺乏症的新代谢生物标记物包括2'-脱氧肌苷、腺嘌呤、N2-甲基鸟苷、2'-脱氧鸟苷、尿酸盐、N1-甲基腺苷、腺苷、尿囊素、黄嘌呤、鸟苷、次黄嘌呤、N2,N2-二甲基鸟苷、7-甲基鸟苷及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中腺苷脱氨酶缺乏症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括2'-脱氧肌苷、腺嘌呤、N2-甲基鸟苷、2'-脱氧鸟苷、尿酸盐、N1-甲基腺苷、腺苷、尿囊素、黄嘌呤、鸟苷、次黄嘌呤、N2,N2-二甲基鸟苷和7-甲基鸟苷，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的腺苷脱氨酶缺乏症阳性参比水平和/或腺苷脱氨酶缺乏症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中腺苷脱氨酶缺乏症的诊断。目前使用的指示腺苷脱氨酶缺乏症的诊断性代谢物包括脱氧腺苷和S-腺苷酰同型半胱氨酸。因此，诊断腺苷脱氨酶缺乏症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括脱氧腺苷和S-腺苷酰同型半胱氨酸。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中腺苷脱氨酶缺乏症的诊断：分析源自受试者的尿的生物样品以确定一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括2'-脱氧肌苷、腺嘌呤、N2-甲基鸟苷、2'-脱氧鸟苷、尿酸盐、N1-甲基腺苷、腺苷、尿囊素、黄嘌呤、鸟苷、次黄嘌呤、N2,N2-二甲基鸟苷、7-甲基鸟苷及其组合的任一者。
精氨琥珀酸裂合酶缺乏症
指示精氨琥珀酸裂合酶缺乏症的新代谢生物标记物包括N-δ-乙酰鸟氨酸、尿嘧啶、精氨酸、天冬氨酸盐、山梨糖、果糖、瓜氨酸、甲基-4-羟基苯甲酸盐、异亮氨酰天冬氨酸盐、鸟氨酸、尿苷、同型瓜氨酸、乳清酸盐、同型精氨酸、O-磺基-L-酪氨酸、棕榈酰鞘磷脂、X-13507、X-15245、X-15664、X-15454及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中精氨琥珀酸裂合酶缺乏症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括N-δ-乙酰鸟氨酸、尿嘧啶、精氨酸、天冬氨酸盐、山梨糖、果糖、瓜氨酸、甲基-4-羟基苯甲酸盐；异亮氨酰天冬氨酸盐、鸟氨酸、尿苷、同型瓜氨酸、乳清酸盐、同型精氨酸、O-磺基-L-酪氨酸、棕榈酰鞘磷脂、X-13507、X-15245、X-15664和X-15454，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的精氨琥珀酸裂合酶缺乏症阳性参比水平和/或精氨琥珀酸裂合酶缺乏症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中精氨琥珀酸裂合酶缺乏症的诊断。目前使用的指示精氨琥珀酸裂合酶缺乏症的诊断性代谢物包括精氨酸琥珀酸盐。因此，诊断精氨琥珀酸裂合酶缺乏症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括精氨琥珀酸盐。
在一个实施方案中，选自由精氨琥珀酸盐、瓜氨酸、尿嘧啶、精氨酸和天冬氨酸盐组成的组的一种或多种生物标记物可以用于诊断或辅助诊断受试者中的精氨琥珀酸裂合酶缺乏症。
精氨酸血症
指示精氨酸血症的新代谢生物标记物包括同型精氨酸、N-乙酰精氨酸、鸟氨酸、脲、同型瓜氨酸、尿嘧啶、天冬氨酸盐、精氨琥珀酸盐、脯氨酸、乳清酸盐、肌酐、尿苷、3-脲基丙酸盐、肌酸、甜菜碱、亮氨酸、异亮氨酸、γ-谷氨酰亮氨酸、X-12339、X-12681及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中精氨酸血症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括同型精氨酸、N-乙酰精氨酸、鸟氨酸、脲、同型瓜氨酸、尿嘧啶、天冬氨酸盐、精氨琥珀酸盐、脯氨酸、乳清酸盐、肌酐、尿苷、3-脲基丙酸盐、肌酸、甜菜碱、亮氨酸、异亮氨酸、γ-谷氨酰亮氨酸、X-12339和X-12681，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的精氨酸阳性参比水平和/或精氨酸阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中精氨酸血症的诊断。目前使用的指示精氨酸血症的诊断性代谢物包括精氨酸和4-胍基丁酸盐。因此，诊断精氨酸血症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括精氨酸、4-胍基丁酸盐及其组合。
在一个实施方案中，选自由精氨琥珀酸盐、4-胍基丁酸盐、尿苷、精氨酸、同型瓜氨酸、N-乙酰精氨酸、乳清酸盐、尿嘧啶、天冬氨酸盐、肌酐、脲、脯氨酸、鸟氨酸、X-12681和X-12339组成的组的一种或多种生物标记物可以用于诊断或辅助诊断受试者中的精氨酸血症。
生物素酶缺乏症
指示生物素酶缺乏症的新代谢生物标记物包括生物素、木糖醇、3-甲基巴豆酰甘氨酸、丙酰肉碱(C3)及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中生物素酶缺乏症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括木糖醇、生物素、3-甲基巴豆酰甘氨酸和丙酰肉碱(C3)，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的生物素酶缺乏症阳性参比水平和/或生物素酶缺乏症阴性参比水平比较。
Cbl(钴胺素缺乏症)
指示钴胺素缺乏症的新代谢生物标记物包括2-甲基丙二酰肉碱(2-methylmalonyl carnitine)、丙酰肉碱、X-12749及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中钴胺素缺乏症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括2-甲基丙二酰肉碱、丙酰肉碱和X-12749，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的钴胺素缺乏症阳性参比水平和/或钴胺素缺乏症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中钴胺素缺乏症的诊断。目前使用的指示钴胺素缺乏症的诊断性代谢物包括甲基丙二酸、同型半胱氨酸、2-甲基柠檬酸盐和胱硫醚。因此，诊断cbl(钴胺素缺乏症)或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括甲基丙二酸、同型半胱氨酸、2-甲基柠檬酸盐、胱硫醚及其组合。
在一个实施方案中，选自由2-甲基丙二酰肉碱、甲基巴豆酰肉碱(tiglylcarnitine)、2-甲基丁酰肉碱和2-甲基柠檬酸盐组成的组的一种或多种生物标记物可以用于诊断或辅助诊断受试者中的钴胺素缺乏症。
Cbl A
指示Cbl A的新代谢生物标记物包括2-甲基丙二酰肉碱、甲基巴豆酰肉碱、2-甲基丁酰肉碱、丙酰肉碱、X-12749及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中CblA的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括2-甲基丙二酰肉碱和甲基巴豆酰肉碱、2-甲基丁酰肉碱、丙酰肉碱和X-12749，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的Cbl A阳性参比水平和/或Cbl A阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中Cbl A的诊断。目前使用的指示Cbl A的诊断性代谢物包括甲基丙二酸、同型半胱氨酸、2-甲基柠檬酸盐和胱硫醚。因此，诊断Cbl A或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括甲基丙二酸、同型半胱氨酸、2-甲基柠檬酸盐、胱硫醚及其组合。
Cbl C
指示Cbl C的新代谢生物标记物包括2-甲基丙二酰肉碱、丙酰肉碱、X-17677、X-12749及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中Cbl C的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括2-甲基丙二酰肉碱、丙酰肉碱、X-12749和X-17677，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的Cbl C阳性参比水平和/或Cbl C阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中Cbl C的诊断。目前使用的指示Cbl C的诊断性代谢物包括甲基丙二酸、同型半胱氨酸、2-甲基柠檬酸盐和胱硫醚。因此，诊断Cbl C或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括甲基丙二酸、同型半胱氨酸、2-甲基柠檬酸盐、胱硫醚及其组合。
瓜氨酸血症
指示瓜氨酸血症的新代谢生物标记物包括同型瓜氨酸、3-脲基丙酸盐、N-乙酰丙氨酸、苯乙酰谷氨酰胺、苯乙酸盐、4-脲基丁酸盐、N-氨甲酰天冬氨酸盐、胍乙酸盐、脲、4-胍基丁酸盐、N-乙酰精氨酸、马尿酸盐、鸟氨酸、2-甲基马尿酸盐、苯乙酰甘氨酸、4-苯基丁酸盐、肌酐、乳清酸盐、3,4-二羟苯乙酸盐、同型精氨酸、胍基琥珀酸盐、γ-谷氨酰苯丙氨酸、γ-谷氨酰异亮氨酸、色氨酸、1,5-失水葡萄糖醇(1,5-AG)、N-乙酰-瓜氨酸(前称X-12386)、X-19684、X-12681、X-20598、X-18446、X-20588及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中瓜氨酸血症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括同型瓜氨酸、3-脲基丙酸盐、N-乙酰丙氨酸、苯乙酰谷氨酰胺、苯乙酸盐、4-脲基丁酸盐、N-氨甲酰天冬氨酸盐、胍乙酸盐、脲、4-胍基丁酸盐、N-乙酰精氨酸、马尿酸盐、鸟氨酸、2-甲基马尿酸盐、苯乙酰甘氨酸、4-苯基丁酸盐、肌酐、乳清酸盐、3,4-二羟苯乙酸盐、同型精氨酸、胍基琥珀酸盐、γ-谷氨酰苯丙氨酸、γ-谷氨酰异亮氨酸、色氨酸、1,5-失水葡萄糖醇(1,5-AG)、N-乙酰-瓜氨酸(前称X-12386)、X-19684、X-12681、X-20598、X-18446和X-20588，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的瓜氨酸血症阳性参比水平和/或瓜氨酸血症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中瓜氨酸血症的诊断。目前使用的指示瓜氨酸血症的诊断性代谢物包括瓜氨酸和精氨琥珀酸。因此，诊断瓜氨酸血症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括瓜氨酸、精氨琥珀酸及其组合。
在一个实施方案中，选自由3-脲基丙酸盐、同型瓜氨酸、瓜氨酸和N-乙酰-瓜氨酸(前称X-12386)组成的组的一种或多种生物标记物可以用于诊断或辅助诊断受试者中的瓜氨酸血症。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中瓜氨酸血症的诊断：分析源自受试者的尿的生物样品以确定一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括4-脲基丁酸盐、N-氨甲酰天冬氨酸盐、胍乙酸盐、4-胍基丁酸盐、N-乙酰精氨酸、马尿酸盐、鸟氨酸、2-甲基马尿酸盐、4-苯基丁酸盐、肌酐、乳清酸盐、3,4-二羟苯乙酸盐及其组合的任一者。
肉碱棕榈酰转移酶2缺乏症(CPTII)
指示肉碱棕榈酰转移酶2缺乏症(CPTII)的新代谢生物标记物包括N-辛酰甘氨酸(C8酯)、癸二酸盐(C8)、癸酸盐(C10)、辛酸盐(C8)、辛酰肉碱、己酰肉碱及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中CPTII的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括N-辛酰甘氨酸(C8酯)、癸二酸盐(C8)、癸酸盐(C10)、辛酸盐(C8)、辛酰肉碱和己酰肉碱，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的CPTII阳性参比水平和/或CPTII阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中CPTII的诊断。目前使用的指示CPTII的诊断性代谢物包括肉碱和酰基肉碱。因此，诊断CPTII或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括肉碱、酰基肉碱及其组合。
在一个实施方案中，选自由癸二酸盐、癸酰肉碱、辛酸盐、癸酸盐、辛酰肉碱、己酰肉碱和N-辛酰甘氨酸组成的组的一种或多种生物标记物可以用于诊断或辅助诊断受试者中的CPTII。
胱氨酸病
指示胱氨酸病的新代谢生物标记物包括cys-gly(氧化型)、1,5-失水葡萄糖醇(1,5-AG)、甘氨胆烯酸硫酸盐(glycocholenate sulfate)、4-乙酰苯酚硫酸盐、甲酚葡糖苷酸(前称X-11837)、赤藓糖醇、香草基扁桃酸盐、N2,N2-二甲基-鸟苷、苯乙酰谷氨酰胺、X-12846、X-12303、X-19145、X-12216、X-17717、X-15667、X-12119、X-11315、X-12731、X-12705、X-17685、X-18371及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中胱氨酸病的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括cys-gly(氧化型)、1,5-失水葡萄糖醇(1,5-AG)、甘氨胆烯酸硫酸盐、4-乙酰苯酚硫酸盐、甲酚葡糖苷酸(前称X-11837)、赤藓糖醇、香草基扁桃酸盐、N2,N2-二甲基-鸟苷、苯乙酰谷氨酰胺、X-12846、X-12303、X-19145、X-12216、X-17717、X-15667、X-12119、X-11315、X-12731、X-12705、X-17685和X-18371，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的胱氨酸病阳性参比水平和/或胱氨酸病阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中胱氨酸病的诊断。目前使用的指示胱氨酸病的诊断性代谢物包括胱氨酸。因此，诊断胱氨酸病或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括胱氨酸。
二氢嘧啶脱氢酶缺乏症
指示二氢嘧啶脱氢酶缺乏症的新代谢生物标记物包括胞苷、5,6-二氢尿嘧啶、4-脲基丁酸盐、3-脲基丙酸盐、尿苷、乳清酸盐、N-氨甲酰天冬氨酸盐及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中二氢嘧啶脱氢酶缺乏症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括胞苷、5,6-二氢尿嘧啶、4-脲基丁酸盐、3-脲基丙酸盐、尿苷、乳清酸盐和N-氨甲酰天冬氨酸盐，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的二氢嘧啶脱氢酶缺乏症阳性参比水平和/或二氢嘧啶脱氢酶缺乏症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中二氢嘧啶脱氢酶缺乏症的诊断。目前使用的指示二氢嘧啶脱氢酶缺乏症的诊断性代谢物包括尿嘧啶和胸腺嘧啶。因此，诊断二氢嘧啶脱氢酶缺乏症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括尿嘧啶、胸腺嘧啶及其组合。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中二氢嘧啶脱氢酶缺乏症的诊断：分析源自受试者的尿的生物样品。
戊二酸尿症1型
指示戊二酸尿症1型的新代谢生物标记物包括3-甲基戊二酰肉碱、2-氨基己二酸盐、X-12364、X-15674及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中戊二酸尿症1型的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括3-甲基戊二酰肉碱、2-氨基己二酸盐、X-12364和X-15674，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的戊二酸尿症1型阳性参比水平和/或戊二酸尿症1型阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中戊二酸尿症1型的诊断。目前使用的指示戊二酸尿症1型的诊断性代谢物包括戊二酸盐、戊二酰肉碱(C5)、3-羟戊二酸盐和戊烯二酸盐。因此，诊断戊二酸尿症1型或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括戊二酸盐、戊二酰肉碱(C5)、3-羟戊二酸盐、戊烯二酸盐及其组合。
在一个实施方案中，选自由戊二酰肉碱和戊二酸盐组成的组的一种或多种生物标记物可以用于诊断或辅助诊断受试者中的戊二酸尿症1型。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中戊二酸尿症1型的诊断：分析源自受试者的尿的生物样品以确定一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括3-甲基戊二酰肉碱、2-氨基己二酸盐及其组合的一者或多者。
胍乙酸甲基转移酶(GAMT)缺乏症
指示胍乙酸甲基转移酶缺乏症的新代谢生物标记物包括肌酸、3-(4-羟苯基)乳酸盐、1,3-二棕榈酰甘油、胍乙酸盐、肌酐、半胱氨酸s-硫酸盐、X-19602、X-12906、X-13007、X-10458及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中胍乙酸甲基转移酶缺乏症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括肌酸、3-(4-羟苯基)乳酸盐、1,3-二棕榈酰甘油、胍乙酸盐、肌酐、半胱氨酸s-硫酸盐、X-19602、X-12906、X-13007、X-10458并且将样品中代谢物的水平与代谢物的胍乙酸甲基转移酶缺乏症阳性参比水平和/或胍乙酸甲基转移酶缺乏症阴性参比水平比较。如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中胍乙酸甲基转移酶缺乏症的诊断：分析源自受试者的尿的生物样品以确定一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括胍乙酸盐。
3-羟-3-甲基戊二酸尿症(HMG CoA裂合酶缺乏症)
指示3-羟-3-甲基戊二酸尿症(HMG CoA裂合酶缺乏症)的新代谢生物标记物包括β-羟异戊酸盐、β-羟异戊酰肉碱、戊二酰肉碱(C5)、精氨酰脯氨酸、1-硬脂酰甘油磷脂酰乙醇胺、邻甲酚硫酸盐、3-甲基巴豆酰甘氨酸、己二酸盐、戊二酸盐、十八烷二酸盐(C18)、十六烷二酸盐(C16)、十四烷二酸盐(C14)、十二烷二酸盐(C12)、异戊酸盐、乙酰肉碱、棕榈酰肉碱、己酰肉碱、肉豆蔻酰肉碱、己烯二酰肉碱(前称X-17001)、X-17715、X-12741、X-16134、X-10593、X-12688及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中HMG CoA裂合酶缺乏症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括β-羟异戊酸盐、β-羟异戊酰肉碱、戊二酰肉碱(C5)、精氨酰脯氨酸、1-硬脂酰甘油磷脂酰乙醇胺、邻甲酚硫酸盐、3-甲基巴豆酰甘氨酸、己二酸盐、戊二酸盐、十八烷二酸盐(C18)、十六烷二酸盐(C16)、十四烷二酸盐(C14)、十二烷二酸盐(C12)、异戊酸盐、乙酰肉碱、棕榈酰肉碱、己酰肉碱、肉豆蔻酰肉碱、己烯二酰肉碱(前称X-17001)、X-17715、X-12741、X-16134、X-10593和X-12688，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的HMG CoA裂合酶缺乏症阳性参比水平和/或HMG CoA裂合酶缺乏症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中HMG CoA裂合酶缺乏症的诊断。目前使用的指示HMGCoA裂合酶缺乏症的诊断性代谢物包括3-甲基戊二酰肉碱(C6)、3-羟-3-甲基-戊二酸盐、3-甲基戊二酸盐和3-羟异戊酸盐。因此，诊断HMG CoA裂合酶缺乏症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括3-甲基戊二酰肉碱(C6)、3-羟-3-甲基-戊二酸盐、3-甲基戊二酸盐和3-羟异戊酸盐及其组合。
在一个实施方案中，选自由戊二酰肉碱、β-羟异戊酰肉碱、β-羟异戊酸盐、3-甲基戊二酰肉碱、戊二酸盐、十六烷二酸盐、十四烷二酸盐、十八烷二酸盐、十二烷二酸盐、3-甲基巴豆酰甘氨酸、3-甲基戊二酰肉碱和己二酸盐组成的组的一种或多种生物标记物可以用于诊断或辅助诊断受试者中的HMG CoA裂合酶缺乏症。
羧化全酶症
指示羧化全酶症的新代谢生物标记物包括3-甲基巴豆酰甘氨酸、β-羟异戊酰肉碱(C5)、丙酰甘氨酸(C3)、3-羟丙酸盐、甲基巴豆酰甘氨酸、琥珀酰肉碱、2-甲基柠檬酸盐、3-羟异丁酸盐、乳酸盐、3-羟-2-乙基丙酸盐、异丁酰甘氨酸、α-羟异戊酰肉碱、3-甲基-2-氧代丁酸盐、3-甲基-2-氧代戊酸盐(valerate)、3-羟-2-甲基丁酸盐、4-甲基-2-氧代戊酸盐(pentanoate)、丙二酰肉碱、α-羟异戊酸盐、2-羟-3-甲基戊酸盐、丙酰肉碱、甲基巴豆酰肉碱、异戊酰肉碱、羟丁酰肉碱、琥珀酸盐、2-甲基丙二酰肉碱、α-羟异己酸盐、生物素及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中羧化全酶症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括3-甲基巴豆酰甘氨酸、β-羟异戊酰肉碱(C5)、丙酰甘氨酸(C3)、3-羟丙酸盐、甲基巴豆酰甘氨酸、琥珀酰肉碱、2-甲基柠檬酸盐、3-羟异丁酸盐、乳酸盐、3-羟-2-乙基丙酸盐、异丁酰甘氨酸、α-羟异戊酰肉碱、3-甲基-2-氧代丁酸盐、3-甲基-2-氧代戊酸盐、3-羟-2-甲基丁酸盐、4-甲基-2-氧代戊酸盐、丙二酰肉碱、α-羟异戊酸盐、2-羟-3-甲基戊酸盐、丙酰肉碱、甲基巴豆酰肉碱、异戊酰肉碱、羟丁酰肉碱、琥珀酸盐、2-甲基丙二酰肉碱和α-羟异己酸盐、生物素，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的羧化全酶症阳性参比水平和/或羧化全酶症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中羧化全酶症的诊断。目前使用的指示羧化全酶症的诊断性代谢物包括β-羟异戊酸盐。因此，诊断羧化全酶症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括β-羟异戊酸盐。
在一个实施方案中，选自由β-羟异戊酰肉碱、β-羟异戊酸盐、3-羟丙酸盐、丙酰甘氨酸、甲基巴豆酰甘氨酸、3-甲基巴豆酰甘氨酸、琥珀酰肉碱组成的组的一种或多种生物标记物可以用于诊断或辅助诊断受试者中的羧化全酶症。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中羧化全酶症的诊断：分析源自受试者的尿的生物样品以确定一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括2-甲基柠檬酸盐、3-羟异丁酸盐、乳酸盐、3-羟-2-乙基丙酸盐、异丁酰甘氨酸、α-羟异戊酰肉碱、3-甲基-2-氧代丁酸盐、3-甲基-2-氧代戊酸盐、3-羟-2-甲基丁酸盐、4-甲基-2-氧代戊酸盐、丙二酰肉碱、α-羟异戊酸盐、2-羟-3-甲基戊酸盐、丙酰肉碱、甲基巴豆酰肉碱、异戊酰肉碱、羟丁酰肉碱、琥珀酸盐、2-甲基丙二酰肉碱、α-羟异己酸盐及其组合的任一者。
高胱氨酸尿症
指示高胱氨酸尿症的新代谢生物标记物包括γ-谷氨酰甲硫氨酸、5-甲基硫代腺苷(MTA)、S-腺苷酰同型半胱氨酸(SAH)、N1-甲基腺苷、甘氨酰脯氨酸、1-二十碳烯酰甘油磷脂酰乙醇胺(20:1n9)、1-甲基烟酰胺、N-乙酰-天冬氨酰-谷氨酸盐(NAAG)、吡哆醛、2-羟异丁酸盐、acisoga、肌肽、3-甲氧基酪氨酸、2-羟癸酸盐、δ-生育酚、α-CEHC(2,5,7,8-四甲基-2-(2'-羧乙基)-6-羟色满)硫酸盐(前称X-12435)、N-乙酰色氨酸、腺嘌呤、皮质醇、X-19350、X-18965、X-15649、X-17303、X-18897、X-11564、X-18891、X-12748、X-18918、X-18905、X-18606、X-16574、X-18895、X-18907、X-19455、X-18909、X-19574、X-12110、X-20676、X-11360、X-18920及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中高胱氨酸尿症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括γ-谷氨酰甲硫氨酸、5-甲基硫代腺苷(MTA)、S-腺苷酰同型半胱氨酸(SAH)、N1-甲基腺苷、甘氨酰脯氨酸、1-二十碳烯酰甘油磷脂酰乙醇胺(20:1n9)、1-甲基烟酰胺、N-乙酰-天冬氨酰-谷氨酸盐(NAAG)、吡哆醛、2-羟异丁酸盐、acisoga、肌肽、3-甲氧基酪氨酸、2-羟癸酸盐、δ-生育酚、α-CEHC(2,5,7,8-四甲基-2-(2'-羧乙基)-6-羟色满)硫酸盐(前称X-12435)、N-乙酰色氨酸、腺嘌呤、皮质醇、X-19350、X-18965、X-15649、X-17303、X-18897、X-11564、X-18891、X-12748、X-18918、X-18905、X-18606、X-16574、X-18895、X-18907、X-19455、X-18909、X-19574、X-12110、X-20676、X-11360和X-18920，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的高胱氨酸尿症阳性参比水平和/或高胱氨酸尿症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中高胱氨酸尿的诊断。目前使用的指示高胱氨酸尿症的诊断性代谢物包括同型半胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸和其他氨基酸。因此，诊断高胱氨酸尿症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括同型半胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、其他氨基酸及其组合。
在一个实施方案中，选自由甲硫氨酸、S-腺苷酰同型半胱氨酸(SAH)、γ-谷氨酰甲硫氨酸、5-甲基硫代腺苷(MTA)和N1-甲基腺苷组成的组的一种或多种生物标记物可以用于诊断或辅助诊断受试者中的高胱氨酸尿症。
异戊酸血症
指示异戊酸血症的新代谢生物标记物包括异戊酰甘氨酸、异戊酰肉碱(C5)、戊酸盐、戊酰肉碱、β-羟异戊酸盐、苯基肉碱、β-羟丁酸盐、3-甲基巴豆酰甘氨酸、α-羟丁酸盐、X-16577、X-14331及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中异戊酸血症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括异戊酰甘氨酸、异戊酰肉碱(C5)、戊酸盐、戊酰肉碱、β-羟异戊酸盐、苯基肉碱、β-羟丁酸盐、3-甲基巴豆酰甘氨酸、α-羟丁酸盐、X-16577和X-14331，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的异戊酸血症阳性参比水平和/或异戊酸血症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中异戊酸血症的诊断。目前使用的指示异戊酸血症的诊断性代谢物包括异戊酸盐(C5)。因此，诊断异戊酸血症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括异戊酸盐(C5)。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一个实施方案中，选自由异戊酰甘氨酸、异戊酰肉碱、异戊酸盐、乳酸盐、3-甲基戊二酰肉碱、戊二酰肉碱和β-羟异戊酸盐组成的组的一种或多种生物标记物可以用于诊断或辅助诊断受试者中的异戊酸血症。
在一些实施方案中，样品中所测量处于疾病特异性复合评分形式的来自一种或多种异常小分子的结果的加权组合可以用来辅助诊断受试者中的异戊酸血症。在一个实施方案中，加权组合或复合评分包括关于代谢物3-羟异戊酸盐、异戊酰肉碱和异戊酸盐的结果。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中异戊酸血症的诊断：分析源自受试者的尿的生物样品以确定一种或多种代谢物的水平，所述代谢物β-羟丁酸盐和α-羟丁酸盐。
赖氨酸尿性蛋白不耐症
指示赖氨酸尿性蛋白不耐症的新代谢生物标记物包括天冬酰胺、N6-乙酰赖氨酸、谷氨酰胺、N2-乙酰赖氨酸、N-乙酰精氨酸、γ-谷氨酰谷氨酰胺、脯氨酸、S-甲基半胱氨酸、2-羟癸酸盐、1-甲基咪唑乙酸盐、2-氨基庚酸盐、3-甲基戊二酰肉碱、戊二酰肉碱、N6-三甲基赖氨酸、5-(半乳糖基羟基)-L-赖氨酸、X-15636、17654、X-12193、X-12425及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中赖氨酸尿性蛋白不耐症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括天冬酰胺、N6-乙酰赖氨酸、谷氨酰胺、N2-乙酰赖氨酸、N-乙酰精氨酸、γ-谷氨酰谷氨酰胺、脯氨酸、S-甲基半胱氨酸、2-羟癸酸盐、1-甲基咪唑乙酸盐、2-氨基庚酸盐、3-甲基戊二酰肉碱、戊二酰肉碱、N6-三甲基赖氨酸、5-(半乳糖基羟基)-L-赖氨酸、X-15636、17654、X-12193和X-12425，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的赖氨酸尿性蛋白不耐症阳性参比水平和/或赖氨酸尿性蛋白不耐症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中赖氨酸尿性蛋白不耐症的诊断。目前使用的指示赖氨酸尿性蛋白不耐症的诊断性代谢物包括鸟氨酸、精氨酸和赖氨酸。因此，诊断赖氨酸尿性蛋白不耐症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括鸟氨酸、精氨酸、赖氨酸及其组合。
在一个实施方案中，选自由N6-乙酰赖氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺、精氨酸、鸟氨酸和赖氨酸组成的组的一种或多种生物标记物可以用于诊断或辅助诊断受试者中的赖氨酸尿性蛋白不耐症。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中赖氨酸尿性蛋白不耐症的诊断：分析源自受试者的尿的生物样品以确定一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括2-氨基庚酸盐、3-甲基戊二酰肉碱、戊二酰肉碱、N6-三甲基赖氨酸、5-(半乳糖基羟基)-L-赖氨酸及其组合的任一者。
中链酰基CoA脱氢酶缺乏症
指示中链酰基CoA脱氢酶缺乏症的新代谢生物标记物包括N-辛酰甘氨酸、己酸盐(6:0)、辛酸盐(8:0)、庚酸盐(7:0)、十二烷二酸盐、O-甲基儿茶酚硫酸盐、1-硬脂酰甘油磷酸胆碱(18:0)、1-十七烷酰甘油磷酸胆碱(17:0)、1-二十二碳五烯酰甘油磷酸胆碱(22:5n3)、N-棕榈酰牛磺酸、壬酸盐(9:0)、脱氧肉碱、庚酰甘氨酸、3-甲基己二酸盐、2-羟戊二酸盐、α-CEHC(2,5,7,8-四甲基-2-(2'-羧乙基)-6-羟色满)硫酸盐(前称X-12435)、甲基己酰谷氨酰胺(前称X-12637)、X-11521(可能的经验式：C15H27NO4和结构：2-辛烯酰肉碱)、X-15646、X-12802、X-11478、X-11440(可能羟孕烯-二醇二硫酸盐或孕烯醇酮-二醇二硫酸盐)、X-15486、X-18913、X-13837、X-18946、X-11861、X-18888、X-18922、X-17438、X-18916、X-16674、X-12824及其组合。因此，中链酰基CoA脱氢酶缺乏症可以通过以下方式得出或促进受试者中的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括N-辛酰甘氨酸、己酸盐(6:0)、辛酸盐(8:0)、庚酸盐(7:0)、十二烷二酸盐、O-甲基儿茶酚硫酸盐、1-硬脂酰甘油磷酸胆碱(18:0)、1-十七烷酰甘油磷酸胆碱(17:0)、1-二十二碳五烯酰甘油磷酸胆碱(22:5n3)、N-棕榈酰牛磺酸、壬酸盐(9:0)、脱氧肉碱、庚酰甘氨酸、3-甲基己二酸盐、2-羟戊二酸盐、α-CEHC(2,5,7,8-四甲基-2-(2'-羧乙基)-6-羟色满)硫酸盐(前称X-12435)、甲基己酰谷氨酰胺(前称X-12637)、X-11521(可能的经验式：C15H27NO4和结构：2-辛烯酰肉碱)、X-15646、X-12802、X-11478、X-11440(可能羟孕烯-二醇二硫酸盐或孕烯醇酮-二醇二硫酸盐)、X-15486、X-18913、X-13837、X-18946、X-11861、X-18888、X-18922、X-17438、X-18916、X-16674和X-12824，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的中链酰基CoA脱氢酶缺乏症阳性和/或中链酰基CoA脱氢酶缺乏症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中中链酰基CoA脱氢酶缺乏症的诊断。目前使用的指示中链酰基CoA脱氢酶缺乏症的诊断性代谢物包括酰基肉碱、肉碱、4-辛烯二酸盐、己二酸盐和有机酸(包括例如，己酰甘氨酸(C6)、辛酰肉碱(C8)、己酰肉碱(C6)、顺-4-癸烯酰肉碱、5-羟己酸盐、辛二酸盐(suberate/octanedioate)、癸二酸盐(sebacate/decanedioate)、癸酰肉碱、3-羟癸酸盐)。因此，诊断中链酰基CoA脱氢酶缺乏症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括酰基肉碱、肉碱、4-辛烯二酸盐、己二酸盐、有机酸及其组合。
在一个实施方案中，选自由己酸盐、己酰甘氨酸、辛酰肉碱、己酰肉碱、N-辛酰甘氨酸、顺-4-癸烯酰肉碱、脱氧肉碱、辛酸盐、5-羟己酸盐、癸酰肉碱、辛二酸盐、N-棕榈酰牛磺酸和庚酸盐组成的组的一种或多种生物标记物可以用于诊断或辅助诊断受试者中的中链酰基CoA脱氢酶缺乏症。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中中链酰基CoA脱氢酶缺乏症的诊断：分析源自受试者的尿的生物样品以确定一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括庚酰甘氨酸、3-甲基己二酸盐、2-羟戊二酸盐及其组合的任一者。
甲基丙二酸血症
指示甲基丙二酸血症的新代谢生物标记物包括2-甲基丙二酰肉碱、丙酰肉碱(C3)、甲基巴豆酰肉碱、2-甲基丁酰肉碱(C5)、2-甲基柠檬酸盐、琥珀酰肉碱、丙酰甘氨酸、3-羟丙酸盐、戊酰肉碱、异戊酰肉碱、琥珀酸盐、甲基巴豆酰甘氨酸、β-羟异戊酰肉碱、β-羟异戊酸盐、异丁酰肉碱、3-羟-2-乙基丙酸盐、丁酰肉碱、3-甲基戊二酰肉碱、甲基琥珀酸盐、3-甲基-2-氧代戊酸盐、3-甲基-2-氧代丁酸盐、X-12749、X-17564、X-12114及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中甲基丙二酸血症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括2-甲基丙二酰肉碱、丙酰肉碱(C3)、甲基巴豆酰肉碱、2-甲基丁酰肉碱(C5)、2-甲基柠檬酸盐、琥珀酰肉碱、丙酰甘氨酸、3-羟丙酸盐、戊酰肉碱、异戊酰肉碱、琥珀酸盐、甲基巴豆酰甘氨酸、β-羟异戊酰肉碱、β-羟异戊酸盐、异丁酰肉碱、3-羟-2-乙基丙酸盐、丁酰肉碱、3-甲基戊二酰肉碱、甲基琥珀酸盐、3-甲基-2-氧代戊酸盐、3-甲基-2-氧代丁酸盐、X-12749、X-17564和X-12114，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的甲基丙二酸血症阳性参比水平和/或甲基丙二酸血症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中甲基丙二酸血症的诊断。目前使用的指示甲基丙二酸血症的诊断性代谢物包括甲基丙二酸盐和甲基丙二酰CoA。因此，诊断甲基丙二酸血症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括甲基丙二酸盐、甲基丙二酰CoA及其组合。
在一个实施方案中，选自由丙酰肉碱、2-甲基丙二酰肉碱、2-甲基丁酰肉碱、戊酰肉碱、丙酰甘氨酸、3-羟丙酸盐、甲基巴豆酰甘氨酸、甲基巴豆酰肉碱、琥珀酰肉碱、琥珀酸盐、异戊酰肉碱和2-甲基柠檬酸盐组成的组的一种或多种生物标记物可以用于诊断或辅助诊断受试者中的甲基丙二酸血症。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中甲基丙二酸血症的诊断：分析源自受试者的尿的生物样品以确定一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括3-甲基戊二酰肉碱、甲基琥珀酸盐及其组合的任一者。
钼辅因子或亚硫酸盐氧化酶缺乏症
指示钼辅因子或亚硫酸盐氧化酶缺乏症的新代谢生物标记物包括5-HETE、白三烯B4、13-HODE+9-HODE、12-HETE、尿酸盐及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中钼辅因子或亚硫酸盐氧化酶缺乏症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括5-HETE、白三烯B4、13-HODE+9-HODE、12-HETE和尿酸盐，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的钼辅因子或亚硫酸盐氧化酶缺乏症阳性参比水平和/或钼辅因子或亚硫酸盐氧化酶缺乏症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中钼辅因子或亚硫酸盐氧化酶缺乏症的诊断。目前使用的指示钼辅因子或亚硫酸盐氧化酶缺乏症的诊断性代谢物包括黄嘌呤、S-硫胱氨酸和硫代硫酸盐。因此，诊断钼辅因子或亚硫酸盐氧化酶缺乏症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括黄嘌呤、S-硫胱氨酸、硫代硫酸盐及其组合。
在一个实施方案中，选自由5-HETE、白三烯B4、13-HODE+9-HODE和12-HETE组成的组的一种或多种生物标记物可以用于诊断或辅助诊断受试者中的钼辅因子或亚硫酸盐氧化酶缺乏症。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中钼辅因子或亚硫酸盐氧化酶缺乏症的诊断：分析源自受试者的尿的生物样品以确定一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括尿酸盐、黄嘌呤、S-硫胱氨酸及其组合的任一者。
枫糖尿症
指示枫糖尿症的新代谢生物标记物包括2-羟-3-甲基戊酸盐、α-羟异戊酸盐、异戊酰肉碱、2-氨基庚酸盐、4-甲基-2-氧代戊酸盐、1-亚麻酰甘油磷酸胆碱(18:3n3)、2-亚麻酰甘油磷酸胆碱(18:3n3)、1-肉豆蔻酰甘油磷酸胆碱(14:0)、2-肉豆蔻酰甘油磷酸胆碱、5α-雄烷-3α,17β-二醇二硫酸盐、3-甲基-2-氧代丁酸盐、异戊酸盐、异丁酰肉碱、3-羟异丁酸盐、2-甲基丁酰肉碱、β-羟异戊酰肉碱、别-异亮氨酸、3-甲基-2-氧代戊酸盐、β-羟异戊酸盐、琥珀酸盐、乙酰肉碱、2-甲基柠檬酸盐、甲基巴豆酰甘氨酸、甲基巴豆酰肉碱、羟丁酰肉碱、α-羟异己酸盐、X-13581、X-17690、X-13689(葡糖苷酸缀合物)及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中枫糖尿症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括2-羟-3-甲基戊酸盐、α-羟异戊酸盐、异戊酰肉碱、2-氨基庚酸盐、4-甲基-2-氧代戊酸盐、1-亚麻酰甘油磷酸胆碱(18:3n3)、2-亚麻酰甘油磷酸胆碱(18:3n3)、1-肉豆蔻酰甘油磷酸胆碱(14:0)、2-肉豆蔻酰甘油磷酸胆碱、5α-雄烷-3α,17β-二醇二硫酸盐、3-甲基-2-氧代丁酸盐、异戊酸盐、异丁酰肉碱、3-羟异丁酸盐、2-甲基丁酰肉碱、β-羟异戊酰肉碱、别-异亮氨酸、3-甲基-2-氧代戊酸盐、β-羟异戊酸盐、琥珀酸盐、乙酰肉碱、2-甲基柠檬酸盐、甲基巴豆酰甘氨酸、甲基巴豆酰肉碱、羟丁酰肉碱、α-羟异己酸盐、X-13581、X-17690和X-13689(葡糖苷酸缀合物)，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的枫糖尿症阳性参比水平和/或枫糖尿症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中枫糖尿症的诊断。目前使用的指示枫糖尿症的诊断性代谢物包括亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸。因此，诊断枫糖尿症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸及其组合。
在一个实施方案中，选自由别-异亮氨酸、α-羟异戊酸盐、2-羟-3-甲基戊酸盐、4-甲基-2-氧代戊酸盐、亮氨酸、3-甲基-2-氧代戊酸盐、异亮氨酸、异戊酸盐、3-甲基-2-氧代丁酸盐、缬氨酸、3-羟异丁酸盐、异丁酰肉碱、异戊酰肉碱、β-羟异戊酰肉碱和2-甲基丁酰肉碱组成的组的一种或多种生物标记物可以用于诊断或辅助诊断受试者中的枫糖尿症。
鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏症(OTC缺乏症)
指示OTC缺乏症的新代谢生物标记物包括苯乙酰谷氨酰胺、鳁油酸(stearidonate)(18:4n3)、3-脲基丙酸盐、2-甲基马尿酸盐、2-羟苯乙酸盐、苯基肉碱、马尿酸盐、苯丙酰甘氨酸、苯甲酸盐、甲基-4-羟基苯甲酸盐、4-苯基丁酸盐、2-戊酰氨基-3-苯基丙酸、苯乙酸盐、苯乙酰甘氨酸、反-4-羟脯氨酸、pro-羟-pro、脲、苯基乳酸盐(PLA)、胍基琥珀酸盐、鸟氨酸、X-20598、X-20588及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中OTC缺乏症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括苯乙酰谷氨酰胺、鳁油酸(18:4n3)、3-脲基丙酸盐、2-甲基马尿酸盐、2-羟苯乙酸盐、苯基肉碱、马尿酸盐、苯丙酰甘氨酸、苯甲酸盐、甲基-4-羟基苯甲酸盐、4-苯基丁酸盐、2-戊酰氨基-3-苯基丙酸、苯乙酸盐、苯乙酰甘氨酸、反-4-羟脯氨酸、pro-羟-pro、脲、苯基乳酸盐(PLA)、胍基琥珀酸盐、鸟氨酸、X-20598和X-20588，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的OTC缺乏症阳性参比水平和/或OTC缺乏症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中OTC缺乏症的诊断。目前使用的指示OTC缺乏症的诊断性代谢物包括乳清酸盐、瓜氨酸和精氨酸。因此，诊断OTC缺乏症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括乳清酸盐、瓜氨酸、精氨酸及其组合。
在一个实施方案中，选自由苯乙酰谷氨酰胺、苯基肉碱、苯乙酸盐、马尿酸盐、谷氨酰胺、苯乙酰甘氨酸、乳清酸盐、肌酐和脲组成的组的一种或多种生物标记物可以用于诊断或辅助诊断受试者中的OTC缺乏症。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中OTC缺乏症的诊断：分析源自受试者的尿的生物样品以确定一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括2-甲基马尿酸盐、2-羟苯乙酸盐、苯丙酰甘氨酸、苯甲酸盐、甲基-4-羟基苯甲酸盐、4-苯基丁酸盐、2-戊酰氨基-3-苯基丙酸及其组合的任一者。
丙酸血症
指示丙酸血症的新代谢生物标记物包括丙酰甘氨酸(C3)、2-甲基柠檬酸盐、3-羟丙酸盐、丙酰肉碱(C3)、1-十五烷酰甘油磷酸胆碱(15:0)、甲基巴豆酰甘氨酸、琥珀酰肉碱、戊二酰肉碱(C5)、3-甲基戊二酰肉碱(C6)、甲基巴豆酰肉碱、丁酰肉碱、2-甲基丙二酰肉碱、β-羟异戊酸盐、X-12819及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中丙酸血症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括丙酰甘氨酸(C3)、2-甲基柠檬酸盐、3-羟丙酸盐、丙酰肉碱(C3)、1-十五烷酰甘油磷酸胆碱(15:0)、甲基巴豆酰甘氨酸、琥珀酰肉碱、戊二酰肉碱(C5)、3-甲基戊二酰肉碱(C6)、甲基巴豆酰肉碱、丁酰肉碱、2-甲基丙二酰肉碱、β-羟异戊酸盐和X-12819，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的丙酸血症阳性参比水平和/或丙酸血症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中丙酸血症的诊断。目前使用的指示丙酸血症的诊断性代谢物包括丙酸盐。因此，诊断丙酸血症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括丙酸盐。
在一个实施方案中，选自由2-甲基柠檬酸盐、3-羟丙酸盐、丙酰肉碱、丙酰甘氨酸、甲基巴豆酰甘氨酸和琥珀酰肉碱组成的组的一种或多种生物标记物可以用于诊断或辅助诊断受试者中的丙酸血症。
苯丙酮尿症(PKU)
指示PKU的新代谢生物标记物包括γ-谷氨酰苯丙氨酸、苯基乳酸盐、N-乙酰苯丙氨酸、苯基丙酮酸盐、γ-谷氨酰酪氨酸、3-甲氧基酪氨酸、4-羟苯基丙酮酸盐、对甲酚硫酸盐、邻苯二酚硫酸盐、苯乙酰谷氨酰胺、邻甲酚硫酸盐、苯乙酰甘氨酸、含有苯丙氨酸的二肽(例如，苯丙氨酰精氨酸、缬氨酰苯丙氨酸、组氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰丝氨酸、亮氨酰苯丙氨酸、苏氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰丙氨酸、苯丙氨酰甘氨酸、苯丙氨酰谷氨酸盐、苯丙氨酰苯丙氨酸、天冬氨酰苯丙氨酸、色氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰异亮氨酸、甘氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰亮氨酸、苯丙氨酰天冬氨酸盐)、X-16283、X-15497及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中PKU的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括γ-谷氨酰苯丙氨酸、苯基乳酸盐、N-乙酰苯丙氨酸、苯基丙酮酸盐、γ-谷氨酰酪氨酸、3-甲氧基酪氨酸、4-羟苯基丙酮酸盐、对甲酚硫酸盐、邻苯二酚硫酸盐、苯乙酰谷氨酰胺、邻甲酚硫酸盐、苯乙酰甘氨酸、含有苯丙氨酸的二肽(例如，苯丙氨酰精氨酸、缬氨酰苯丙氨酸、组氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰丝氨酸、亮氨酰苯丙氨酸、苏氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰丙氨酸、苯丙氨酰甘氨酸、苯丙氨酰谷氨酸盐、苯丙氨酰苯丙氨酸、天冬氨酰苯丙氨酸、色氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰异亮氨酸、甘氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰亮氨酸、苯丙氨酰天冬氨酸盐)、X-16283和X-15497，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的PKU阳性参比水平和/或PKU阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中PKU的诊断。目前使用的指示PKU的诊断性代谢物包括苯丙氨酸。因此，诊断PKU或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括苯丙氨酸。
在一个实施方案中，选自由苯丙氨酸、苯基乳酸盐、γ-谷氨酰苯丙氨酸、N-乙酰苯丙氨酸、苯基丙酮酸盐、含有苯丙氨酸的二肽、4-羟苯基丙酮酸盐、3-甲氧基酪氨酸、环(L-phe-L-pro)、γ-谷氨酰、环(L-phe-D-pro)、对甲酚硫酸盐和邻苯二酚硫酸盐组成的组的一种或多种生物标记物可以用于诊断或辅助诊断受试者中的PKU。
琥珀酸半醛脱氢酶缺乏症
指示琥珀酸半醛脱氢酶缺乏症的新代谢生物标记物包括琥珀酰亚胺。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中琥珀酸半醛脱氢酶缺乏症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括琥珀酰亚胺，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的琥珀酸半醛脱氢酶缺乏症阳性参比水平和/或琥珀酸半醛脱氢酶缺乏症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中琥珀酸半醛脱氢酶缺乏症的诊断。目前使用的指示琥珀酸半醛脱氢酶缺乏症的诊断性代谢物包括γ-氨基丁酸盐(GABA)。因此，诊断琥珀酸半醛脱氢酶缺乏症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括γ-氨基丁酸盐(GABA)。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中琥珀酸半醛脱氢酶缺乏症的诊断：分析源自受试者的尿的生物样品。
琥珀酰腺苷裂合酶缺乏症
指示琥珀酰腺苷裂合酶缺乏症的新代谢生物标记物包括黄苷、2'-脱氧鸟苷、2'-脱氧肌苷、腺嘌呤及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中琥珀酰腺苷裂合酶缺乏症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括黄苷、2'-脱氧鸟苷、2'-脱氧肌苷和腺嘌呤，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的琥珀酰腺苷裂合酶缺乏症阳性参比水平和/或琥珀酰腺苷裂合酶缺乏症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中琥珀酰腺苷裂合酶缺乏症的诊断。目前使用的指示琥珀酰腺苷裂合酶缺乏症的诊断性代谢物包括N6-琥珀酰腺苷。因此，诊断琥珀酰腺苷裂合酶缺乏症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括N6-琥珀酰腺苷。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中琥珀酰腺苷裂合酶缺乏症的诊断：分析源自受试者的尿的生物样品。
胸苷磷酸化酶缺乏症
指示胸苷磷酸化酶缺乏症的新代谢生物标记物包括2'-脱氧尿苷；5,6-二氢胸腺嘧啶、5-甲基尿苷(胸腺嘧啶核糖核苷)、马尿酸盐、2-亚油酰甘油磷酸胆碱、4-甲基儿茶酚硫酸盐、1-花生四烯酰甘油磷酸胆碱(20:0)、牛磺石胆酸3-硫酸盐、甘氨石胆酸硫酸盐、咪唑丙酸盐、X-13862、X-19330、X-20620、X-12170及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中胸苷磷酸化酶缺乏症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括2'-脱氧尿苷、5,6-二氢胸腺嘧啶、5-甲基尿苷(胸腺嘧啶核糖核苷)、马尿酸盐、2-亚油酰甘油磷酸胆碱、4-甲基儿茶酚硫酸盐、1-花生四烯酰甘油磷酸胆碱(20:0)、牛磺石胆酸3-硫酸盐、甘氨石胆酸硫酸盐、咪唑丙酸盐、X-13862、X-19330、X-20620和X-12170，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的胸苷磷酸化酶缺乏症阳性参比水平和/或胸苷磷酸化酶缺乏症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中胸苷磷酸化酶缺乏症的诊断。目前使用的指示胸苷磷酸化酶缺乏症的诊断性代谢物包括胸苷。因此，诊断胸苷磷酸化酶缺乏症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括胸苷。
在一个实施方案中，选自由胸苷、2'-脱氧尿苷和胸腺嘧啶组成的组的一种或多种生物标记物可以用于诊断或辅助诊断受试者中的胸苷磷酸化酶缺乏症。
三甲基赖氨酸羟化酶ε缺乏症
指示三甲基赖氨酸羟化酶ε缺乏症的新代谢生物标记物包括1-花生四烯酰甘油磷酸盐、X-16574、X-12822、X-15136及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中三甲基赖氨酸羟化酶ε缺乏症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括1-花生四烯酰甘油磷酸盐、X-16574、X-12822和X-15136，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的三甲基赖氨酸羟化酶ε缺乏症阳性参比水平和/或三甲基赖氨酸羟化酶ε缺乏症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中三甲基赖氨酸羟化酶ε缺乏症的诊断。目前使用的指示三甲基赖氨酸羟化酶ε缺乏症的诊断性代谢物包括N-6-三甲基赖氨酸。因此，诊断三甲基赖氨酸羟化酶ε缺乏症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括N-6-三甲基赖氨酸。
在一个实施方案中，生物标记物N6-三甲基赖氨酸的一种或多种生物标记物可以用于诊断或辅助诊断受试者中的三甲基赖氨酸羟化酶ε缺乏症。
酪氨酸血症
指示酪氨酸血症的新代谢生物标记物包括3-(4-羟苯基)乳酸盐、4-羟苯基丙酮酸盐、3-(3-羟苯基)丙酸盐、4-羟苯乙酸盐、苯基乳酸盐(PLA)、X-13581及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中酪氨酸血症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括3-(4-羟苯基)乳酸盐、4-羟苯基丙酮酸盐、3-(3-羟苯基)丙酸盐、4-羟苯乙酸盐、苯基乳酸盐(PLA)和X-13581，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的酪氨酸血症阳性参比水平和/或酪氨酸血症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中酪氨酸血症的诊断。目前使用的指示酪氨酸血症的诊断性代谢物包括酪氨酸。因此，诊断酪氨酸血症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括酪氨酸。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中酪氨酸血症的诊断：分析源自受试者的尿的生物样品。
极长链酰基CoA脱氢酶缺乏症
指示极长链酰基CoA脱氢酶缺乏症的新代谢生物标记物包括9-甲基尿酸、木酮糖、花生四烯酸盐(20:4n6)、二十二碳六烯酸盐(DHA；22:6n3))、二十碳五烯酸盐(EPA)、5,8-十四碳二烯酸盐(前称X-12442)、1-二十二碳六烯酰-GPC(22:6；DHA-GPC)、X-18739(2-十四碳烯酰肉碱的可能异构体)及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中极长链酰基CoA脱氢酶缺乏症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括9-甲基尿酸、木酮糖、花生四烯酸盐(20:4n6)、二十二碳六烯酸盐(DHA；22:6n3))、二十碳五烯酸盐(EPA)、5,8-十四碳二烯酸盐(前称X-12442)、1-二十二碳六烯酰-GPC(22:6；DHA-GPC)和X-18739(2-十四碳烯酰肉碱的可能异构体)，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的极长链酰基CoA脱氢酶缺乏症阳性参比水平和/或极长链酰基CoA脱氢酶缺乏症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中极长链酰基CoA脱氢酶缺乏症的诊断。目前使用的指示极长链酰基CoA脱氢酶缺乏症的诊断性代谢物包括肉豆蔻酰肉碱、硬脂酰肉碱(C18)、棕榈酰肉碱(C16)、油酰肉碱(C18)、肉豆蔻脑酸盐(14:1n5)、肉豆蔻脑酰肉碱和亚油酰肉碱。因此，诊断极长链酰基CoA脱氢酶缺乏症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括肉豆蔻酰肉碱、硬脂酰肉碱(C18)、棕榈酰肉碱(C16)、油酰肉碱(C18)、肉豆蔻脑酸盐(14:1n5)、肉豆蔻脑酰肉碱、亚油酰肉碱及其组合。
在一个实施方案中，选自由肉豆蔻酰肉碱、肉豆蔻脑酸盐、硬脂酰肉碱、棕榈酰肉碱、月桂酰肉碱、二十碳五烯酸盐、花生四烯酸盐、油酰肉碱、二十二碳六烯酸盐、二十二碳五烯酸盐和X-12442组成的组的一种或多种生物标记物可以用于诊断或辅助诊断受试者中的极长链酰基CoA脱氢酶缺乏症。
黄嘌呤尿症
指示黄嘌呤尿症的新代谢生物标记物包括次黄嘌呤、黄苷、2'-脱氧肌苷、肌苷、N2-甲基鸟苷、肌酐及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中黄嘌呤尿症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括次黄嘌呤、黄苷、2'-脱氧肌苷、肌苷、N2-甲基鸟苷和肌酐，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的黄嘌呤尿症阳性参比水平和/或黄嘌呤尿症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中黄嘌呤尿症的诊断。目前使用的指示黄嘌呤尿症的诊断性代谢物包括黄嘌呤、尿酸盐和肌酸。因此，诊断黄嘌呤尿症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括黄嘌呤、尿酸盐和肌酸。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中黄嘌呤尿症的诊断：分析源自受试者的尿的生物样品。
X连锁型肌酸转运蛋白症
指示X连锁型肌酸转运蛋白症的新代谢生物标记物包括甘氨酰亮氨酸、2-羟辛酸盐、1,6-脱水葡萄糖、X-11483、X-18943、X-17422、X-17761、X-17335及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中X连锁型肌酸转运蛋白症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括甘氨酰亮氨酸、2-羟辛酸盐、1,6-脱水葡萄糖、X-11483、X-18943、X-17422、X-17761和X-17335，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的X连锁型肌酸转运蛋白症阳性参比水平和/或X连锁型肌酸转运蛋白症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中X连锁型肌酸转运蛋白症的诊断。目前使用的指示X连锁型肌酸转运蛋白症的诊断性代谢物包括肌酸。因此，诊断X连锁型肌酸转运蛋白症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括肌酸。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中X连锁型肌酸转运蛋白症的诊断：分析源自受试者的尿的生物样品。
肌氨酸血症
指示肌氨酸血症的新代谢生物标记物包括胆碱、甜菜碱、甘氨酸、二甲基甘氨酸及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中肌氨酸血症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括胆碱、甜菜碱、甘氨酸和二甲基甘氨酸，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的肌氨酸血症阳性参比水平和/或肌氨酸血症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中肌氨酸血症的诊断。目前使用的指示肌氨酸血症的诊断性代谢物包括肌氨酸。因此，诊断肌氨酸血症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括肌氨酸。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
柠檬酸转运蛋白缺乏症
指示柠檬酸转运蛋白缺乏症的新代谢生物标记物包括α-酮戊二酸盐、琥珀酸盐、延胡索酸盐、苹果酸盐、谷氨酸盐及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中柠檬酸转运蛋白缺乏症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括α-酮戊二酸盐、琥珀酸盐、延胡索酸盐、苹果酸盐和谷氨酸盐，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的柠檬酸转运蛋白缺乏症阳性参比水平和/或柠檬酸转运蛋白缺乏症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中柠檬酸转运蛋白缺乏症的诊断。目前使用的指示柠檬酸转运蛋白缺乏症的诊断性代谢物包括柠檬酸盐。因此，诊断柠檬酸转运蛋白缺乏症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括柠檬酸盐。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中柠檬酸转运蛋白缺乏症的诊断：分析源自受试者的血浆、CSF或尿的生物样品。
丙酮酸脱氢酶缺乏症
可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物，得出或促进受试者中丙酮酸脱氢酶缺乏症的诊断。目前使用的指示丙酮酸脱氢酶缺乏症的诊断性代谢物包括丙酮酸盐和乳酸盐。因此，诊断丙酮酸脱氢酶缺乏症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括丙酮酸盐和乳酸盐。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
高鸟氨酸血症-同型瓜氨酸血症-高血氨症
指示高鸟氨酸血症-同型瓜氨酸血症-高血氨症的新代谢生物标记物包括尿嘧啶、3-脲基丙酸盐、乳清酸盐、谷氨酰胺、N-乙酰-β-丙氨酸、尿苷、N-乙酰天冬氨酸盐(NAA)、二甲基精氨酸(SDMA+ADMA)、5-甲基硫代腺苷(MTA)、β-丙氨酸、4-脲基丁酸盐及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中高鸟氨酸血症-同型瓜氨酸血症-高血氨症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括尿嘧啶、3-脲基丙酸盐、乳清酸盐、谷氨酰胺、N-乙酰-β-丙氨酸、尿苷、N-乙酰天冬氨酸盐(NAA)、二甲基精氨酸(SDMA+ADMA)、5-甲基硫代腺苷(MTA)、β-丙氨酸和4-脲基丁酸盐，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的高鸟氨酸血症-同型瓜氨酸血症-高血氨症阳性参比水平和/或高鸟氨酸血症-同型瓜氨酸血症-高血氨症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中高鸟氨酸血症-同型瓜氨酸血症-高血氨症的诊断。目前使用的指示高鸟氨酸血症-同型瓜氨酸血症-高血氨症的诊断性代谢物包括鸟氨酸、同型瓜氨酸、精胺和亚精胺。因此，诊断高鸟氨酸血症-同型瓜氨酸血症-高血氨症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括鸟氨酸、同型瓜氨酸、精胺和亚精胺。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
芳族氨基酸脱羧酶(AAAD)缺乏症
指示芳族氨基酸脱羧酶(AAAD)缺乏症的新代谢生物标记物包括酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中AAAD缺乏症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的AAAD缺乏症阳性参比水平和/或AAAD缺乏症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中AAAD缺乏症的诊断。目前使用的指示AAAD缺乏症的诊断性代谢物包括L-多巴、3-甲氧基酪氨酸、5-羟色氨酸、高香草酸盐、5-羟吲哚乙酸盐和香草酸(vanillactic acid)。因此，诊断AAAD缺乏症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括L-多巴、3-甲氧基酪氨酸、5-羟色氨酸、高香草酸盐、5-羟吲哚乙酸盐和香草酸。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中AAAD缺乏症的诊断：分析源自受试者的血浆的生物样品。
Smith-Lemli-Opitz综合征
指示Smith-Lemli-Opitz综合征的新代谢生物标记物包括胆甾烷醇。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中Smith-Lemli-Opitz综合征的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括胆甾烷醇，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的Smith-Lemli-Opitz综合征阳性参比水平和/或Smith-Lemli-Opitz综合征阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中Smith-Lemli-Opitz综合征的诊断。目前使用的指示Smith-Lemli-Opitz综合征的诊断性代谢物包括7-脱氢胆甾醇。因此，诊断Smith-Lemli-Opitz综合征或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括7-脱氢胆甾醇。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
原发性肉碱缺乏症
指示原发性肉碱缺乏症的新代谢生物标记物包括N6-三甲基赖氨酸。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中原发性肉碱缺乏症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括N6-三甲基赖氨酸，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的原发性肉碱缺乏症阳性参比水平和/或原发性肉碱缺乏症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述新代谢生物标记物，得出或促进受试者中原发性肉碱缺乏症的诊断。目前使用的指示原发性肉碱缺乏症的诊断性代谢物包括肉碱和酰基肉碱。因此，诊断原发性肉碱缺乏症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括肉碱和酰基肉碱。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
希特林蛋白缺乏症
指示希特林蛋白缺乏症的新代谢生物标记物包括乳清酸盐。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中希特林蛋白缺乏症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括乳清酸盐，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的希特林蛋白缺乏症阳性参比水平和/或希特林蛋白缺乏症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合新代谢生物标记物，得出或促进受试者中希特林蛋白缺乏症的诊断。目前使用的指示希特林蛋白缺乏症的诊断性代谢物包括瓜氨酸、精氨酸、苏氨酸、丝氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸。因此，诊断希特林蛋白缺乏症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括瓜氨酸、精氨酸、苏氨酸、丝氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
4-氨基丁酸氨基转移酶(ABAT)缺乏症
指示ABAT缺乏症的新代谢生物标记物包括2-吡咯烷酮。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中ABAT缺乏症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括2-吡咯烷酮，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的ABAT缺乏症阳性参比水平和/或ABAT缺乏症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合新代谢生物标记物，得出或促进受试者中ABAT缺乏症的诊断。目前使用的指示ABAT缺乏症的诊断性代谢物包括GABA。因此，诊断ABAT缺乏症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括GABA。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中ABAT缺乏症的诊断：分析源自受试者的血浆或尿的生物样品。
GLUT1缺乏症(SLC2A1缺乏症)
指示GLUT1缺乏症的新代谢生物标记物包括果糖、甘露糖、脯氨酰羟脯氨酸、羟脯氨酸、甘氨酰脯氨酸、N-乙酰神经氨糖酸、二甲基精氨酸(ADMA+SDMA)、谷氨酰胺、γ-谷氨酰谷氨酰胺、N-乙酰-天冬氨酰-谷氨酸盐(NAAG)、N-乙酰谷氨酰胺、乙基丙二酸盐、肌酸及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中GLUT1缺乏症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括果糖、甘露糖、脯氨酰羟脯氨酸、羟脯氨酸、甘氨酰脯氨酸、N-乙酰神经氨糖酸、二甲基精氨酸(ADMA+SDMA)、谷氨酰胺、γ-谷氨酰谷氨酰胺、N-乙酰-天冬氨酰-谷氨酸盐(NAAG)、N-乙酰谷氨酰胺、乙基丙二酸盐和肌酸，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的GLUT1缺乏症阳性参比水平和/或GLUT1缺乏症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合新代谢生物标记物，得出或促进受试者中GLUT1缺乏症的诊断。目前使用的指示GLUT1缺乏症的诊断性代谢物包括葡萄糖。因此，诊断GLUT1缺乏症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括葡萄糖。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中GLUT1缺乏症的诊断：分析源自受试者的CSF的生物样品。
3-甲基戊烯二酸尿症(MGA)
指示MGA的新代谢生物标记物包括3-甲基戊二酰肉碱。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中MGA的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括3-甲基戊二酰肉碱，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的MGA阳性参比水平和/或MGA阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合新代谢生物标记物，得出或促进受试者中MGA的诊断。目前使用的指示MGA的诊断性代谢物包括3-甲基戊烯二酸和3-甲基戊二酸。因此，诊断MGA或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括3-甲基戊烯二酸和3-甲基戊二酸。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中MGA的诊断：分析源自受试者的血浆的生物样品。
短链酰基-CoA脱羧酶(SCAD)缺乏症
指示SCAD缺乏症的新代谢生物标记物包括丁酰甘氨酸。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中SCAD缺乏症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括丁酰甘氨酸，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的SCAD缺乏症阳性参比水平和/或SCAD缺乏症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合新代谢生物标记物，得出或促进受试者中SCAD缺乏症的诊断。目前使用的指示SCAD缺乏症的诊断性代谢物包括乙基丙二酸盐、丁酰肉碱和甲基琥珀酸盐。因此，诊断SCAD缺乏症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括乙基丙二酸盐、丁酰肉碱和甲基琥珀酸盐。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
尿刊酸酶缺乏症
可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合新代谢生物标记物，得出或促进受试者中尿刊酸酶缺乏症的诊断。目前使用的指示尿刊酸酶缺乏症的诊断性代谢物包括顺-尿刊酸盐、反-尿刊酸盐和咪唑丙酸盐。因此，诊断尿刊酸酶缺乏症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括顺-尿刊酸盐、反-尿刊酸盐和咪唑丙酸盐。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中尿刊酸酶缺乏症的诊断：分析源自受试者的血浆的生物样品。
3-羟异丁酰-CoA水解酶缺乏症
指示3-羟异丁酰-CoA水解酶缺乏症的新代谢生物标记物包括3-羟异丁酸盐、异丁酰甘氨酸及其组合。因此，3-羟异丁酰-CoA水解酶缺乏症可以通过以下方式得出或促进受试者中的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括3-羟异丁酸盐、异丁酰甘氨酸及其组合，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的3-羟异丁酰-CoA水解酶缺乏症阳性参比水平和/或3-羟异丁酰-CoA水解酶缺乏症阴性参比水平比较。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
高草酸尿症
可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合新代谢生物标记物，得出或促进受试者中高草酸尿症的诊断。目前使用的指示高草酸尿症的诊断性代谢物包括草酸盐和甘醇酸盐。因此，诊断高草酸尿症或促进其诊断的方法还可以包括分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种额外代谢物的水平，所述的额外代谢物包括草酸盐和甘醇酸盐。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中高草酸尿症的诊断：分析源自受试者的尿的生物样品。
γ-丁酰甜菜碱羟化酶缺乏症(BBOX缺乏症)
指示BBOX缺乏症的新代谢生物标记物包括十六烷二酸盐(C16)、二十二烷二酸盐、二十烷二酸盐、十八烷二酸盐(C18)、十二烷二酸盐(C12)、2-氨基辛酸盐、2-氨基庚酸盐、α-羟异己酸盐、异戊酸盐(C5)、癸酰肉碱(C10)、顺-4-癸烯酰肉碱、棕榈酰肉碱(C16)、油酰肉碱(C18)、月桂酰肉碱(C12)、肉豆蔻脑酰肉碱、肉豆蔻酰肉碱、甘油、3-羟肉豆蔻酸盐、2-羟癸酸盐、3-羟月桂酸盐、3-羟癸二酸盐、3-羟辛酸盐、3-羟癸酸盐、壬酸盐(9:0)、己酸盐(6:0)及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中BBOX缺乏症的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定以下一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括十六烷二酸盐(C16)、二十二烷二酸盐、二十烷二酸盐、十八烷二酸盐(C18)、十二烷二酸盐(C12)、2-氨基辛酸盐、2-氨基庚酸盐、α-羟异己酸盐、异戊酸盐(C5)、癸酰肉碱(C10)、顺-4-癸烯酰肉碱、棕榈酰肉碱(C16)、油酰肉碱(C18)、月桂酰肉碱(C12)、肉豆蔻脑酰肉碱、肉豆蔻酰肉碱、甘油、3-羟肉豆蔻酸盐、2-羟癸酸盐、3-羟月桂酸盐、3-羟癸二酸盐、3-羟辛酸盐、3-羟癸酸盐、壬酸盐(9:0)、己酸盐(6:0)及其组合，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的BBOX缺乏症阳性参比水平和/或BBOX缺乏症阴性参比水平比较。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
氨基酸代谢和转运病(包括脲循环病和有机酸血症)
指示氨基酸代谢和转运病(包括脲循环病和有机酸血症)的代谢生物标记物包括N-乙酰丙氨酸、天冬氨酸盐、戊二酸盐、戊二酰肉碱(C5)、3-羟戊二酸盐、戊烯二酸盐、苯丙氨酸、N-乙酰苯丙氨酸、苯基丙酮酸盐、苯基乳酸盐(PLA)、苯乙酸盐、苯乙酰甘氨酸、苯乙酰谷氨酰胺、4-羟苯基丙酮酸盐、3-(4-羟苯基)乳酸盐、对甲酚硫酸盐、邻甲酚硫酸盐、3-甲氧基酪氨酸、亮氨酸、4-甲基-2-氧代戊酸盐、异戊酸盐、异戊酰甘氨酸、异戊酰肉碱(C5)、3-甲基巴豆酰甘氨酸、β-羟异戊酸盐、β-羟异戊酰肉碱、3-甲基戊二酰肉碱(C6)、α-羟异戊酸盐、异亮氨酸、别-异亮氨酸、3-甲基-2-氧代戊酸盐、2-甲基丁酰肉碱(C5)、甲基巴豆酰肉碱、甲基巴豆酰甘氨酸、2-羟-3-甲基戊酸盐、3-羟-2-乙基丙酸盐、缬氨酸、3-甲基-2-氧代丁酸盐、异丁酰肉碱、3-羟异丁酸盐、α-羟异己酸盐、同型半胱氨酸、胱硫醚、精氨酸、脲、鸟氨酸、脯氨酸、瓜氨酸、精氨琥珀酸盐、同型精氨酸、同型瓜氨酸、N-乙酰精氨酸、N-δ-乙酰鸟氨酸、反-4-羟脯氨酸、pro-羟-pro、肌酸、肌酐、4-胍基丁酸盐、胍基琥珀酸盐、γ-谷氨酰苯丙氨酸、γ-谷氨酰酪氨酸、丙氨酰丙氨酸、精氨酰脯氨酸、天冬氨酰苯丙氨酸、甘氨酰苯丙氨酸、组氨酰苯丙氨酸、异亮氨酰天冬氨酸盐、亮氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰丙氨酸、苯丙氨酰精氨酸、苯丙氨酰天冬氨酸盐、苯丙氨酰谷氨酸盐、苯丙氨酰甘氨酸、苯丙氨酰异亮氨酸、苯丙氨酰亮氨酸、苯丙氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰丝氨酸、焦谷氨酰缬氨酸、苏氨酰苯丙氨酸、色氨酰苯丙氨酸、缬氨酰苯丙氨酸、果糖、山梨糖、琥珀酰肉碱、琥珀酸盐、2-甲基柠檬酸盐、戊酸盐、鳁油酸(18:4n3)、己二酸盐、十二烷二酸盐(C12)、十四烷二酸盐(C14)、十六烷二酸盐(C16)、十八烷二酸盐(C18)、2-氨基庚酸盐、2-亚麻酰甘油磷酸胆碱(18:3n3)、2-甲基丙二酰肉碱、丁酰肉碱、丙酰肉碱(C3)、丙酰甘氨酸(C3)、甲基丙二酰CoA、甲基丙二酸、乙酰肉碱、羟丁酰肉碱、戊酰肉碱、己酰肉碱、肉豆蔻酰肉碱、棕榈酰肉碱(C16)、己烯二酰肉碱(前称X-17001)、3-羟丙酸盐、1-肉豆蔻酰甘油磷酸胆碱(14:0)、2-肉豆蔻酰甘油磷酸胆碱、1-十五烷酰甘油磷酸胆碱(15:0)、1-亚麻酰甘油磷酸胆碱(18:3n3)、1-硬脂酰甘油磷脂酰乙醇胺、1,3-二棕榈酰甘油、5α-雄烷-3α,17β-二醇二硫酸盐、乳清酸盐、尿苷、尿嘧啶、3-脲基丙酸盐、马尿酸盐、邻苯二酚硫酸盐、苯基肉碱、丙酸盐、5-羟色氨酸、5-甲基硫代腺苷(MTA)、β-丙氨酸、二甲基精氨酸(SDMA+ADMA)、谷氨酰胺、N-乙酰天冬氨酸盐(NAA)、N-乙酰-β-丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、2-吡咯烷酮、γ-谷氨酰亮氨酸、O-磺基-L-酪氨酸、棕榈酰鞘磷脂、γ-谷氨酰异亮氨酸、半胱氨酸s-硫酸盐、2-氨基己二酸盐、苯乙酰谷氨酰胺、3,4-二羟苯乙酸盐、苯丙酰甘氨酸、2-戊酰氨基-3-苯基丙酸、2-羟苯乙酸盐、N-乙酰亮氨酸、甲基琥珀酸盐、乙基丙二酸盐、胍乙酸盐、β-羟丁酸盐、N-氨甲酰天冬氨酸盐、4-脲基丁酸盐、马尿酸盐、2-甲基马尿酸盐、苯甲酸盐、甲基-4-羟基苯甲酸盐、4-苯基丁酸盐及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中氨基酸代谢和转运病(包括脲循环病和有机酸血症)的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定上文所列的一种或多种代谢物的水平，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的疾病或病症阳性参比水平和/或疾病或病症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述代谢生物标记物，得出或促进受试者中氨基酸代谢和转运病(包括脲循环病和有机酸血症)的诊断。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中氨基酸代谢和转运病的诊断：分析源自受试者的尿的生物样品以确定一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括2-氨基己二酸盐、苯乙酰谷氨酰胺、3,4-二羟苯乙酸盐、苯丙酰甘氨酸、2-戊酰氨基-3-苯基丙酸、2-羟苯乙酸盐、N-乙酰亮氨酸、甲基琥珀酸盐、乙基丙二酸盐、胍乙酸盐、β-羟丁酸盐、N-氨甲酰天冬氨酸盐、4-脲基丁酸盐、马尿酸盐、2-甲基马尿酸盐、苯甲酸盐、甲基-4-羟基苯甲酸盐、4-苯基丁酸盐及其组合的任一者。
脂肪酸氧化病
指示脂肪酸氧化病的代谢生物标记物包括木酮糖、己酸盐(6:0)、庚酸盐(7:0)、辛酸盐(C8)、壬酸盐(9:0)、癸酸盐(C10)、肉豆蔻脑酸盐(14:1n5)、二十碳五烯酸盐(EPA)、二十二碳六烯酸盐(DHA；22:6n3))、花生四烯酸盐(20:4n6)、辛二酸盐、癸二酸盐(C8)、十二烷二酸盐(C12)、己酰甘氨酸(C6)、N-辛酰甘氨酸、己酰肉碱、辛酰肉碱、癸酰肉碱、顺-4-癸烯酰肉碱、肉豆蔻酰肉碱、棕榈酰肉碱(C16)、硬脂酰肉碱(C18)、油酰肉碱(C18)、脱氧肉碱、肉碱、3-羟癸酸盐、5-羟己酸盐、N-棕榈酰牛磺酸、1-十七烷酰甘油磷酸胆碱(17:0)、1-硬脂酰甘油磷酸胆碱(18:0)、1-二十二碳五烯酰甘油磷酸胆碱(22:5n3)、9-甲基尿酸、α-CEHC(2,5,7,8-四甲基-2-(2'-羧乙基)-6-羟色满)硫酸盐(前称X-12435)、O-甲基儿茶酚硫酸盐、5,8-十四碳二烯酸盐(前称X-12442)、甲基己酰谷氨酰胺(前称X-12637)、7-脱氢胆甾醇、胆甾烷醇、N6-三甲基赖氨酸、丁酰甘氨酸、1-二十二碳六烯酰-GPC(22:6；DHA-GPC)、2-羟戊二酸盐、3-甲基己二酸盐、4-辛烯二酸盐、庚酰甘氨酸及其组合。因此，可以通过以下方式得出或促进受试者中脂肪酸氧化病的诊断：分析从受试者获得的生物样品以确定一种或多种前述代谢物的水平，并且将样品中代谢物的水平与代谢物的疾病或病症阳性和/或疾病或病症阴性参比水平比较。
任选地，可以通过分析目前使用的一种或多种诊断性代谢物的水平联合前述代谢生物标记物，得出或促进受试者中脂肪酸氧化病的诊断。
如上文解释，来自受试者的生物样品可以分离自任何合适的生物来源，例如，血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
在一些实施方案中，可以通过以下方式得出或促进受试者中氨基酸代谢和转运病的诊断：分析源自受试者的尿的生物样品以确定一种或多种代谢物的水平，所述代谢物包括2-羟戊二酸盐、3-甲基己二酸盐、4-辛烯二酸盐、庚酰甘氨酸及其组合的任一者。
实施例
I.一般方法
A.代谢组学特征分析。
代谢组学平台由三种独立方法组成：针对碱性物质优化的超高效液相色谱/串联质谱法(UHLC/MS/MS2)、针对酸性物质优化的UHLC/MS/MS2和气相色谱/质谱(GC/MS)。
B.样品制备
血浆样品和尿样贮存在-80℃直至需要，并且随后紧邻提取之前才在冰上解冻。使用自动化液体处置机器人(MicroLab Star,Hamilton Robotics,Reno,NV)执行提取，其中将450μl甲醇添加至100μl每份样品以沉淀蛋白质。甲醇含有四种回收标准物以允许确认提取效率。随后将每种溶液在Geno/Grinder 2000(Glen Mills Inc.,Clifton,NJ)上按每分钟675次冲击混合并且随后以2000转/分钟离心5分钟。取得每份样品的四个110μl上清液等分试样并且在氮气下并随后在真空下干燥过夜。次日，在水中50μL 6.5mM碳酸氢铵中在pH8复溶一个等分试样并且使用水中的50μL 0.1％甲酸复溶一个等分试样。两种复溶溶剂均含有成组仪器内标物以标示LC保留指数并评价LC-MS仪性能。通过用环己烷:二氯甲烷:乙腈(5:4:1)外加5％三乙胺中N,O-双三甲基甲硅烷基三氟乙酰胺和1％三甲基氯硅烷混合物50μL处理衍生化第三个110μl等分试样，添加内标物以标示GC保留指数并评估衍生化过程的回收率。随后将这种混合物在真空下干燥过夜并随后将干燥的提取物加盖、振摇5分钟并且随后在60℃加热1小时。在通过GC-MS分析之前，允许样品冷却并短暂离心以沉淀任何残余物。将剩余的等分试样干燥后密封，并贮存在-80℃作为备份样品待需要时使用。在三个单独的质谱仪上分析提取物：一个使用超高效液相色谱-质谱检测正离子的UPLC-MS系统，一个检测负离子的UPLC-MS系统和一个痕量GC超高效气相色谱-DSQ气相色谱-质谱(GC-MS)系统(Thermo Scientific,Waltham,MA)。
C.UPLC法
使用Waters Acquity UPLC(Waters Corp.,Milford,MA)分离通过LC-MS分析的复溶的全部等分试样。在0.1％甲酸中复溶的等分试样使用由水中0.1％甲酸(A)和甲醇中0.1％甲酸(B)组成的流动相溶剂。在6.5mM碳酸氢铵中复溶的等分试样使用由水中pH86.5mM碳酸氢铵(A)和95/5甲醇/水中6.5mM碳酸氢铵组成的流动相溶剂。用于甲酸复溶的提取物和碳酸氢铵复溶的提取物的梯度特征是4分钟内从0.5％B至70％B、0.5分钟内从70％B至98％B和在98％B保持0.9分钟，之后2分钟内返回至0.5％B。流量是350μL/分钟。样品进样量是5μL并且使用2x针定量环溢流(needle loop overfill)。液相色谱分离在40℃在独立的酸专用或碱专用2.1mm x 100mm Waters BEH C18 1.7μm粒度柱上进行。
D.UPLC-MS法
在实施例1中，使用线性阱四极质谱仪(LTQ,Thermo Scientific,Waltham,MA)。在实施例4中，使用按35,000质量分辨率运行的Q-Exactive高分辨率/精确质量轨道阱质谱仪(Q-Exactive,ThermoFisher Scientific,Waltham,MA)。在全部其他实施例中，使用OrbitrapElite(OrbiElite Thermo Scientific,Waltham,MA)质谱仪。Q-Exactive和OrbiElite质谱仪利用鞘气体设定至80、辅助气体在12和电压设定至正模式4.2kV的HESI-II源。负模式的环境具有在75的鞘气体、在15的辅助气体并且电压设定至2.75kV。两种模式的源加热器温度是430℃并且毛细管温度是350℃。质量范围是99-1000m/z，扫描速度为每秒4.6次总扫描，另外交替进行一次全扫描和一次MS/MS扫描，并且分辨率设定至30,000。傅立叶变换质谱(FTMS)全扫描自增益控制(AGC)目标设定至5x105，伴以500毫秒临界值时间(cutoff time)。离子阱MS/MS的AGC目标是3x103，伴以100毫秒最大充满时间(maximumfill time)。正模式的归一化碰撞能量设定至32任意单位并且负模式设定至30。对于两种方法，活化Q是0.35并且活化时间是30毫秒，再次伴以3m/z分离质量窗口。使得采用3.5秒持续时间的动态排除设定用于OrbiElite。使用PierceTM LTQ Velos电喷雾电离(ESI)正离子校正溶液或PierceTMESI负离子校正溶液输注，每周进行校正。
E.GC-MS法
通过GC-MS分析衍生化的样品。1.0μl样品体积按分流模式以20:1分流比在联苯基二甲基聚硅氧烷静止相，薄膜融合型硅胶柱—膜厚度20μm的Crossbond RTX-5Sil,0.18mmi.d.x 20m(Restek、Bellefonte、PA)上进样。化合物用氦作为载气和组成如下的温度梯度洗脱：初始温度在60℃保持1分钟；随后以17.1℃/分钟的速率增至220℃；随后以30℃/分钟的速率增至340℃并且随后在这个温度保持3.67分钟。随后允许温度下降并稳定化至60℃用于后续进样。质谱仪使用电子轰击电离法运行，扫描范围在4次扫描/秒，3077原子质量单位/秒下为50-750质量单位。双级四极(DSQ)用离子源温度290℃和倍增电压1865V设定。MS传输线保持在300℃。每日进行DSQ的调谐和校正以确保最佳性能。
F.数据处理和分析。
对于每台仪器上的每个生物基质数据集，计算每种内标物的峰面积的相对标准偏差(RSD)以确认提取效率、仪器性能、柱完整性、色谱和质量校准。这些内标物中的几种充当保留指数(RI)标志物并且检查其保留时间和校正(alignment)。UPLC-MS和GC-MS系统随附的改良版软件用于峰检测和积分。来自这个处理过程的输出生成m/z比率、保留时间和曲线下面积值的列表。软件指定峰检测标准，包括信/噪比阈值、高度和宽度。
基于利用内标物赋予的固定RI值的保留指数，将生物学数据集合(包括QC样品)以色谱方式校正。通过假设其值无变化的侧翼RI标志物之间线性拟合，确定实验峰的RI。RI的益处是，它纠正系统性误差如样品pH和柱年龄引起的保留时间漂移。每种化合物的RI根据与其两个侧翼保留标志物的洗脱关系指定。使用自有软件包，将积分、校正的峰针对可靠标准物和常规检出的未知化合物的自有文库(化学文库)匹配，所述自有文库对所用的正、负或GC-MS数据采集方法有特异性。匹配以前瞻性鉴定的150RI单位内的保留指数值和LTQ和DSQ数据的0.4m/z内的对文库可靠标准物的实验前体质量匹配为基础。将实验性MS/MS与可靠标准物的文库谱比较并赋予正向评分和反向评分。完美的正向评分将显示，实验波谱中的全部离子均以正确的比率存在于可靠标准物的文库中，并且完美的反向评分将显示，全部可靠标准物文库离子均以正确的比率存在于实验波谱中。将正向评分和反向评分比较并且对提议的匹配给出MS/MS片段化波谱评分。全部匹配随后由根据上述的标准批准或拒绝每个识别的分析者手动评审。但是，不要求分析者手动评审。在一些实施方案中，匹配过程完全自动化。
可以在美国专利号7,561,975中找到关于化学文库、用于匹配积分、校对的峰以鉴定具名的化合物和常规检出的未知化合物的方法以及鉴定样品中小分子的计算机可读取代码的其他细节，所述文献通过引用方式完整并入本文。
G.质量控制
从血浆样品或尿样品中，将每份个体样品的等分试样合并以产生如上文所述那样提取的技术性重复。对于每个数据，将这汇集的血浆样品或尿样品的提取物在每台仪器上进样六次，以评估过程变化性。作为额外的质量控制，还在每台仪器上提取五份水等分试样作为样品集合的组成部分，以充当人为假象鉴定的过程空白。全部QC样品均包括仪器内标物以评估提取效率及仪器性能以及充当用于离子鉴定的保留指数标志物。标准物是如此选择从而不妨碍检测固有离子的同位素标记分子或者外源分子。
H.统计分析
统计分析的目的是鉴定样品中检出的每种代谢物的“极端”值(离群值)。进行一个两步骤过程，基于充满百分数(percent fill)(在代谢物中检出某值的样品的百分数)。当充满(fill)小于或等于10％时，标记其中检出某个值的样品。当充满大于10％时，将遗失值连同随机正态变量一起输入，均数等于观测最小值并且标准偏差等于1。数据随后经对数变换，并且计算四分位距(IQR)，其定义为第3四分位数和第1四分位数之间的差距。标记在第3四分位数之上大于1.5*IQR或在第1四分位数以下大于1.5*IQR的值。还分析对数变换的数据以计算每位个体中每种代谢物的Z-评分。个体的代谢物的Z-评分代表在给定代谢物的均数之上的标准偏差数值。正Z-评分意指代谢物水平在均数之上并且负Z-评分意指代谢物水平在均数以下。
获得的结果可用于使用来自受试者的单份小体积样品并且不要求事先了解病症或疾病的情况下，诊断和/或辅助诊断超过30种如下文实施例中所述的疾病。实际上，在一些情况下，个体就指示代谢组学的数据不透彻的遗传病接受治疗，从而，患者不需要治疗，并且在其他情况下，代谢组学分析指示存在外显子组测序法揭示的遗传突变被视为不显著的疾病。使用下文所述方法获得额外类型的诊断结果。
对于一些受试者，确定临床上诊断性生物标记物是异常的，并且还显示额外的异常生物化学物是异常的，所示额外的异常生物化学物中一些是与临床诊断性代谢物相关的生物化学物。对于一些受试者，未检出临床上诊断性代谢物；然而，显示其中至少一些与诊断性代谢物相关的新生物化学物是异常的，这使得诊断成为可能。对于一些受试者，确定临床上诊断性代谢物在与临床上目前使用的不同的样品类型中为异常(例如，在血浆中检出尿标志物)，这使得用新样品类型诊断成为可能。对于某些疾病，不可获得临床上诊断性代谢物，但是分析揭示了可用来作出临床诊断的新生物化学物。
实施例1：在前导性研究中评估患病个体。
为了评价诊断或辅助诊断疾病的能力，对100位有症状个体组成的队列执行该方法，其中56位的诊断已知(作为方法的“阳性对照”，N＝56)并且其中44位尚未确定诊断结果(“试验”个体，N＝44)。从每位个体获得血浆样品并从血浆样品的等分试样(一般50-100uL)提取小分子。在含7000多种生物化学物的生物化学文库范围内调查每份样品的等分试样以检测样品中存在的生物化学物。在分析时，全部样品就诊断而言设盲。检出总计923种生物化学物，523种具名和400种不具名。具名的生物化学物代表存在其可获得的可靠化学标准物的分子，并且代表可靠化学标准物已经在等同平台上分析过以及这种标准物的“离子片段化特征标识”已经被鉴定并在自有化学文库中捕获。未具名的生物化学物代表已经建立其“离子片段化特征标识”，但在化学文库中不可获得其已知标准物的实体。未具名的生物化学物已经由用于唯一鉴定的分析技术充分表征。未具名的生物化学物在本文中按以下命名法命名：“X-”后接特定的五位数字。下表4中显示未具名的生物化学小分子的鉴定分析信息。
对于100位有症状个体的每一位，使用IQR自动统计分析数据以鉴定调查的生物化学物的离群值。还分析每位个体的罕见生物化学物和遗失性生物化学物。样品中的代谢物自动定位至子途径和超级途径并且生成数据的可视化结果。表1中总结了分析100位有症状受试者的结果。展示每位个体受试者的诊断结果、基于1.5*IQR、3.0*IQR确定是离群值的代谢物数目和离群值总数(即，相对于1.5*IQR和相对于3.0*IQR而言)。
在使用本文方法进行的分析时，分析者不知道诊断结果。在分析后，临床诊断结果可用于比较调查结果并且确定这些结果是否与诊断一致。基于IQR数据和遗失性代谢物数据，在来自受试者的样品中鉴定异常代谢物，并且使用这条信息，向五位受试者提出诊断。当诊断信息揭盲时、显示基于异常代谢物的诊断结果与临床诊断结果一致。例如，异常代谢物苯丙氨酸和苯基乳酸盐用来诊断一位个体中的苯丙酮尿症(PKU)。在另一个实例中，异常代谢物癸二酸盐、2-羟戊二酸盐、壬二酸盐(azelate/nonanedioate))、辛酸盐(8:0)、己酰肉碱和辛酰肉碱用来诊断个体中的中链酰基CoA脱氢酶缺乏症(MCAD缺乏症)。在另一个实例中，异常代谢物异亮氨酸、缬氨酸、3-甲基-2-氧代丁酸盐、3-甲基-2-氧代戊酸盐、和α-羟异戊酸盐用来诊断个体中的枫糖尿病。在另一个实例中，异常代谢物异戊酰肉碱用来诊断一位个体中的异戊酸血症。在另一个实例中，受试者经诊断患有胸苷磷酸化酶缺乏症。在来自受试者的样品中鉴定胸苷为与胸苷磷酸化酶缺乏症诊断结果一致的罕见生物化学物(正常情况下在参比样品中无法检出的生物化学物)。
表1–鉴定异常生物化学以初始分析疾病或病症诊断的实验结果
实施例2：在扩大研究中临床评估患病个体
在另一个实施例中，本文所述的方法用来评价来自200位个体的血浆样品。200份样品由实施例1中描述的100份样品队列外加来自有症状个体的新队列的100份样品组成。这项研究中纳入的全部200份样品已经使用临床诊断实验室中进行的定量分析中的一种或多种定向型分析物组合进行分析。完成的最常见定向性检验是氨基酸或酰基肉碱(分别是108位和26位患者)的组合测定法。在合并队列的200位受试者当中、132位受试者由治疗医师阳性诊断为先天性代谢异常(IEM)；对于68位受试者，不能确定临床诊断。
在LC-MS分析方法中使用OrbiElite质谱仪，在完整的逾7000种生物化学文库调查每份样品以测量这份样品内部检出的生物化学物。从每份样品中，取出等分试样并且提取及分析小分子(生物化学物)；鉴定样品中的检出生物化学物并且确定异常水平以获得存储在数据库中的诊断信息(例如，表2)。检出总计1292种生物化学物，706种具名和586种不具名。这些生物化学物包括小肽(例如，二肽、三肽)和代表许多类别生物标记物的小分子，包括氨基酸(140)、肽(94)、糖类(26)、脂质(243)、辅因子(29)、能量代谢物(11)、核苷酸(32)和异型生物质(131)。
对于200位有症状个体的每一位，使用IQR和Z-评分自动统计分析数据以鉴定调查的生物化学物的离群值。还分析每位个体的罕见生物化学物和遗失性生物化学物。不同于定向型诊断分析，代谢组学诊断结果不限于单一类别的分析物。相反，分析中检测并使用来自多条生物化学途径的代谢物，例如包括氨基酸、核苷酸和脂质、以及肉碱和甘氨酸缀合的加合物。样品中检出的代谢物自动定位至子途径和超级途径。全部检出的生物化学物自动划入41条生物化学子途径。生成数据的自动化可视化结果、包含异常生物化学物，以及异常生物化学定位至其中的异常生物化学超级途径和子途径。可视化结果的示例图形说明在图4-14中展示并且下文详细说明。
鉴定异常生物化学物并且确定异常途径如下。异常生物化学物包括遗失性生物化学物、罕见生物化学物和离群值。使用对数变换数据，基于1.5*IQR或3.0*IQR鉴定离群值形式的异常生物化学物。为了容纳遗失值，在≤10％的全部样品中存在的化合物自动报告为罕见化合物。将遗失值随同以>10％的全部样品中存在的化合物的观测最小值为中心的随机正态变量一起输入。还通过确定每种代谢物的Z-评分，鉴定异常生物化学物。在这个实施例中，确定Z-评分<-1.5或>1.5的代谢物确定为异常。
为了鉴定异常途径，将每种生物化学的数据进行对数变换、中心化(即，设定均数以具有均数＝0)和标准化(sd＝1)。观测值随后开方并且接着加总途径中的全部化合物。变换前，将遗失值随观测的最小值一起输入。将给定群体的途径划归为常见或异常，意指对于该个体，该途径的生物化学距离属于给定途径的全部样品的最高10％范围。使用来自每条途径的几何平均值的欧式距离，计算异常分类。每种超级途径由如下文描述的多个子途径组成。
在分析之前，分析者不知道全部诊断结果。在分析后，临床诊断结果可用于与临床调查结果比较，以确定分析的结果是否与临床诊断一致。此外，来自实施例1的100份先前分析的样品充当锚点样品，所述锚点样品允许来自实施例1中描述并分析的受试者的数据与重复分析获得的数据以及与来自100位新受试者的数据比较。纳入先前分析的样品作为试验中的锚点样品连同来自100位新受试者的样品能够纠正运行间的变化性。分析100份来自100位先前分析过的有症状受试者的锚点样品的结果与从实施例1中第一次试验获得的结果比较，以评估数据的重现性。重要地，鉴定为异常的代谢物(包括罕见生物化学物或遗失性生物化学物)在两次分析之间一致。
数据和可视化结果由临床医生评价以确定使用所述方法获得的结果是否与临床上确定的诊断结果一致。表2中总结了基于分析和临床诊断的诊断结果。表2的第1栏列出了病症，包括同义词。第2栏显示了具有每种诊断结果的个体的数目，第3栏列出了灵敏度，第4栏列出了诊断病症的特异性(注意：灵敏度和特异性基于本文所述分析方法的结果)，第5栏列出了门诊中目前用于诊断病症的代谢物。在第6和7栏中展示分析结果。第6栏列出了使用本文公开的方法发现为异常的临床上使用的代谢物。标出为“分析结果：新代谢物、在诊断的受试者中异常”的第7栏列出了目前未用于临床诊断的代谢物，其中在获得这种临床诊断受试者中，所述代谢物基于本文所用方法的结果鉴定为异常；这些代谢物中的一些代谢物是与临床上使用的诊断性代谢物相关的生物化学物。
在一些个体中，未观察到临床上诊断性代谢物。但是，其他代谢物(其中至少一些生物化学上与诊断性代谢物相关)是异常的，这辅助诊断该病症。因此，本文中的方法辅助诊断使用当前临床方法时未诊断的病症。这些新结果适用于以下实施例中描述和表2中总结的病症。应当强调，在每份样品中测量代谢物并且同时就报告的全部病症分析每份样品。因此，在单个、小体积(<100ul)样品中，测量多种代谢物以鉴定异常代谢物，所述异常代谢物自动定位至生物化学途径以辅助诊断下文描述的全部疾病和病症。
如上文所示，从200位受试者的数据的分析中鉴定可以用于诊断或辅助诊断疾病的额外的异常代谢物。这些代谢物可以充当生物标记物以补充目前使用的临床诊断测定法、提供替代生物标记物、和/或提供可能提示诊断或辅助诊断的额外途径信息。这类标志物可以与当前临床上使用的代谢物组合，以生成发展疾病或病症的代谢物特征标识的代谢物组合。这类标志物可以单独或与当前临床上使用的代谢物组合使用，以辅助诊断疾病，并且结果可以按可视方式显示。在一些实施方案中，基于一种或多种有关代谢物的疾病或病症特异的预示性复合评分可以用来辅助诊断疾病。此外当临床上使用的代谢物未检出或所述代谢物的测量水平模棱两可时，这类标志物可以辅助诊断。所述特征标识可以存储在数据库中并用来诊断或辅助诊断疾病或病症。
表2–诊断疾病或病症的实验结果
图4中显示生物化学超级途径自动可视化的图形说明的非限制性例子，图5、图6和图10中展示生物化学子途径，并且图7-9和图11-14中展示生物化学物。图4中展示一位患者的生物化学超级途径可视化的示例图形说明。在左边列出生物化学超级途径。黑点显示对该受试者而言为常见或异常的途径。使用本文所述的方法，确定该患者的能量途径为异常。图5中例举该患者的生物化学子途径可视化。指示生物化学子途径抗坏血酸和糖二酸代谢；类花生酸代谢；脂肪酸代谢(支链氨基酸(BCAA)代谢)；脂肪酸合成；叶酸代谢；糖原代谢；戊糖代谢和TCA(三羧酸)循环为异常。图6中显示异常子途径的可视化实施例。
分别在图7和图8中图示如通过IQR或Z-评分分析所确定的异常生物化学物的自动化直观显示的实施例。这些结果是与这位患者的临床诊断结果一致。另外，使用这些方法从采集自200位参与者的血浆样品中生成所示病症的以下结果，产生下文描述的非限制性实施例。
丙酸血症。丙酰甘氨酸的水平在来自丙酸血症患者的样品中升高3.0*IQR。还从生物化学物的自动化直观显示中显而易见，与丙酰甘氨酸相关的其他代谢物(例如，2-甲基柠檬酸盐、3-羟丙酸盐和丙酰肉碱)异常。图7中图示直观显示结果。鉴定这些相关的代谢物的能力增加了诊断丙酸血症的可信度。如图7的显示中所示，生物化学物叶酸是罕见生物化学物，并且生物化学物3-羟-2-乙基丙酸盐和阿拉伯糖遗失；2-甲基丙二酰-肉碱和3-甲基-2-氧代丁酸盐按降低至少3.0*IQR的水平存在；肉碱和戊二酰肉碱(C5)按降低至少1.5*IQR的水平存在；1,2-丙二醇、1-棕榈酰甘油磷酸胆碱(16:0)和1-十五烷酰甘油磷酸胆碱(15:0)按升高至少1.5*IQR的水平存在；并且2-甲基柠檬酸盐、3-羟丙酸盐、N-辛酰甘氨酸、己酰甘氨酸、丙酰肉碱、丙酰甘氨酸、和蔗糖素(sucralose)按升高至少3.0*IQR的水平存在。还通过计算每种代谢物的Z-评分统计地分析数据以鉴定统计异常的生物化学物。图8中图示Z-评分可视化的实施例。对9位经诊断患有丙酸血症(PAA)的患者计算全部代谢物的Z-评分。丙酰甘氨酸和相关的代谢物(例如，2-甲基柠檬酸盐、3-羟丙酸盐和丙酰肉碱)均具有大于2的Z-评分值。在另一位丙酸血症患者中，甲基巴豆酰甘氨酸、丙酰基肉碱(C3)、丙酰甘氨酸、2-甲基柠檬酸盐和3-羟丙酸盐的水平升高3.0*IQR，而2-甲基丙二酰肉碱(C3)和琥珀酰肉碱减少3.0*IQR。图9中说明数据的自动化直观显示。异常生物化学物自动定位至各生物化学途径。图10中例举了定位异常生物化学物至生物化学途径的自动化直观显示。在另一个实施例中，临床诊断性代谢物丙酸盐在一些丙酸血症患者中未检出。但是，在全部9位患者中生物化学相关的代谢物2-甲基柠檬酸盐、3-羟丙酸盐和丙酰肉碱(C3)均升高并且所述代谢物的Z-评分值是至少2。基于Z-评分，额外的代谢物丙酰甘氨酸(C3)、1-十五烷酰甘油磷酸胆碱(15:0)、甲基巴豆酰甘氨酸、琥珀酰肉碱、戊二酰肉碱(C5)、3-甲基戊二酰肉碱(C6)、甲基巴豆酰肉碱、丁酰肉碱、2-甲基丙二酰肉碱、β-羟异戊酸盐和X-12819是异常的。这些代谢物的观测异常水平辅助这些诊断，从而显示这些化合物作为丙酸血症的新生物标记物的实用性。
3-甲基巴豆酰CoA羧化酶缺乏症。在3-甲基巴豆酰CoA羧化酶缺乏症患者中测量的3-甲基巴豆酰甘氨酸的水平升高3.0*IQR。从生物化学物的直观显示显而易见，不仅3-甲基巴豆酰甘氨酸异常的水平异常，额外代谢物的水平也异常。图11中显示数据的直观显示的图形说明。在又一个实施例中，在经诊断患有3-甲基巴豆酰CoA羧化酶缺乏症的患者中，临床诊断性代谢物3-甲基巴豆酰甘氨酸、β-羟异戊酸盐的Z-评分大于2。此外，基于Z-评分，代谢物β-羟异戊酰肉碱、戊二酰肉碱(C5)、3-甲基巴豆酰甘氨酸、己二酸盐、戊二酸盐、十八烷二酸盐(C18)、十六烷二酸盐(C16)、十四烷二酸盐(C14)、十二烷二酸盐(C12)、异戊酰甘氨酸、亮氨酸、异戊酸盐、丙氨酰丙氨酸、焦谷氨酰缬氨酸、亮氨酸、异戊酸盐、丙氨酰丙氨酸、α-羟异戊酸盐、琥珀酰肉碱、3-甲基戊二酰肉碱、异戊酰肉碱、X-12007和X-12814是异常的。
胸苷磷酸化酶缺乏症。胸苷罕见存在于血浆样品中。数据的自动化直观显示表明，在来自确定患有胸苷磷酸化酶缺乏症的患者的样品中观察到胸苷。在图12中所示的一位患者的直观显示的示例图形说明中，这些结果由针对胸苷的“罕见”栏中的黑点指示。鉴定胸苷作为这位患者的血浆样品中存在的生物化学物辅助了胸苷磷酸化酶缺乏症的诊断。
在另一个实施例中，在胸苷磷酸化酶缺乏症患者中，将临床代谢物胸苷鉴定为罕见化合物。此外基于Z-评分分析，生物化学物2'-脱氧尿苷、5-甲基尿苷(胸腺嘧啶核糖核苷)、5,6-二氢胸腺嘧啶、马尿酸盐、2-亚油酰甘油磷酸胆碱、4-甲基儿茶酚硫酸盐、1-花生四烯酰甘油磷酸胆碱(20:0)、牛磺石胆酸3-硫酸盐、甘氨石胆酸硫酸盐、咪唑丙酸盐、X-13862、X-19330、X-20620和X-12170在两位患者中异常。
苯丙酮尿症(PKU)。在来自PKU患者的样品中苯丙氨酸的水平升高3.0*IQR。额外的代谢物也异常。图13中显示了一位患者的生物化学物的统计分析结果的自动化直观显示的图形说明。该直观显示示出，不仅苯丙氨酸异常，而且与苯丙氨酸相关的其他生物化学物，例如，γ-谷氨酰苯丙氨酸和苯基乳酸盐(PLA)也异常。在另一个实施例中，在经诊断患有PKU的患者中，临床诊断性代谢物苯丙氨酸的Z-评分大于2。此外基于Z-评分，生物化学相关的代谢物苯基乳酸盐、γ-谷氨酰苯丙氨酸、N-乙酰苯丙氨酸、苯基丙酮酸盐、γ-谷氨酰酪氨酸、3-甲氧基酪氨酸、4-羟苯基丙酮酸盐、对甲酚硫酸盐、邻苯二酚硫酸盐、邻甲酚硫酸盐、苯乙酰甘氨酸以及额外的代谢物苯乙酰谷氨酰胺、含有苯丙氨酸的二肽(例如，苯丙氨酰精氨酸、缬氨酰苯丙氨酸、组氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰丝氨酸、亮氨酰苯丙氨酸、苏氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰丙氨酸、苯丙氨酰甘氨酸、苯丙氨酰谷氨酸盐、苯丙氨酰苯丙氨酸、天冬氨酰苯丙氨酸、色氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰异亮氨酸、甘氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰亮氨酸、苯丙氨酰天冬氨酸盐)、X-15497和X-16283是异常的。
精氨酸血症。在精氨酸血症患者中，精氨酸、4-胍基丁酸盐和同型精氨酸的水平升高1.5*IQR并且N-乙酰精氨酸的水平升高3.0*IQR。生物化学物的自动化直观显示不仅表明，精氨酸、同型精氨酸和N-乙酰精氨酸的水平异常，它还揭示了也异常的额外代谢物。图14中显示IQR数据的直观显示的示例图形说明。在基于Z-评分的又一项分析中，临床代谢物精氨酸和4-胍基丁酸盐以及额外的代谢物同型精氨酸、N-乙酰精氨酸、鸟氨酸、脲、同型瓜氨酸、尿嘧啶、天冬氨酸盐、精氨琥珀酸盐、脯氨酸、乳清酸盐、肌酐、尿苷、3-脲基丙酸盐、肌酸、甜菜碱、亮氨酸、异亮氨酸、γ-谷氨酰亮氨酸、X-12339和X-12681是异常的。
BCAA代谢。通过有机酸提取来自尿样的众多有机酸进行当前临床实践以诊断BCAA代谢疾病，包括3-甲基-2-氧代丁酸盐、3-甲基-2-氧代戊酸盐、β-羟异戊酸盐和甲基巴豆酰甘氨酸。但是，使用所描述的方法，可以在血浆样品中诊断这些疾病，从而促进从单一样品类型中多路同时筛查许多疾病。例如，使用实施例2中描述的血浆样品，在51位BCAA代谢病(例如，甲基丙二酸血症、钴胺素缺乏症、丙酸血症、HMG CoA裂合酶缺乏症、3-甲基巴豆酰CoA羧化酶缺乏症、异戊酸血症、枫糖尿病)患者的样品中检出的异常代谢物自动定位至BCAA代谢生物化学途径。结果显示，在患有所示疾病的受试者中缬氨酸、亮氨酸、和异亮氨酸途径异常。图15中显示在缬氨酸生物化学途径、异亮氨酸生物化学途径和亮氨酸(BCAA代谢)生物化学途径中测量的呈异常的异常代谢物的水平。
甲基丙二酸血症。在一个实施例中，临床诊断性代谢物甲基丙二酸盐和甲基丙二酰CoA在经诊断患有甲基丙二酸血症的一些患者中未检出。然而基于Z-评分，生物化学相关的代谢物2-甲基丙二酰肉碱、丙酰肉碱(C3)、甲基巴豆酰肉碱、2-甲基丁酰肉碱(C5)、2-甲基柠檬酸盐、琥珀酰肉碱、丙酰甘氨酸、3-羟丙酸盐、戊酰肉碱、异戊酰肉碱、琥珀酸盐、甲基巴豆酰甘氨酸以及额外的代谢物β-羟异戊酰肉碱、β-羟异戊酸盐、异丁酰肉碱、3-羟-2-乙基丙酸盐、丁酰肉碱、3-甲基-2-氧代戊酸盐、3-甲基-2-氧代丁酸盐、X-12749、X-17564和X-12114是异常的。
生物素酶缺乏症。在另一个实施例中，不存在可用于诊断生物素酶缺乏症的临床代谢物。然而，分析从这些受试者采集的样品揭示，基于Z-评分分析，代谢物3-甲基巴豆酰甘氨酸、丙酰肉碱(C3)、生物素和木糖醇是异常的。因此，使用本文所述的方法，在血浆样品中观察到生物素酶缺乏症的生物化学特征标识。
胱氨酸病。在另一个实施例中，临床代谢物胱氨酸在经诊断患有胱氨酸病的患者中未检出。对于胱氨酸病，未还原的血浆中不存在描述的判病性异常，并且使用白细胞裂解物常规诊断这种疾病。然而基于Z-评分分析，生物化学物cys-gly(氧化型)、1,5-失水葡萄糖醇(1,5-AG)、甘氨胆烯酸硫酸盐、4-乙酰苯酚硫酸盐、甲酚葡糖苷酸(前称X-11837)、赤藓糖醇、香草基扁桃酸盐、N2,N2-二甲基-鸟苷、苯乙酰谷氨酰胺、X-12846、X-12303、X-19145、X-12216、X-17717、X-15667、X-12119、X-11315、X-12731、X-12705、X-17685和X-18371是异常的。因此，使用本文所述的方法，在血浆样品中观察到生物化学特征标识。
胍乙酸甲基转移酶(GAMT)缺乏症。在另一个实施例中，不存在可用于诊断胍乙酸甲基转移酶(GAMT)缺乏症的临床代谢物。但是，基于Z-评分分析，代谢物肌酸、3-(4-羟苯基)乳酸盐、1,3-二棕榈酰甘油、胍乙酸盐、半胱氨酸s-硫酸盐、X-19602、X-12906、X-13007和X-10458是异常的。这些代谢物的观测异常水平显示这些化合物作为GAMT缺乏症的新生物标记物的实用性。
钼辅因子缺乏症。在另一个实施例中，未还原的血浆中不存在钼辅因子缺乏症的判病性异常，并且使用还原剂处理的血浆常规诊断该病症。在经诊断患有钼辅因子缺乏症(MOCD)的患者中，在还原剂处理的血浆中观察到的临床代谢物：黄嘌呤；硫代硫酸盐；和S-硫胱氨酸在血浆中未检出。此外基于Z-评分分析，生物化学物5-HETE、白三烯B4、13-HODE+9-HODE和12-HETE是异常的。这些代谢物的观测异常水平显示这些化合物作为钼辅因子缺乏症的新生物标记物的实用性。
X连锁型肌酸转运蛋白。在另一个实施例中，未还原的血浆中不存在X连锁型肌酸转运蛋白症的判病性异常，并且使用尿常规诊断该病症。在我们分析来自X连锁型肌酸转运蛋白症患者的血浆样品时，尿中未检出临床代谢物肌酸。但是基于Z-评分分析，生物化学物甘氨酰亮氨酸、2-羟辛酸盐、1,6-脱水葡萄糖、X-11483、X-18943、X-17422、X-17761和X-17335在血浆中异常。尽管不存在对血浆描述的用于这种疾病的临床上诊断性代谢物，但是这些代谢物的观测异常水平显示这些化合物作为血浆中X连锁型肌酸转运蛋白症的新生物标记物的实用性。
精氨琥珀酸裂合酶缺乏症。在另一个实施例中，临床代谢物精氨琥珀酸盐是经诊断患有精氨琥珀酸裂合酶缺乏症的患者中的异常生物化学物(即，罕见化合物)；基于Z-评分分析，额外的代谢物尿嘧啶、精氨酸、天冬氨酸盐、N-δ-乙酰鸟氨酸、瓜氨酸、异亮氨酰天冬氨酸盐、鸟氨酸、尿苷、同型瓜氨酸、乳清酸盐、同型精氨酸、山梨糖、果糖、甲基-4-羟基苯甲酸盐、O-磺基-L-酪氨酸、棕榈酰鞘磷脂、X-13507、X-15245、X-15664和X-15454也是异常的。这些代谢物的观测异常水平显示这些化合物作为精氨琥珀酸裂合酶缺乏症的新生物标记物的实用性。
钴胺素缺乏症。在另一个实施例中，在经诊断患有钴胺素缺乏症的患者中，未检出临床代谢物甲基丙二酸、同型半胱氨酸、2-甲基柠檬酸盐和胱硫醚。然而基于Z-评分分析，额外的代谢物2-甲基丙二酰肉碱、丙酰肉碱和X-12749是异常的。
Cbl a。在另一个实施例中，在经诊断患有cbl a的患者中，生物化学物2-甲基柠檬酸盐(可用于诊断的临床代谢物)是异常的。基于Z-评分分析，额外的代谢物2-甲基丙二酰肉碱、甲基巴豆酰肉碱、2-甲基丁酰肉碱、丙酰肉碱和X-12749也异常。
Cbl c。在另一个实施例中，在经诊断患有cbl c的患者中，未检出临床代谢物甲基丙二酸、同型半胱氨酸、2-甲基柠檬酸盐和胱硫醚。然而基于Z-评分分析，额外的代谢物2-甲基丙二酰肉碱、丙酰肉碱、X-12749和X-17677是异常的。
瓜氨酸血症。在另一个实施例中，在经诊断患有瓜氨酸血症的患者中，临床上使用的诊断性代谢物-瓜氨酸是异常的。基于Z-评分分析，额外的代谢物同型瓜氨酸、3-脲基丙酸盐、N-乙酰丙氨酸、苯乙酰谷氨酰胺、苯乙酸盐、苯乙酰甘氨酸、同型精氨酸、脲、胍基琥珀酸盐、γ-谷氨酰苯丙氨酸、γ-谷氨酰异亮氨酸、色氨酸、1,5-失水葡萄糖醇(1,5-AG)、N-乙酰-瓜氨酸(前称X-12386)、X-19684、X-12681、X-20598、X-18446和X-20588是异常的。
CPTII。在另一个实施例中，CPTII患者具有异常水平的临床上使用的诊断性代谢物-癸酰肉碱(C10)，并且基于Z-评分分析，癸二酸盐(C8)、癸酸盐(C10)、辛酸盐(C8)、和N-辛酰甘氨酸(C8酯)、辛酰肉碱和己酰肉碱的水平是异常的。
戊二酸尿症1型。在另一个实施例中，基于Z-评分分析，戊二酸尿症1型患者中临床代谢物戊二酸盐和戊二酰肉碱(C5)和生物化学物X-12364和X-15674是异常的。
HMG CoA裂合酶缺乏症。在另一个实施例中，HMG CoA裂合酶缺乏症患者中临床代谢物3-甲基戊二酰肉碱、3-羟-3-甲基-戊二酸盐、3-甲基戊二酸盐和3-羟异戊酸盐是异常的。基于Z-评分分析，两位患者中生物化学物β-羟异戊酸盐、β-羟异戊酰肉碱、戊二酰肉碱(C5)、精氨酰脯氨酸、1-硬脂酰甘油磷脂酰乙醇胺、邻甲酚硫酸盐、3-甲基巴豆酰甘氨酸、己二酸盐、戊二酸盐、十八烷二酸盐(C18)、十六烷二酸盐(C16)、十四烷二酸盐(C14)、十二烷二酸盐(C12)、异戊酸盐、乙酰肉碱、棕榈酰肉碱、己酰肉碱、肉豆蔻酰肉碱、己烯二酰肉碱(前称X-17001)、X-17715、X-12741、X-16134、X-10593和X-12688也异常。
羧化全酶合成酶缺乏症。在另一个实施例中，经诊断患有羧化全酶合成酶缺乏症的患者具有异常水平的临床代谢物β-羟异戊酸盐。基于Z-评分分析生物化学物3-甲基巴豆酰甘氨酸、β-羟异戊酰肉碱(C5)、丙酰甘氨酸(C3)、3-羟丙酸盐、甲基巴豆酰甘氨酸、琥珀酰肉碱和生物素也异常。
同型胱氨酸尿症。在另一个实施例中，经诊断患有同型胱氨酸尿症的患者中临床代谢物甲硫氨酸是异常的。基于Z-评分分析，两位受试者中生物化学物γ-谷氨酰甲硫氨酸、5-甲基硫代腺苷(MTA)、S-腺苷酰同型半胱氨酸(SAH)、N1-甲基腺苷、甘氨酰脯氨酸、1-二十碳烯酰甘油磷脂酰乙醇胺(20:1n9)、1-甲基烟酰胺、N-乙酰-天冬氨酰-谷氨酸盐(NAAG)、吡哆醛、2-羟异丁酸盐、acisoga、肌肽、3-甲氧基酪氨酸、2-羟癸酸盐、δ-生育酚、α-CEHC(2,5,7,8-四甲基-2-(2'-羧乙基)-6-羟色满)硫酸盐(前称X-12435)、N-乙酰色氨酸、腺嘌呤、皮质醇、X-19350、X-18965、X-15649、X-17303、X-18897、X-11564、X-18891、X-12748、X-18918、X-18905、X-18606、X-16574、X-18895、X-18907、X-19455、X-18909、X-19574、X-12110、X-20676、X-11360和X-18920也异常。
异戊酸血症。在另一个实施例中，异戊酸血症患者中临床代谢物异戊酸盐是异常的。基于Z-评分分析，生物化学物异戊酰甘氨酸、异戊酰肉碱(C5)、戊酸盐、苯基肉碱、戊酰肉碱、β-羟异戊酸盐、3-甲基巴豆酰甘氨酸、X-16577和X-14331在两位患者中也异常。
赖氨酸尿性蛋白不耐症。在另一个实施例中，赖氨酸尿性蛋白不耐症患者中临床代谢物鸟氨酸、精氨酸和赖氨酸是异常的。基于Z-评分分析，生物化学物天冬酰胺、N6-乙酰赖氨酸、谷氨酰胺、N2-乙酰赖氨酸、N-乙酰精氨酸、γ-谷氨酰谷氨酰胺、脯氨酸、S-甲基半胱氨酸、2-羟癸酸盐、1-甲基咪唑乙酸盐、X-15636、X-17654、X-12193和X-12425也异常。
中链酰基CoA脱氢酶(MCAD)缺乏症。在另一个实施例中，中链酰基CoA脱氢酶(MCAD)缺乏症患者中临床代谢物己酰甘氨酸(C6)、辛酰肉碱(C8)、己酰肉碱(C6)、顺-4-癸烯酰肉碱、5-羟己酸盐、辛二酸盐、癸二酸盐、癸酰肉碱和3-羟癸酸盐是异常的。基于Z-评分分析，生物化学物N-辛酰甘氨酸、己酸盐(6:0)、辛酸盐(8:0)、庚酸盐(7:0)、十二烷二酸盐、1-二十二碳五烯酰甘油磷酸胆碱(22:5n3)、O-甲基儿茶酚硫酸盐、1-硬脂酰甘油磷酸胆碱(18:0)、1-十七烷酰甘油磷酸胆碱(17:0)、N-棕榈酰牛磺酸、壬酸盐(9:0)、脱氧肉碱、α-CEHC(2,5,7,8-四甲基-2-(2'-羧乙基)-6-羟色满)硫酸盐(前称X-12435)、X-11521(可能经验式：C15H27NO4和结构：2-辛烯酰肉碱)、X-11440(可能羟孕烯-二醇二硫酸盐或孕烯醇酮-二醇二硫酸盐)、甲基己酰谷氨酰胺(前称X-12637)、X-15646、X-12802、X-11478、X-15486、X-18913、X-13837、X-18946、X-11861、X-18888、X-18922、X-17438、X-18916、X-16674和X-12824也异常。
枫糖尿症。在另一个实施例中，枫糖尿症患者中临床代谢物异亮氨酸和亮氨酸异常，并且基于Z-评分分析，生物化学物2-羟-3-甲基戊酸盐、α-羟异戊酸盐、异戊酰肉碱、2-氨基庚酸盐、4-甲基-2-氧代戊酸盐、1-亚麻酰甘油磷酸胆碱(18:3n3)、2-亚麻酰甘油磷酸胆碱(18:3n3)、1-肉豆蔻酰甘油磷酸胆碱(14:0)、2-肉豆蔻酰甘油磷酸胆碱、5α-雄烷-3α,17β-二醇二硫酸盐、缬氨酸、3-甲基-2-氧代丁酸盐、异戊酸盐、异丁酰肉碱、3-羟异丁酸盐、2-甲基丁酰肉碱、β-羟异戊酰肉碱、别-异亮氨酸、3-甲基-2-氧代戊酸盐、β-羟异戊酸盐、琥珀酸盐、乙酰肉碱、2-甲基柠檬酸盐、甲基巴豆酰甘氨酸、甲基巴豆酰肉碱、羟丁酰肉碱、α-羟异己酸盐、X-13689(葡糖苷酸缀合物)、X-13581、X-17690在18位患者的至少10位中异常。
鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏症。在另一个实施例中，鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏症患者中临床代谢物瓜氨酸和精氨酸未检出。但是基于Z-评分分析，临床代谢物乳清酸盐以及生物化学物苯乙酰谷氨酰胺、鳁油酸(18:4n3)、3-脲基丙酸盐、苯乙酸盐、苯基肉碱、苯乙酰甘氨酸、反-4-羟脯氨酸、pro-羟-pro、脲、苯基乳酸盐(PLA)、胍基琥珀酸盐、马尿酸盐、鸟氨酸、X-20598和X-20588是异常的。
三甲基赖氨酸羟化酶ε缺乏症。在另一个实施例中，三甲基赖氨酸羟化酶ε缺乏症患者中临床代谢物N-6-三甲基赖氨酸是异常的。基于Z-评分分析，生物化学物1-花生四烯酰甘油磷酸盐、X-16574、X-12822和X-15136在四位患者的至少三位中异常。
极长链酰基CoA脱氢酶缺乏症。在另一个实施例中，极长链酰基CoA脱氢酶缺乏症患者中临床代谢物肉豆蔻酰肉碱、硬脂酰肉碱(C18)、棕榈酰肉碱(C16)、油酰肉碱(C18)、肉豆蔻脑酸盐(14:1n5)和亚油酰肉碱是异常的。基于Z-评分分析，生物化学物9-甲基尿酸、木酮糖、花生四烯酸盐(20:4n6)、二十二碳六烯酸盐(DHA；22:6n3)、二十碳五烯酸盐(EPA)、5,8-十四碳二烯酸盐(前称X-12442)、1-二十二碳六烯酰-GPC(22:6；DHA-GPC)和X-18739(2-十四碳烯酰肉碱的可能异构体)也异常。
肌氨酸血症。在另一个实施例中，肌氨酸血症患者中临床代谢物肌氨酸是异常的。基于Z-评分分析，生物化学物二甲基甘氨酸、甜菜碱、胆碱和甘氨酸也异常。
柠檬酸转运蛋白缺乏症。在另一个实施例中，柠檬酸转运蛋白缺乏症患者中临床代谢物柠檬酸盐是异常的。基于Z-评分分析，生物化学物α-酮戊二酸盐、琥珀酸盐、延胡索酸盐和苹果酸盐也异常。目前，不存在可用于柠檬酸转运蛋白缺乏症的诊断试验，因此不存在用于诊断的优选样品类型。如本文所述，在血浆样品、尿样品和CSF样品中鉴定到柠檬酸转运蛋白缺乏症中异常的代谢物。
高鸟氨酸血症-同型瓜氨酸血症-高血氨症(HHH)。在另一个实施例中，高鸟氨酸血症-同型瓜氨酸血症-高血氨症患者中临床代谢物同型瓜氨酸和鸟氨酸是异常的。基于Z-评分分析，生物化学物尿嘧啶、3-脲基丙酸盐、乳清酸盐、谷氨酰胺、N-乙酰-β-丙氨酸、尿苷、N-乙酰天冬氨酸盐(NAA)、二甲基精氨酸(SDMA+ADMA)、5-甲基硫代腺苷(MTA)、β-丙氨酸和4-脲基丁酸盐也异常。
芳族氨基酸脱羧酶缺乏症。在另一个实施例中，临床代谢物L-多巴、高香草酸盐、5-羟吲哚乙酸盐、和香草酸在经诊断患有的芳族氨基酸脱羧酶缺乏症患者中未检出。对于芳族氨基酸脱羧酶缺乏症，使用CSF样品常规地诊断该病症。然而，在血浆样品中，临床代谢物3-甲氧基酪氨酸和5-羟色氨酸以及生物化学物酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸基于Z-评分分析是异常的。因此，使用本文所述的方法，在血浆样品中观察到生物化学特征标识。
Smith-Lemli-Opitz综合征。在另一个实施例中，Smith-Lemli-Opitz综合征患者中临床代谢物7-脱氢胆甾醇是异常的。基于Z-评分分析，生物化学物胆甾烷醇也异常。
原发性肉碱缺乏症。在另一个实施例中，原发性肉碱缺乏症患者中临床代谢物肉碱是异常的。基于Z-评分分析，生物化学物N6-三甲基赖氨酸也异常。
希特林蛋白缺乏症。在另一个实施例中，希特林蛋白缺乏症患者中临床代谢物瓜氨酸是异常的。基于Z-评分分析，生物化学物乳清酸盐也异常。
ABAT缺乏症。在另一个实施例中，ABAT缺乏症患者中临床代谢物GABA是异常的。基于Z-评分分析，生物化学物2-吡咯烷酮也异常。
3-甲基戊烯二酸尿症(MGA)。在另一个实施例中，MGA患者中临床代谢物3-甲基戊烯二酸和3-甲基戊二酸未检出。对于MGA，使用尿样常规地检出疾病。然而，在血浆样品中，基于Z-评分分析，生物化学物丁酰甘氨酸是异常的。
SCAD缺乏症。在另一个实施例中，SCAD缺乏症患者中临床代谢物乙基丙二酸盐、丁酰肉碱和甲基琥珀酸盐是异常的。基于Z-评分分析，生物化学物丁酰甘氨酸也异常。
尿刊酸酶缺乏症。在另一个实施例中，基于Z-评分分析，在尿刊酸酶缺乏症患者中，尿中常规检出的临床代谢物顺-尿刊酸盐、反-尿刊酸盐和咪唑丙酸盐在血浆样品中也异常。
3-羟异丁酰-CoA水解酶缺乏症。在另一个实施例中，不存在可用于诊断3-羟异丁酰-CoA水解酶缺乏症的临床代谢物。受试者中的3-羟异丁酰-CoA水解酶缺乏症因HIBCH基因(其编码水解羟异丁酰-CoA和羟丙酰-CoA的酶)中的突变所致。这种酶对缬氨酸代谢重要。在两位经诊断患有3-羟异丁酰-CoA水解酶缺乏症的受试者之一中，基于Z-评分分析，缬氨酸代谢中的两种代谢物，具体地，3-羟异丁酸盐和异丁酰甘氨酸，是异常的。两位个体还显示亮氨酸代谢的几种代谢物的异常水平，亮氨酸代谢的途径不直接受该突变影响、但是可能是药物或营养性干预的结果。因此，或许两位个体正在就3-羟异丁酰-CoA水解酶缺乏症进行治疗，这可能掩蔽一位患者中该疾病的代谢特征标识。然而，3-羟异丁酸盐和异丁酰甘氨酸的观测异常水平显示这些化合物作为3-羟异丁酰-CoA水解酶缺乏症的新生物标记物的实用性。
γ-丁酰甜菜碱羟化酶缺乏症(BBOX缺乏症)。在另一个实施例中，不存在可用于诊断BBOX的临床代谢物。然而基于Z-评分分析，代谢物十六烷二酸盐(C16)、二十二烷二酸盐、二十烷二酸盐、十八烷二酸盐(C18)、十二烷二酸盐(C12)、2-氨基辛酸盐、2-氨基庚酸盐、α-羟异己酸盐、异戊酸盐(C5)、癸酰肉碱(C10)、顺-4-癸烯酰肉碱、棕榈酰肉碱(C16)、油酰肉碱(C18)、月桂酰肉碱(C12)、肉豆蔻脑酰肉碱、肉豆蔻酰肉碱、甘油、3-羟肉豆蔻酸盐、2-羟癸酸盐、3-羟月桂酸盐、3-羟癸二酸盐、3-羟辛酸盐、3-羟癸酸盐、壬酸盐(9:0)和己酸盐(6:0)是异常的。这些代谢物的观测异常水平显示这些化合物作为BBOX缺乏症的新生物标记物的实用性。
氨基酸代谢和转运病(包括脲循环病和有机酸血症)。在另一个实施例中基于Z-评分分析，在氨基酸代谢和转运病(包括脲循环病和有机酸血症)患者中，代谢物N-乙酰丙氨酸、天冬氨酸盐、戊二酸盐、戊二酰肉碱(C5)、3-羟戊二酸盐、戊烯二酸盐、苯丙氨酸、N-乙酰苯丙氨酸、苯基丙酮酸盐、苯基乳酸盐(PLA)、苯乙酸盐、苯乙酰甘氨酸、苯乙酰谷氨酰胺、4-羟苯基丙酮酸盐、3-(4-羟苯基)乳酸盐、对甲酚硫酸盐、邻甲酚硫酸盐、3-甲氧基酪氨酸、亮氨酸、4-甲基-2-氧代戊酸盐、异戊酸盐、异戊酰甘氨酸、异戊酰肉碱(C5)、3-甲基巴豆酰甘氨酸、β-羟异戊酸盐、β-羟异戊酰肉碱、3-甲基戊二酰肉碱(C6)、α-羟异戊酸盐、异亮氨酸、别-异亮氨酸、3-甲基-2-氧代戊酸盐、2-甲基丁酰肉碱(C5)、甲基巴豆酰肉碱、甲基巴豆酰甘氨酸、2-羟-3-甲基戊酸盐、3-羟-2-乙基丙酸盐、缬氨酸、3-甲基-2-氧代丁酸盐、异丁酰肉碱、3-羟异丁酸盐、α-羟异己酸盐、同型半胱氨酸、胱硫醚、精氨酸、脲、鸟氨酸、脯氨酸、瓜氨酸、精氨琥珀酸盐、同型精氨酸、同型瓜氨酸、N-乙酰精氨酸、N-δ-乙酰鸟氨酸、反-4-羟脯氨酸、pro-羟-pro、肌酸、肌酐、4-胍基丁酸盐、胍基琥珀酸盐、γ-谷氨酰苯丙氨酸、γ-谷氨酰酪氨酸、丙氨酰丙氨酸、精氨酰脯氨酸、天冬氨酰苯丙氨酸、甘氨酰苯丙氨酸、组氨酰苯丙氨酸、异亮氨酰天冬氨酸盐、亮氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰丙氨酸、苯丙氨酰精氨酸、苯丙氨酰天冬氨酸盐、苯丙氨酰谷氨酸盐、苯丙氨酰甘氨酸、苯丙氨酰异亮氨酸、苯丙氨酰亮氨酸、苯丙氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰丝氨酸、焦谷氨酰缬氨酸、苏氨酰苯丙氨酸、色氨酰苯丙氨酸、缬氨酰苯丙氨酸、果糖、山梨糖、琥珀酰肉碱、琥珀酸盐、2-甲基柠檬酸盐、戊酸盐、鳁油酸(18:4n3)、己二酸盐、十二烷二酸盐(C12)、十四烷二酸盐(C14)、十六烷二酸盐(C16)、十八烷二酸盐(C18)、2-氨基庚酸盐、2-亚麻酰甘油磷酸胆碱(18:3n3)、2-甲基丙二酰肉碱、丁酰肉碱、丙酰肉碱(C3)、丙酰甘氨酸(C3)、甲基丙二酰CoA、甲基丙二酸、乙酰肉碱、羟丁酰肉碱、戊酰肉碱、己酰肉碱、肉豆蔻酰肉碱、棕榈酰肉碱(C16)、己烯二酰肉碱(前称X-17001)、3-羟丙酸盐、1-肉豆蔻酰甘油磷酸胆碱(14:0)、2-肉豆蔻酰甘油磷酸胆碱、1-十五烷酰甘油磷酸胆碱(15:0)、1-亚麻酰甘油磷酸胆碱(18:3n3)、1-硬脂酰甘油磷脂酰乙醇胺、1,3-二棕榈酰甘油、5α-雄烷-3α,17β-二醇二硫酸盐、乳清酸盐、尿苷、尿嘧啶、3-脲基丙酸盐、马尿酸盐、邻苯二酚硫酸盐、苯基肉碱、丙酸盐、5-羟色氨酸、5-甲基硫代腺苷(MTA)、β-丙氨酸、二甲基精氨酸(SDMA+ADMA)、谷氨酰胺、N-乙酰天冬氨酸盐(NAA)、N-乙酰-β-丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、2-吡咯烷酮、γ-谷氨酰亮氨酸、O-磺基-L-酪氨酸、棕榈酰鞘磷脂、γ-谷氨酰异亮氨酸、半胱氨酸s-硫酸盐是异常的。
脂肪酸氧化病。在另一个实施例中，基于Z-评分分析，脂肪酸氧化病患者中代谢物木酮糖、己酸盐(6:0)、庚酸盐(7:0)、辛酸盐(C8)、壬酸盐(9:0)、癸酸盐(C10)、肉豆蔻脑酸盐(14:1n5)、二十碳五烯酸盐(EPA)、二十二碳六烯酸盐(DHA；22:6n3))、花生四烯酸盐(20:4n6)、辛二酸盐、癸二酸盐(C8)、十二烷二酸盐(C12)、己酰甘氨酸(C6)、N-辛酰甘氨酸、己酰肉碱、辛酰肉碱、癸酰肉碱、顺-4-癸烯酰肉碱、肉豆蔻酰肉碱、棕榈酰肉碱(C16)、硬脂酰肉碱(C18)、油酰肉碱(C18)、脱氧肉碱、肉碱、3-羟癸酸盐、5-羟己酸盐、N-棕榈酰牛磺酸、1-十七烷酰甘油磷酸胆碱(17:0)、1-硬脂酰甘油磷酸胆碱(18:0)、1-二十二碳五烯酰甘油磷酸胆碱(22:5n3)、9-甲基尿酸、α-CEHC(2、5、7、8-四甲基-2-(2'-羧乙基)-6-羟色满)硫酸盐(前称X-12435)、O-甲基儿茶酚硫酸盐、5,8-十四碳二烯酸盐(前称X-12442)、甲基己酰谷氨酰胺(前称X-12637)、7-脱氢胆甾醇、胆甾烷醇、N6-三甲基赖氨酸、丁酰甘氨酸和1-二十二碳六烯酰-GPC(22:6；DHA-GPC)是异常的。
实施例3：临床评估患病个体(尿)
在另一个实施例中，如实施例2中所述那样分析来自100位有症状个体的尿样以诊断或辅助诊断疾病。已经在临床诊断实验室中进行的定量分析中使用一种或多种定向型分析物组合，分析这项研究中纳入的全部样品。在该队列的100位受试者当中，33位受试者由治疗医师作出阳性诊断；对于67位受试者，不能确定临床诊断。在分析时，分析者不知道与样品相关的诊断信息。检出总计1201种生物化学物，663种具名和538种不具名。如同实施例2中描述的血浆样品一样，在分析样品后，所产生的数据和可视化结果由临床医生评价以确定使用本发明方法获得的结果是否与临床上确定的诊断结果一致。表3中总结了分析的诊断结果。第1栏列出疾病，包括同义词，第2栏列出诊断的受试者人数，第3栏列出了灵敏度，并且第4栏列出了诊断疾病的特异性。第5栏列出了目前在临床中用于诊断疾病的代谢物。第6栏列出了使用本文公开的方法发现为异常的临床上使用的代谢物。第7栏列出了目前未用于临床诊断的代谢物，其中在获得这种临床诊断受试者中，所述代谢物基于本文所用方法的结果鉴定为异常；这些代谢物中的一些代谢物是与临床上使用的诊断性代谢物生物化学地相关的代谢物。在一些个体中，未观察到临床上诊断性代谢物；然而，辅助诊断该病症的其他生物化学相关的代谢物异常。对以下实施例中描述的疾病显示这些结果。
表3–诊断疾病或病症的实验结果(尿)
腺苷脱氨酶缺乏症。在另一个实施例中，在经诊断患有腺苷脱氨酶缺乏症的患者中，临床诊断性代谢物2’-脱氧腺苷的Z-评分大于2。此外基于Z-评分，生物化学相关的代谢物2'-脱氧肌苷、腺嘌呤、N2-甲基鸟苷、2'-脱氧鸟苷、尿酸盐、N1-甲基腺苷、腺苷、尿囊素、黄嘌呤、鸟苷、次黄嘌呤、N2,N2-二甲基鸟苷和7-甲基鸟苷是异常的。这些代谢物的观测异常水平显示这些化合物作为腺苷脱氨酶缺乏症的新生物标记物的实用性。
二氢嘧啶脱氢酶缺乏症。在另一个实施例中，在经诊断患有二氢嘧啶脱氢酶缺乏症的患者中，临床代谢物尿嘧啶和胸腺嘧啶是异常的，以及基于Z-评分分析，额外的代谢物胞苷、5,6-二氢尿嘧啶、4-脲基丁酸盐、3-脲基丙酸盐、尿苷、乳清酸盐、和N-氨甲酰天冬氨酸是异常的。
琥珀酸半醛脱氢酶缺乏症。在另一个实施例中，基于Z-评分分析，琥珀酸半醛脱氢酶缺乏症患者中临床代谢物γ-氨基丁酸盐(GABA)和生物化学相关的代谢物琥珀酰亚胺是异常的。
琥珀酰腺苷裂合酶缺乏症。在另一个实施例中，基于Z-评分分析，琥珀酰腺苷裂合酶缺乏症患者中临床代谢物N6-琥珀酰腺苷和生物化学相关的代谢物黄苷、2'-脱氧鸟苷、2'-脱氧肌苷和腺嘌呤是异常的。
酪氨酸血症。在另一个实施例中，基于Z-评分分析，酪氨酸血症患者中临床代谢物酪氨酸以及额外的代谢物3-(4-羟苯基)乳酸盐、4-羟苯基丙酮酸盐、3-(3-羟苯基)丙酸盐、4-羟苯乙酸盐、苯基乳酸盐(PLA)和X-13581是异常的。
黄嘌呤尿症。在另一个实施例中，黄嘌呤尿症患者中临床代谢物黄嘌呤未检出。然而基于Z-评分分析，临床代谢物尿酸盐和肌酸以及生物化学相关的代谢物次黄嘌呤、黄苷、2'-脱氧肌苷、肌苷、N2-甲基鸟苷肌酐是异常的。
3-甲基巴豆酰CoA羧化酶缺乏症。在另一个实施例中，在经诊断患有3-甲基巴豆酰CoA羧化酶缺乏症的患者中，临床诊断性代谢物3-甲基巴豆酰甘氨酸和β-羟异戊酸盐是异常的。此外基于Z-评分，代谢物β-羟异戊酰肉碱、乙基丙二酸盐和N-乙酰亮氨酸是异常的。
瓜氨酸血症。在另一个实施例中，在经诊断患有瓜氨酸血症的患者中，临床上使用的诊断性代谢物-瓜氨酸是异常的。基于Z-评分分析，额外的代谢物4-脲基丁酸盐、同型瓜氨酸、3-脲基丙酸盐、苯乙酰谷氨酰胺、N-氨甲酰天冬氨酸盐、胍乙酸盐、脲、4-胍基丁酸盐、N-乙酰精氨酸、马尿酸盐、鸟氨酸、2-甲基马尿酸盐、苯乙酰甘氨酸、4-苯基丁酸盐、肌酐、乳清酸盐和3,4-二羟苯乙酸盐是异常的。
戊二酸尿症1型。在另一个实施例中，基于Z-评分分析，戊二酸尿症1型患者中临床代谢物戊二酸盐和戊二酰肉碱(C5)和生物化学物3-甲基戊二酰肉碱和2-氨基己二酸盐是异常的。
胍乙酸甲基转移酶(GAMT)缺乏症。在另一个实施例中，不存在可用于诊断胍乙酸甲基转移酶(GAMT)缺乏症的临床代谢物。但是基于Z-评分分析，GAMT缺乏症患者中生物化学物肌酐和胍乙酸盐是异常的。这些代谢物的观测异常水平显示这些化合物作为GAMT缺乏症的新生物标记物的实用性。
羧化全酶合成酶缺乏症。在另一个实施例中，经诊断患有羧化全酶合成酶缺乏症的患者具有异常水平的临床代谢物β-羟异戊酸盐。基于Z-评分分析，生物化学物3-甲基巴豆酰甘氨酸、β-羟异戊酰肉碱、丙酰甘氨酸(C3)、3-羟丙酸盐、2-甲基柠檬酸盐、3-羟异丁酸盐、乳酸盐、3-羟-2-乙基丙酸盐、异丁酰甘氨酸、α-羟异戊酰肉碱、3-甲基-2-氧代丁酸盐、3-甲基-2-氧代戊酸盐、3-羟-2-甲基丁酸盐、4-甲基-2-氧代戊酸盐、琥珀酰肉碱、丙二酰肉碱、α-羟异戊酸盐、2-羟-3-甲基戊酸盐、丙酰肉碱、甲基巴豆酰肉碱、异戊酰肉碱、羟丁酰肉碱、琥珀酸盐、2-甲基丙二酰肉碱和α-羟异己酸盐也异常。
异戊酸血症。在另一个实施例中，异戊酸血症患者中临床代谢物异戊酸盐是异常的。基于Z-评分分析，生物化学物异戊酰甘氨酸、异戊酰肉碱(C5)、β-羟丁酸盐、和α-羟丁酸盐在两位患者中也异常。
赖氨酸尿性蛋白不耐症。在另一个实施例中，赖氨酸尿性蛋白不耐症患者中临床代谢物鸟氨酸、精氨酸和赖氨酸未检出。基于Z-评分分析，生物化学物2-氨基庚酸盐、N6-乙酰赖氨酸、N2-乙酰赖氨酸、3-甲基戊二酰肉碱、戊二酰肉碱、N6-三甲基赖氨酸和5-(半乳糖基羟基)-L-赖氨酸是异常的。
中链酰基CoA脱氢酶(MCAD)缺乏症。在另一个实施例中，中链酰基CoA脱氢酶(MCAD)缺乏症患者中临床代谢物己酰甘氨酸(C6)、5-羟己酸盐、辛酰肉碱(C8)、辛二酸盐、4-辛烯二酸盐、己二酸盐、己酰肉碱(C6)和癸酰肉碱是异常的。基于Z-评分分析，生物化学物N-辛酰甘氨酸、庚酰甘氨酸、3-甲基己二酸盐和2-羟戊二酸盐也异常。
甲基丙二酸血症。在另一个实施例中，临床诊断性代谢物甲基丙二酰CoA在经诊断患有甲基丙二酸血症的患者中未检出。然而基于Z-评分，临床代谢物甲基丙二酸盐以及额外代谢物2-甲基丙二酰肉碱、2-甲基柠檬酸盐、3-甲基戊二酰肉碱、丙酰肉碱(C3)、琥珀酰肉碱、丙酰甘氨酸、β-羟异戊酰肉碱、β-羟异戊酸盐、3-羟-2-乙基丙酸盐和甲基琥珀酸盐是异常的。
钼辅因子缺乏症。在另一个实施例中，尿中不存在钼辅因子缺乏症的判病性异常，并且使用还原剂处理的血浆常规诊断这种疾病。在经诊断患有钼辅因子缺乏症(MOCD)的患者中，在还原剂处理的血浆中观察到的临床代谢物黄嘌呤和S-硫代硫酸在尿样中异常；未检出临床代谢物硫代硫酸盐。此外，生物化基于Z-评分分析学尿酸盐是异常的。这些代谢物的观测异常水平显示这些化合物作为钼辅因子缺乏症的新生物标记物的实用性。
鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏症。在另一个实施例中，鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏症患者中临床代谢物瓜氨酸和精氨酸未检出。但是，基于Z-评分分析，临床代谢物乳清酸盐以及生物化学物苯乙酰谷氨酰胺、2-甲基马尿酸盐、2-羟苯乙酸盐、苯基肉碱、马尿酸盐、苯丙酰甘氨酸、苯甲酸盐、甲基-4-羟基苯甲酸盐、4-苯基丁酸盐和2-戊酰氨基-3-丙酸是异常的。
柠檬酸转运蛋白缺乏症。在另一个实施例中，基于Z-评分分析，柠檬酸转运蛋白缺乏症患者中临床代谢物柠檬酸盐是异常的。
ABAT缺乏症。在另一个实施例中，基于Z-评分分析，ABAT缺乏症患者中临床代谢物GABA和生物化学2-吡咯烷酮是异常的。
高草酸尿。在另一个实施例中，基于Z-评分分析，高草酸尿症患者中临床代谢物草酸盐和甘醇酸盐是异常的。
在另一个实施例中，基于Z-评分分析，氨基酸代谢和转运病(包括脲循环病和有机酸血症)患者中代谢物2-氨基己二酸盐、苯乙酰谷氨酰胺、3,4-二羟苯乙酸盐、苯丙酰甘氨酸、2-戊酰氨基-3-苯基丙酸、2-羟苯乙酸盐、N-乙酰亮氨酸、甲基琥珀酸盐、乙基丙二酸盐、胍乙酸盐、β-羟丁酸盐、N-氨甲酰天冬氨酸盐、4-脲基丁酸盐、马尿酸盐、2-甲基马尿酸盐、苯甲酸盐、甲基-4-羟基苯甲酸盐、4-苯基丁酸盐、戊二酸盐、戊二酰肉碱(C5)、3-羟戊二酸盐、戊烯二酸盐、苯乙酰甘氨酸、异戊酸盐、异戊酰甘氨酸、异戊酰肉碱(C5)、3-甲基巴豆酰甘氨酸、β-羟异戊酸盐、β-羟异戊酰肉碱、3-甲基戊二酰肉碱(C6)、3-羟-2-乙基丙酸盐、精氨酸、脲、鸟氨酸、瓜氨酸、精氨琥珀酸盐、同型瓜氨酸、N-乙酰精氨酸、肌酸、4-胍基丁酸盐、琥珀酰肉碱、2-甲基柠檬酸盐、2-甲基丙二酰肉碱、丙酰肉碱(C3)、丙酰甘氨酸(C3)、甲基丙二酰CoA、甲基丙二酸、乳清酸盐、3-脲基丙酸盐、苯基肉碱和2-吡咯烷酮是异常的。
脂肪酸氧化病。在另一个实施例中，基于Z-评分分析，脂肪酸氧化病患者中代谢物2-羟戊二酸盐、3-甲基己二酸盐、4-辛烯二酸盐、庚酰甘氨酸、己二酸盐、辛二酸盐、己酰甘氨酸(C6)、N-辛酰甘氨酸、己酰肉碱、辛酰肉碱、癸酰肉碱、肉碱和5-羟己酸盐是异常的。
实施例4：临床评估患病个体：确定和监测治疗效果和/或疾病严重程度。
在另一个实施例中，本文所述方法针对实施例2的样品的结果用来评价治疗性干预的有效性和与已诊断的个体中疾病的临床管理对应的生物化学变化，这辅助临床监测该患者以确定治疗功效和治疗依从性。例如，在接受中链甘油三酯制剂治疗的极长链酰基CoA脱氢酶缺乏症(VLCAD)患者中，观察到治疗效果；依据Z-评分分析，患者的血浆样品中短链长和中链长的脂肪酸的水平异常，并且生物化学物7-羟辛酸盐作为罕见生物化学物(血浆样品中罕见检出的代谢物)异常。在另一个实施例中，在几位鸟氨酸氨甲酰基转移酶(OTC)缺乏症患者中，膳食干预和苯基丁酸盐治疗的组合掩盖了与OTC缺乏症相关的代谢病症(即，诊断性代谢物处于正常水平)。如图16B中所示，在正在参与苯基丁酸盐试验的OTC缺乏症患者、瓜氨酸血症患者和MSUD患者中，苯基丁酸盐代谢物-苯乙酰谷氨酰胺升高。在另一个实施例中，如图16A中所示，代谢物三甲胺N-氧化物在接受补充性肉碱以治疗异戊酸血症、丙酸血症(PAA)、甲基丙二酸血症(MMA)患者中升高。在另一个实施例中，如16C图中所示，补充性肌酸是从诊断患有精氨琥珀酸裂合酶缺乏症(AL)或GAMT的患者采集的血浆中直接可度量的。在另一个实施例中，在经诊断患有丙酮酸脱氢酶E1α缺乏症的患者中，样品中鉴定到诊断性代谢物乳酸盐和丙酮酸盐，但并未异常，这是因为该患者正在接受医学与营养治疗。在另一个实施例中，经诊断患有Smith-Lemli-Opitz综合征的患者正在接受胆固醇补充治疗。该受试者未显示异常水平的胆固醇，但是生物标记物胆甾烷醇(还原形式的胆固醇)被鉴定为样品中的罕见代谢物。
在另一个实施例中，本文所述的方法用来确定疾病严重程度并且可以用来监测疾病严重程度的变化。例如，精氨酸血症由影响脲循环酶(精氨酸酶)的常染色体隐性突变引起，并且临床上基于测量的血浆精氨酸水平诊断这种疾病。四位精氨酸血症患者中确定的异常生物化学物自动定位至疾病相关的生物化学途径。观察到异常升高水平的精氨酸以及异常水平的与这种重大酶缺陷相距更远存在的多种分析物(例如，乳清酸盐、尿苷、尿嘧啶、3-脲基丙酸盐、脲、鸟氨酸、N-乙酰精氨酸、4-胍基丁酸盐、肌酐和同型精氨酸)。图17中展示了与显示每位患者中生物化学物水平的数据重叠的所述生物化学途径的图示。与其他精氨酸血症病例相比，患者1具有更高水平的多种代谢物，从而显示患者1中临床症状更严重。的确，在采样之前三个月中，患者1在三个独立场合因高氨血事件相关的急性代偿失调而入院。相反，患者2-4在样品提交之前或紧邻其后的数个月未出现导致住院的急性事件。重要地，精氨酸水平在全部精氨酸血症患者当中均类似地升高，并且仅通过观察到新的诊断性生物标记物才预测出临床状态的差异。在图17中，仅为了方便才将患者编号1至4，并且这些数字并不对应于表1中所用的患者编号。
实施例5：临床评估对照队列中的个体。
在另一个实施例中，使用本文所述方法分析的来自实施例2的68份对照样品的某些样品中揭示出异常代谢物(即，来自有正常生物化学遗传学检验的患者的样品)，显示存在该患者目前无症状的病症。例如，在患者1165中，鉴定三甲基赖氨酸为异常；水平高于任何其他对照样品，并且升高的水平与已证实患有三甲基赖氨酸羟化酶ε缺乏症的其他患者的那些水平一致。因此，基于该分析的结果，怀疑三甲基赖氨酸羟化酶ε缺乏症并且推荐后续检验。
在另一个实施例中，在患者1169中从临床酰基肉碱分析中观察到C14、C14.1和C14.2轻微升高，从而怀疑有VLCAD。额外的ACADVL临床分子检验(DNA测序)未检出基因序列中的有害突变。然而，使用本文所述方法分析的结果揭示出(i)异常水平(升高)的C14/C16脂肪酸、(ii)异常水平(升高)的乙酰乙酸盐、和(iii)正常水平的C14/C16酰基肉碱缀合物。尽管极端C14/C16脂肪酸升高，但升高的酮的生成和相对正常的酰基肉碱水平二者指示VLCAD缺乏症的可能性很低。使用本文所述方法获得的这种更完整代谢图景辅助对这位个体的诊断。另外，异常代谢物水平和异常途径定位分析提示，患者1169中的代谢改变很可能由禁食得到解释。掌握这条信息的情况下，ACADVL基因测序就不必要了。
在另一个实施例中，本文所用的方法可用于确定使用全外显子组测序(WES)检出的碱基配对变化的重要性并辅助诊断(即，‘纳入’或‘排除’疾病)。例如，本文所述方法的结果在WES报告为意义不明变体(VUS)的患者中排除疾病。在一个实施例中，GLYCTK(甘油酸尿症中受影响的基因)内部报告了一个VUS[c.673G>T(p.G225W)]。然而，使用本文所述方法，确定该患者中甘油酸盐水平是正常的。在另一个实施例中，在SLC25A15(其是高鸟氨酸血症-高血氨症-同型瓜氨酸血症综合征中受影响的基因)内部具有VUS[c.730G>A(p.G244R)]的患者中，测定到正常水平的鸟氨酸、谷氨酰胺和同型瓜氨酸，从而排除该疾病。在另一个实施例中，本文所述方法的结果辅助支持分子结果的致病性。例如，患者1186的WES结果在SLC25A15(其是肌氨酸血症中缺损的基因)中揭示出一个杂合VUS[c.455G>A(p.G152D)]。使用本文所述方法，测定到明显升高的胆碱、甜菜碱、二甲基甘氨酸和肌氨酸。这些升高的水平与肌氨酸血症(临床症状的存在有争议的代谢病)一致。
实施例6：mPROFILE临床评估健康队列中的个体。
使用三种独立质谱方法组成的代谢组学平台，我们就8条途径及其相关的41条子途径中的生物化学物调查了来自80位受试者的血浆样品并且测量了总计575种结构已知的代谢物。发现各个代谢物在80位受试者之间显示出明显的变异范围。以这个队列总体上健康为基础，我们假设对于任何给定的代谢物，队列中其四分位距值可以代表健康代谢状态的动态范围。对于每位受试者，我们应用统计分析以鉴定水平显著偏离群体四分位距的代谢物(离群值)，这可能指示确保进一步调查的代谢异常。图18是与每位受试者相关的代谢物离群值总数的排序。我们进一步检查了与该离群值共有相同化学途径和生物学功能的代谢物。这些分析导致用生物化学特征标识鉴定各种受试者，这些生物化学特征标识为疾病状况的早期指示提供深入了解。
A.对醋氨酚所致毒性的敏感性。
醋氨酚过量用药是急性肝衰竭的主导原因。在肝脏中，醋氨酚转化成损耗细胞谷胱甘肽(GSH)的反应性代谢物，因此导致氧化应激和细胞死亡。归因于醋氨酚频繁和长期用于疼痛和发热，鉴定面临风险的群体可能改善各个患者的治疗选项并防止不良临床后果。在这个队列中，最高水平的醋氨酚代谢物在受试者3958和受试者3976中检出(图19)。受试者3976还显示初级胆汁酸水平升高(图19)，提示肝功能受损。已经发现大鼠中升高的血浆初级胆汁酸是药物所致肝损伤的早期生物标记物(Yamazaki,M.等人,Perturbation ofbile acid homeostasis is an early pathogenesis event of drug induced liverinjury in rats.Toxicol Appl Pharmacol 268,79-89(2013))。巧合地，受试者3976也在这个队列中显示出最低的谷胱甘肽(图19)。相反，受试者3958显示除了牛磺胆酸盐升高以外，胆汁酸水平正常，。受试者3958还具有升高的谷胱甘肽(图19)。总体上，这些观察结果可以表明，受试者3976对醋氨酚所致肝损伤敏感，而受试者3958可以良好耐受醋氨酚。这可能涉及其细胞响应于醋氨酚而维持谷胱甘肽水平的能力。
B.糖尿病的早期指示。
代谢性疾病的早期标志之一是线粒体功能障碍。源自关键线粒体功能如能量稳态和氧化还原平衡的众多生物化学途径可以轻易地在代谢组学数据中观察到。另外，与胰岛素抵抗和II型糖尿病的关系已知的代谢物，包括α-羟丁酸盐(α-HB)(Ferrannini,E.等人,Early metabolic markers of the development of dysglycemia and type 2 diabetesand their physiological significance.Diabetes 62,1730-1737(2013))、1,5-失水葡萄糖醇(1,5-AG)(Yamanouchi,T.等人,Clinical usefulness of serum 1,5-anhydroglucitol in monitoring glycaemic control.Lancet 347,1514-1518(1996))、支链氨基酸(BCAAs)(Newgard,C.B.等人,A branched-chain amino acid-relatedmetabolic signature that differentiates obese and lean humans and contributesto insulin resistance.Cell Metab 9,311-326(2009))和甘氨酸(Perseghin,G.,Ghosh,S.,Gerow,K.&Shulman,G.I.Metabolic defects in lean nondiabetic offspring ofNIDDM parents:a cross-sectional study.Diabetes 46,1001-1009(1997)),可以为疾病状况提供深入了解。受试者3902显示α-HB升高、1,5-AG减少、甘氨酸减少和BCAA略微升高(图20)。此外，葡萄糖和3-羟丁酸盐(脂肪酸β-氧化和BCAA分解代谢的产物)提示与糖酵解瓦解和脂解作用增加一致的能量代谢改变(图20)。总体上，这些生物化学特征标识提示了糖尿病的早期指示。受试者3926和3923显示相似的特征标识，尽管更难以察觉(图20)。
C.肝功能障碍。
初级胆汁酸(甘氨胆酸盐、甘氨鹅脱氧胆酸盐、牛磺胆酸盐和牛磺鹅脱氧胆酸盐)在肝脏中合成，存储在胆囊中并且随后释放入消化道供消化用(图21)。在回肠中，胆汁酸由肠肝循环主动运输以便由肝脏重吸收。在健康状态下，肝脏非常高效地从循环移除胆汁酸，但是已知肝病升高体循环中的总胆汁酸水平(Barnes,S.,Gallo,G.A.,Trash,D.B.和Morris,J.S.Diagnositic value of serum bile acid estimations in liverdisease.J Clin Pathol 28,506-509(1975))。在受试者3917和3952中，初级胆汁酸大幅度升高(图21)，提示这两位受试者可能具有受损的肝功能。
D.代谢性疾病
在来自受试者的生物样品(血浆、尿)中测量反映能量利用、储存和线粒体功能的代谢物。测量的代谢物是1,5-失水葡萄糖醇(1,5AG)、1-亚油酰甘油磷酸胆碱(18:2n6，LGCP)、2-羟丁酸盐(AHB)、3-羟丁酸盐(BHBA)、3-羟异丁酸盐、3-甲基-2-氧代丁酸盐、3-甲基-2-氧代戊酸盐、4-甲基-2-氧代戊酸盐、丙氨酸、果糖、葡萄糖、谷氨酸盐、甘氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、甘露糖、油酸盐(18:1n9)、棕榈酰肉碱、苯丙氨酸、丝氨酸、酪氨酸和缬氨酸。分析性量值用来生成代谢性疾病风险评分(分数0–100)。报告中总结这项分析的结果。图23中显示示例报告。
E.心血管功能
在来自受试者的生物样品(血浆、尿)中测量指示心血管健康的代谢物。测量的代谢物是腺苷、壬二酸盐、胆固醇、肌酐、十二烷二酸盐、十六烷二酸盐、组氨酸、十八烷二酸盐、苯丙氨酸、癸二酸盐、十四烷二酸盐和尿酸盐。分析性量值用来生成心血管疾病风险评分(分数0–100)。报告中总结这项分析的结果。图23中显示示例报告。
F.肾功能
在来自受试者的生物样品(血浆、尿)中测量指示肾过滤状态的代谢物。测量的代谢物是3-吲哚酚硫酸盐、3-甲基组氨酸、4-乙酰氨基丁酸盐、阿糖醇、C-糖基色氨酸、肌酐、赤藓糖醇、吲哚乙酸盐、犬尿氨酸、烯胆甾烷醇、肌醇(myo-inositol)、N2,N2-二甲基鸟苷、N-乙酰丙氨酸、N-乙酰丝氨酸、N-乙酰苏氨酸、N-甲酰甲硫氨酸、苯乙酰谷氨酰胺、假尿苷、琥珀酰肉碱、反-4-羟脯氨酸、色氨酸和脲。分析性量值用来生成肾功能评分(分数0–100)。报告中总结这项分析的结果。图23中显示示例报告。
G.肺功能
在来自受试者的生物样品(血浆、尿)中测量指示肺功能的代谢物。测量的代谢物是3-羧基-4-甲基-5-丙基-2-呋喃丙酸盐、3-苯基丙酸盐(氢化肉桂酸盐)、α-生育酚、天冬酰胺、苯甲酸盐、胆红素(Z,Z)、丁酰肉碱、γ-谷氨酰缬氨酸、甘油酸盐、甘氨酸、吲哚丙酸盐、N-乙酰甘氨酸、脯氨酸、假尿苷、吡哆酸盐(pyridoxate)、丝氨酸、琥珀酰肉碱和苏糖酸盐。分析性量值用来生成肺功能风险评分(分数0–100)。报告中总结这项分析的结果。图23中显示示例报告。
H.炎症
在来自受试者的生物样品(血浆、尿)中测量指示炎症的代谢物。测量的代谢物是13-HODE+9-HODE、花生四烯酸盐(20:4n6)、皮质醇、二十二碳六烯酸盐(DHA、22:6n3)、二十碳五烯酸盐(EPA、20:5n3)、犬尿酸盐、犬尿氨酸和喹啉酸盐(quinolinate)。分析性量值用来生成炎症评分(分数0–100)。报告中总结这项分析的结果。图23中显示示例报告。
I.激素平衡
在来自受试者的生物样品(血浆、尿)中测量指示激素平衡的代谢物。测量的代谢物是孕烯醇酮硫酸盐、21-羟孕烯醇酮单硫酸盐、21-羟孕烯醇酮二硫酸盐、5-孕烯-3b,17-二醇-20-酮3-硫酸盐、5α-孕烷-3β,20α-二醇单硫酸盐、5α-孕烷-3β,20α-二醇二硫酸盐、孕烷二醇-3-葡糖苷酸、皮质醇、皮质酮、11-脱氢皮质酮、可的松、硫酸脱氢表雄酮(DHEA-S)、3-16α-羟DHEA硫酸盐、表雄酮硫酸盐、雄酮硫酸盐、5α-雄烷-3α,17α-二醇单硫酸盐、5α-雄烷-3α,17α-二醇二硫酸盐、本胆烷醇酮葡糖苷酸、11-酮本胆烷醇酮葡糖苷酸、4-雄甾烯-3β,17β-二醇单硫酸盐、4-雄甾烯-3β,17β-二醇二硫酸盐、睾酮硫酸盐、5α-雄烷-3α,17β-二醇单硫酸盐、5α-雄烷-3α,17β-二醇二硫酸盐、5α-雄烷-3β,17β-二醇单硫酸盐、5α-雄烷-3β,17β-二醇二硫酸盐、雌酚酮3-硫酸盐和甲状腺素。分析性量值用来生成激素平衡评分(分数0–100)。报告中总结这项分析的结果。图23中显示示例报告。
J.氧化应激
在来自受试者的生物样品(血浆、尿)中测量指示氧化应激的代谢物。这些代谢物给出氧化应激状态和对抗活性氧状态的能力的指示。低水平的抗氧化物质和高水平的末端电子受体与增加的氧化应激相关。测量的代谢物是13-HODE+9-HODE、5-氧代脯氨酸、尿囊素、α-生育酚、鹅肌肽、胆红素(Z,Z)、胆绿素、氧化型cys-gly、半胱氨酸-谷胱甘肽二硫化物、半胱氨酸、γ-生育酚、次黄嘌呤、甲硫氨酸砜、甲硫氨酸亚砜、苏糖酸盐和尿酸盐。分析性量值用来生成氧化应激评分(分数0–100)。报告中总结这项分析的结果。图23中显示示例报告。
K.线粒体功能
在来自受试者的生物样品(血浆、尿)中测量指示线粒体功能的代谢物。测量的代谢物是同型瓜氨酸、亮氨酸、4-甲基-2-氧代戊酸盐、异戊酸盐、异戊酰甘氨酸、异戊酰肉碱、β-羟异戊酸盐、β-羟异戊酰肉碱、α-羟异戊酰肉碱、3-甲基戊烯二酸盐、α-羟异戊酸盐、甲基琥珀酸盐、异亮氨酸、3-甲基-2-氧代戊酸盐、2-甲基丁酰肉碱(C5)、甲基巴豆酰肉碱、甲基巴豆酰甘氨酸、2-羟-3-甲基戊酸盐、3-羟-2-乙基丙酸盐、乙基丙二酸盐、缬氨酸、3-甲基-2-氧代丁酸盐、异丁酰肉碱、异丁酰甘氨酸、3-羟异丁酸盐、α-羟异己酸盐、壬二酸盐、癸二酸盐、十二烷二酸盐、十四烷二酸盐、十六烷二酸盐、十八烷二酸盐、甲酰甲硫氨酸、丙氨酸、乳酸盐、柠檬酸盐、α-酮戊二酸盐、琥珀酰肉碱、琥珀酸盐、延胡索酸盐、苹果酸盐、棕榈酰肉碱、硬脂酰肉碱、油酰肉碱和BHBA。分析性量值用来生成线粒体功能评分(分数0–100)。报告中总结这项分析的结果。图23中显示示例报告。
L.应激特征
在来自受试者的生物样品(血浆、尿)中测量指示应激反应的代谢物。测量的代谢物是皮质醇、可的松、葡萄糖和甲状腺素。分析性量值用来生成应激评分(分数0–100)。报告中总结这项分析的结果。图23中显示示例报告。
M.代谢性衰老
在来自受试者的生物样品(血浆、尿)中测量指示代谢性衰老的代谢物。测量的代谢物是3-羧基-4-甲基-5-丙基-2-呋喃丙酸盐、C-糖基色氨酸、柠檬酸盐、瓜氨酸、肌酐、硫酸脱氢表雄酮(DHEA-S)、二十碳五烯酸盐(EPA、20:5n3)、赤藓糖醇、葡萄糖、谷氨酸盐、甘氨酸、亮氨酸、肌醇、棕榈油酰鞘磷脂、对甲酚硫酸盐、苯乙酰谷氨酰胺和假尿苷。分析性量值用来生成代谢年龄评分(分数0–100)，其中该值显示受试者的代谢年龄，相对于生理年龄给出总体代谢健康的指示。报告中总结这项分析的结果。图23中显示示例报告。
N.微生物菌群平衡
在来自受试者的生物样品(血浆、尿)中测量指示可以用来确定微生物菌群(microbiome)平衡的微生物菌群活性的代谢物。测量的代谢物是3-(3-羟苯基)丙酸盐、3-(4-羟苯基)乳酸盐、3-(4-羟苯基)丙酸盐、3-(3-(磺基氧)苯基)丙酸、3-羟马尿酸盐、3-吲哚酚硫酸盐、3-苯基丙酸盐(氢化肉桂酸盐)、4-乙基苯基硫酸盐、4-羟马尿酸盐、4-羟苯基丙酮酸盐、4-乙烯基苯酚硫酸盐、5-羟吲哚乙酸盐、鹅脱氧胆酸盐、胆酸盐、脱氧胆酸盐、甘氨胆烯酸硫酸盐、甘氨脱氧胆酸盐、甘氨胆酸盐、甘氨石胆酸盐、甘氨石胆酸硫酸盐、甘氨熊脱氧胆酸盐、马尿酸盐、猪脱氧胆酸盐、吲哚乙酸盐、吲哚乙酰基谷氨酰胺、吲哚丁酸盐、吲哚乳酸盐(indolelacte)、吲哚丙酸盐、对甲酚硫酸盐、邻甲酚硫酸盐(o-creosolsulfate)、对甲酚-葡糖苷酸、苯酚硫酸盐、苯乙酸盐、苯乙酰谷氨酰胺(phenylacetylgutamine)、苯基乳酸盐(PLA)、牛磺胆酸硫酸盐(taurocholenatesulfate)、牛磺脱氧胆酸盐、牛磺石胆酸3-硫酸盐、牛磺熊脱氧胆酸盐和熊脱氧胆酸盐。分析性量值用来生成微生物菌群特征评分(分数0–100)。报告中总结这项分析的结果。图23中显示示例报告。
O.常量营养素平衡
在来自受试者的生物样品(血浆、尿)中测量指示常量营养素平衡的代谢物。测量的代谢物是组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、苏氨酸、丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸盐、半胱氨酸、谷氨酸盐、谷氨酰胺、甘氨酸、脯氨酸、丝氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、胆碱、亚麻酸盐[α或γ；(18:3n3或6)]和亚油酸盐(18:2n6)。分析性量值用来生成常量营养素平衡评分(分数0–100)。报告中总结这项分析的结果。图23中显示示例报告。
P.空气污染暴露
在来自受试者的生物样品(血浆、尿)中测量指示暴露于空气污染的代谢物。测量的代谢物是α-生育酚、天冬酰胺、苯甲酸盐、甘油酸盐、甘氨酸、N-乙酰甘氨酸、丝氨酸和苏糖酸盐。分析性量值用来生成空气污染评分(分数0–100)。报告中总结这项分析的结果。图23中显示示例报告。
Q.药物/异型生物质
使用本文所述方法检出药物并且报告了来自受试者的生物样品(血浆、尿)中测量的水平。使用本文所述方法还检出其他异型生物质并且也报告了来自受试者的生物样品中测量的水平(如存在的情况下)。
实施例7：基于一种或多种异常小分子的疾病或病症特异性预示性复合评分
每种样品中检出的一种或多种异常小分子的测量值可以用于一个或多个数学(统计)模型中以生成疾病或病症特异性预示性复合评分。这种评分可用于促进自动确定从中采集样品的个体受试者的疾病状态。在一个实施例中，基于对异常小分子获得的Z-评分，使用回归算法如下生成复合评分：为了获得复合评分，对组合中p-代谢物，设coef1*(代谢物1的Z-评分)+coef2*(代谢物2的Z-评分)+…+coefp*(代谢物p的Z-评分)，其中对于纳入复合评分的每种小分子，coef1意指“系数1”，coef2意指“系数2”等。来自200位患者的数据用来确定针对多种不同疾病或病症生成疾病或病症特异性复合评分的系数。使用上述回归算法，以针对相关异常小分子获得的Z-评分为基础的疾病或病症预示性复合评定方法已经迄今开发用于超过30种疾病。在基于来自患者组的数据确定各系数后，这些系数可以用于针对额外的个体患者和针对额外的患者组生成疾病或病症特异性复合评分。表4中展示这些复合评定方法。对于一些疾病或病症，衍生两种评定方法。在这些疾病或病症中，“罕见”代谢物属于评分方法中纳入的异常小分子并且这些“罕见”小分子可能在锚点样品集合中检不出。在这类疾病或病症中，开发了第二种评定方法，所述评定方法不纳入“罕见”小分子并且允许通过使用锚点样品，将样品集合与先前样品比较。下文例举用于两个不同疾病的复合评定方法的结果供非限制说明。
表4.用于辅助诊断疾病的复合评定方法
在一个实施例中，生物化学物3-羟异戊酸盐、异戊酰肉碱、异戊酰甘氨酸和异戊酸盐用来生成辅助诊断受试者中异戊酸血症的复合评分。基于以下评定方法，对该队列的200位受试者中两位受试者获得的复合评分：0.22*(异戊酸盐的Z-评分)+0.26*(异戊酰肉碱的Z-评分)+0.36*(异戊酰甘氨酸的Z-评分)–0.15*(β-羟异戊酸盐的Z-评分)预测了异戊酸血症。在图24的预测结果的图形说明中展示了与未患有异戊酸血症的受试者相比，对两位个体计算的复合评分。使用所描述的预示性评定方法，两位异戊酸血症患者(由黑色方块显示)可以与队列的其余者区分。
在另一个实施例中，生物化学物N6-乙酰赖氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺、赖氨酸、精氨酸和鸟氨酸用来生成辅助诊断受试者中赖氨酸尿性蛋白不耐症的复合评分。基于以下评定方法对该队列中200位受试者的两位所获得的复合评分：0.2*(N6-乙酰赖氨酸的Z-评分)+0.2*(谷氨酰胺的Z-评分)+0.2*(天冬酰胺的Z-评分)–0.2*(赖氨酸的Z-评分)–0.1*(精氨酸的Z-评分)–0.1*(鸟氨酸的Z-评分)预测出赖氨酸尿性蛋白不耐症。在图25的预测结果的图形说明中展示了与未患有赖氨酸尿性蛋白不耐症的受试者相比，对两位个体计算的复合评分。使用所描述的预示性评定方法，两位赖氨酸尿性蛋白不耐症患者(由黑色方块显示)可以与队列的其余者区分。
实施例8：未具名的小分子的分析表征
样品从如实施例2中所述的患者队列采集。提取代谢物并且通过添加450μl甲醇从样品(100μl)中沉淀蛋白质。利用两种独立的UPLC方法，一个在酸性条件下进行并且另一种在碱性条件下进行。沉淀的提取物分成四个等分试样并在氮气下并且随后在真空中干燥。一个等分试样于水中的50μl 0.1％甲酸内(用于酸性方法)复溶，并且另一个等分试样于水中的50μl pH 8的6.5mM碳酸氢铵内(用于碱性方法)复溶。
两种方法均利用在使用Acquity UPLC系统的2.1mm x 100mm Acquity 1.7um C18BEH柱(Waters Corp.,Milford,MA,USA)上进行的色谱。对于酸性方法，流量350μL/分钟的流动相使用溶剂A：水中的0.1％甲酸，和溶剂B：甲醇中的0.1％甲酸(梯度特征：4分钟内0％B至70％B、0.5分钟内70％至98％B、0.9分钟的98％B)。使用溶剂A：水中的6.5mM pH8碳酸氢铵，和溶剂B：95/5甲醇/水中的6.5mM碳酸氢铵(梯度特征：4分钟内0％B至70％B、0.5分钟内70％至98％B、0.9分钟的98％B)，按流量350μL/分钟梯度洗脱碱性方法加工的样品等分试样。
使用OrbiElite质谱仪(MS)(ThermoFisher Corporation)，使用加热电喷雾电离法(HESI)，分析样品洗脱物。使用加热到40℃的分别的酸/碱基专用柱，在独立进样中，酸性方法监测正离子并且碱性方法监测负离子。采用正离子注射和负离子注射分别为80和75(任意单位)的鞘气流量和负离子注射和正离子注射分别为15和12(任意单位)的辅助气流量，将MS接口毛细管维持在350℃、将源加热器维持在430℃。正离子进样和负离子进样的喷雾电压分别是4.0kV和3.0kV。仪器扫描80-1000m/z并且在高分辨率精确质量MS扫描(分辨率30,000)和单位质量分辨率MS/MS扫描之间交替。扫描速度是大约6次扫描/秒(3MS和3MS/MS扫描)。正负离子进样的MS/MS归一化碰撞能量分别设定至28和32，并且活化Q为0.25，并且活化时间为30毫秒，其中两种进样的分离窗口均为3m/z。使用动态排除法采集MS/MS扫描，排除时间为3.5秒。将同位素标记的化合物内标(spiked)入每份样品并用来评估仪器性能和适用性，包括试验过程期间(通常20小时)的保留时间、质量和灵敏度稳定性。此外，每8次进样分析由来自全部样品的汇集等分试样组成的质量控制样品，以确保技术重现性。
将使用MS峰检测用标准行业方案的软件用于MS峰的检测和积分。简而言之，提取的离子色谱图依据质量在给定的范围内分档，测定基线噪声，计算峰面积、并且用户限定的多种峰阈值应用于检出的MS峰，所述峰阈值包括最小高度、信噪比、宽度、对称性和面积。通过上述阈值标准的MS峰组装成列表，所述列表随后插入用于存储和进一步分析的关系型数据库。最后，为了便利观察以类似方式保留的离子特征，将各个MS峰基于峰顶点保留时间分组。使用保留指数(RI)，全部样品均基于标志物在整个色谱图内出现的保留时间(RT)标志物对齐。样品组分的保留指数是通过插值法(通常对数插值法)获得的数值，所述数值使样品组分的修正保留体积(时间)或保留系数与样品组的峰之前和之后洗脱的两种标准物的修正保留体积(时间)相关。
所生成的数据针对特别生成用于每种方法的化学文库进行检索(例如UPLC正离子数据针对UPLC正离子模式特异的文库检索)。生物化学鉴定基于三个标准：在拟议鉴定的75RI单位(或大约5秒)内的保留指数、在0.4m/z内的与文库的实验性前体质量匹配、以及MS/MS正向评分和反向评分。MS/MS评分基于实验性波谱中存在的离子与文库特征中存在的离子的比较。通过软件程序进行生物化学鉴定，并且计算机生成的鉴定结果由人类分析者验证。
计算机软件在一组进样之间及在指定色谱时间窗口期内检查不归属于任何文库项(library entry)的全部离子。通过使离子在多次进样之间相关，生物化学物的天然生物学变异用来鉴定尚未作为一项文库组成部分而纳入的可能的新的可靠生物化学物。将没有文库匹配、但基于这种生物化学物波谱样式的反复出现的性质而被确定是可靠生物化学物的的任何生物化学物添加至文库，从而虽然未具名，但可以在当前和未来研究中追踪该生物化学物。因此，虽然未鉴定该生物化学物(因为文库中不可获得真实化学标准物)，但是指示了从分析方法获得的生物化学物的特性或特征，而无需指示该生物化学物(称作未具名的生物化学物)的具体化学组成或结构。
下表5包括在上表2中列出的每种未具名的代谢物的分析性特征。对于列出每种的生物标记物代谢物，表5包括用来指代代谢物的标示符(标示符)、用来鉴定可靠标准物数据库的化学文库中代谢物的编码(CompID)、保留时间(RT)、保留指数(RI)、定量质量(质量)、和使用上文所述分析方法获得的极性。“质量”指化合物定量中使用的母离子的C12同位素的质量。在第3栏(平台)中指示用于定量的分析方法；“202”表示使用针对酸性物质优化的方法的LC-MS/MSn并且“203”表示针对碱性物质优化的LC-MS/MSn。“极性”指示作为正(+)或负(-)的定量性离子的极性。
表5–未具名的小分子的分析特征

Claims (121)

1.一种用于促进诊断个体受试者中疾病或病症的方法，所述方法包括：
从个体受试者获得样品；
生成样品的小分子特征，所述小分子特征包含关于样品中多种小分子的每一者存在或不存在及其水平的信息；
将样品的小分子特征与包含多种小分子的每一者的水平的标准范围的参比小分子特征比较并且鉴定样品中分别具有异常水平的小分子的子集，样品中小分子的异常水平是落在小分子的标准范围外部的水平，使用在计算装置的处理器上执行的分析设施实施比较和鉴定；
基于鉴定的小分子子集的异常水平从数据库获得诊断信息，所述数据库包含使多种小分子的一种或多种小分子的异常水平与关于多种疾病和病症中每一者的疾病或病症的信息相关联的信息；和
存储获得的诊断信息，存储的诊断信息包括以下一者或多者：与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一条生物化学途径的鉴定、与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一种疾病或病症的鉴定、和与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一种推荐的后续试验的鉴定；
从而促进诊断个体受试者中的疾病或病症。
2.一种针对多种疾病或病症筛查个体受试者的方法，所述方法包括：
从个体受试者获得样品；
生成样品的小分子特征，所述小分子特征包含关于样品中多种小分子的每一者存在或不存在及其水平的信息；
将样品的小分子特征与包含多种小分子的每一者的水平的标准范围的参比小分子特征比较，以确定多种小分子的任一者是否在样品中具有异常水平，所述样品中小分子的异常水平是落在小分子的标准范围外部的水平；
对于样品中具有多种小分子的任一者的异常水平的小分子特征，鉴定在样品中分别具有异常水平的小分子的子集，使用在计算装置的处理器上执行的分析设施实施比较和鉴定；
对于样品中具有多种小分子的任一者的异常水平的小分子特征，基于鉴定的小分子子集的异常水平从数据库获得诊断信息，所述数据库包含使多种小分子的一种或多种小分子的异常水平与关于多种疾病和病症中每一者的疾病或病症的信息相关联的信息；
对于样品中具有多种小分子的任一者的异常水平的小分子特征，存储获得的诊断信息，存储的诊断信息包括以下一者或多者：与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一条生物化学途径的鉴定、与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一种疾病或病症的鉴定、和与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的至少一种推荐的后续试验的鉴定；并且
对于样品中不具有多种小分子的任一者的异常水平的小分子特征，存储表明未检出异常水平的信息；
从而针对多种疾病和病症筛查个体受试者。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述方法还包括基于来自鉴定为具有异常水平的小分子的一个或多个子集的数据的加权组合，生成疾病或病症特异性复合评分，并且其中基于鉴定的小分子子集的异常水平从数据库获得诊断信息包括基于生成的疾病或病症特异性复合评分从数据库获得诊断信息。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中选自由3-甲基巴豆酰甘氨酸、β-羟异戊酸盐、β-羟异戊酰肉碱、戊二酰肉碱(C5)、3-甲基巴豆酰甘氨酸、己二酸盐、戊二酸盐、十八烷二酸盐(C18)、十六烷二酸盐(C16)、十四烷二酸盐(C14)、十二烷二酸盐(C12)、异戊酸盐、亮氨酸、异戊酰甘氨酸、α-羟异戊酸盐、琥珀酰肉碱、3-甲基戊二酰肉碱、异戊酰肉碱、丙氨酰丙氨酸、焦谷氨酰缬氨酸、X-12007、X-12814、乙基丙二酸盐、N-乙酰亮氨酸及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示3-甲基巴豆酰CoA羧化酶缺乏症；
其中选自由2’-脱氧腺苷、2'-脱氧肌苷、腺嘌呤、N2-甲基鸟苷、2'-脱氧鸟苷、尿酸盐、N1-甲基腺苷、腺苷、尿囊素、黄嘌呤、鸟苷、次黄嘌呤、N2,N2-二甲基鸟苷、7-甲基鸟苷及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示腺苷脱氨酶缺乏症；
其中选自由精氨琥珀酸盐、N-δ-乙酰鸟氨酸、山梨糖、果糖、瓜氨酸、甲基-4-羟基苯甲酸盐、尿嘧啶、精氨酸、天冬氨酸盐、异亮氨酰天冬氨酸盐、鸟氨酸、尿苷、同型瓜氨酸、乳清酸盐、同型精氨酸、O-磺基-L-酪氨酸、棕榈酰鞘磷脂、X-13507、X-15245、X-15664、X-15454及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示精氨琥珀酸裂合酶缺乏症；
其中选自由精氨酸、4-胍基丁酸盐、同型精氨酸、N-乙酰精氨酸、鸟氨酸、脲、同型瓜氨酸、尿嘧啶、天冬氨酸盐、精氨琥珀酸盐、脯氨酸、乳清酸盐、肌酐、尿苷、3-脲基丙酸盐、肌酸、甜菜碱、亮氨酸、异亮氨酸、γ-谷氨酰亮氨酸、X-12339、X-12681及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示精氨酸血症；
其中选自由木糖醇、生物素、3-甲基巴豆酰甘氨酸、丙酰肉碱(C3)及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示生物素酶缺乏症；
其中选自由甲基丙二酸、同型半胱氨酸、2-甲基柠檬酸盐、胱硫醚、2-甲基丙二酰肉碱、丙酰肉碱、X-12749及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示Cbl(钴胺素缺乏症)；
其中选自由甲基丙二酸、同型半胱氨酸、2-甲基柠檬酸盐、胱硫醚、2-甲基丙二酰肉碱、甲基巴豆酰肉碱、2-甲基丁酰肉碱、丙酰肉碱、X-12749及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示Cbl A；
其中选自由甲基丙二酸、同型半胱氨酸、2-甲基柠檬酸盐、胱硫醚、2-甲基丙二酰肉碱、丙酰肉碱、X-12749、X-17677及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示CblC；
其中选自由瓜氨酸、精氨琥珀酸、同型瓜氨酸、3-脲基丙酸盐、N-乙酰丙氨酸、苯乙酸盐、苯乙酰谷氨酰胺、4-脲基丁酸盐、N-氨甲酰天冬氨酸盐、胍乙酸盐、脲、4-胍基丁酸盐、N-乙酰精氨酸、马尿酸盐、鸟氨酸、2-甲基马尿酸盐、苯乙酰甘氨酸、4-苯基丁酸盐、肌酐、乳清酸盐、3,4-二羟苯乙酸盐、同型精氨酸、胍基琥珀酸盐、γ-谷氨酰苯丙氨酸、γ-谷氨酰异亮氨酸、色氨酸、1,5-失水葡萄糖醇(1,5-AG)、N-乙酰-瓜氨酸、X-19684、X-12681、X-20598、X-18446、X-20588及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示瓜氨酸血症；
其中选自由肉碱、酰基肉碱、N-辛酰甘氨酸(C8酯)、癸二酸盐(C8)、癸酸盐(C10)、辛酸盐(C8)、辛酰肉碱、己酰肉碱及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示肉碱棕榈酰转移酶2缺乏症(CPTII)；
其中选自由半胱氨酸、cys-gly(氧化型)、X-12846、X-12303、X-19145、1,5-失水葡萄糖醇(1,5-AG)、甘氨胆烯酸硫酸盐、4-乙酰苯酚硫酸盐、甲酚葡糖苷酸、赤藓糖醇、香草基扁桃酸盐、N2,N2-二甲基-鸟苷、苯乙酰谷氨酰胺、X-12216、X-17717、X-15667、X-12119、X-11315、X-12731、X-12705、X-17685、X-18371及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示胱氨酸病；
其中选自由胞苷、5,6-二氢尿嘧啶、4-脲基丁酸盐、3-脲基丙酸盐、尿苷、乳清酸盐、N-氨甲酰天冬氨酸盐、尿嘧啶、胸腺嘧啶及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示二氢嘧啶脱氢酶缺乏症；
其中选自由戊二酸盐、戊二酰肉碱(C5)、3-羟戊二酸盐、戊烯二酸盐、3-甲基戊二酰肉碱、2-氨基己二酸盐、X-12364、X-15674及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示戊二酸尿症1型；
其中选自由肌酸、3-(4-羟苯基)乳酸盐、1,3-二棕榈酰甘油、胍乙酸盐、肌酐、半胱氨酸s-硫酸盐、X-19602、X-12906、X-13007、X-10458及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示胍乙酸甲基转移酶(GAMT)缺乏症；
其中选自由3-甲基戊二酰肉碱(C6)、β-羟异戊酸盐、β-羟异戊酰肉碱、戊二酰肉碱(C5)、精氨酰脯氨酸、1-硬脂酰甘油磷脂酰乙醇胺、邻甲酚硫酸盐、3-甲基巴豆酰甘氨酸、己二酸盐、戊二酸盐、十八烷二酸盐(C18)、十六烷二酸盐(C16)、十四烷二酸盐(C14)、十二烷二酸盐(C12)、异戊酸盐、乙酰肉碱、棕榈酰肉碱、己酰肉碱、肉豆蔻酰肉碱、己烯二酰肉碱、X-17715、X-12741、X-16134、X-10593、X-12688及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示3-羟-3-甲基戊二酸尿症(HMG CoA裂合酶缺乏症)；
其中选自由β-羟异戊酸盐、3-甲基巴豆酰甘氨酸、β-羟异戊酰肉碱(C5)、丙酰甘氨酸(C3)、3-羟丙酸盐、甲基巴豆酰甘氨酸、琥珀酰肉碱、2-甲基柠檬酸盐、3-羟异丁酸盐、乳酸盐、3-羟-2-乙基丙酸盐、异丁酰甘氨酸、α-羟异戊酰肉碱、3-甲基-2-氧代丁酸盐、3-甲基-2-氧代戊酸盐、3-羟-2-甲基丁酸盐、4-甲基-2-氧代戊酸盐、丙二酰肉碱、α-羟异戊酸盐、2-羟-3-甲基戊酸盐、丙酰肉碱、甲基巴豆酰肉碱、异戊酰肉碱、羟丁酰肉碱、琥珀酸盐、2-甲基丙二酰肉碱、α-羟异己酸盐、生物素及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示羧化全酶合成酶缺乏症；
其中选自由同型半胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、其他氨基酸、γ-谷氨酰甲硫氨酸、5-甲基硫代腺苷(MTA)、S-腺苷酰同型半胱氨酸(SAH)、N1-甲基腺苷、甘氨酰脯氨酸、1-二十碳烯酰甘油磷脂酰乙醇胺(20:1n9)、1-甲基烟酰胺、N-乙酰-天冬氨酰-谷氨酸盐(NAAG)、吡哆醛、2-羟异丁酸盐、Acisoga、肌肽、3-甲氧基酪氨酸、2-羟基癸酸盐、δ-生育酚、α-CEHC(2,5,7,8-四甲基-2-(2'-羧乙基)-6-羟色满)硫酸盐)、N-乙酰色氨酸、腺嘌呤、皮质醇、X-18965、X-15649、X-17303、X-18897、X-11564、X-18891、X-12748、X-18918、X-18905、X-18606、X-16574、X-18895、X-18907、X-19455、X-18909、X-19574、X-12110、X-20676、X-11360、X-18920及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示同型胱氨酸尿症；
其中选自由异戊酸盐(C5)、异戊酰甘氨酸、异戊酰肉碱(C5)、戊酸盐；戊酰肉碱、β-羟异戊酸盐、苯基肉碱、β-羟丁酸盐、3-甲基巴豆酰甘氨酸、α-羟丁酸盐、X-16577、X-14331及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示异戊酸血症；
其中选自由鸟氨酸、精氨酸、赖氨酸、天冬酰胺、N6-乙酰赖氨酸、谷氨酰胺、N2-乙酰赖氨酸、N-乙酰精氨酸、γ-谷氨酰谷氨酰胺、脯氨酸、S-甲基半胱氨酸、2-羟基癸酸盐、1-甲基咪唑乙酸盐、2-氨基庚酸盐、3-甲基戊二酰肉碱、戊二酰肉碱、N6-三甲基赖氨酸、5-(半乳糖基羟基)-L-赖氨酸、X-15636、17654、X-12193、X-12425及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示赖氨酸尿性蛋白不耐症；
其中选自由酰基肉碱、肉碱、有机酸、N-辛酰甘氨酸、己酸盐(6:0)、辛酸盐(8:0)、庚酸盐(7:0)、十二烷二酸盐、癸酰肉碱、N-棕榈酰牛磺酸、壬酸盐(9:0)、脱氧肉碱、O-甲基儿茶酚硫酸盐、1-硬脂酰甘油磷酸胆碱(18:0)、1-十七烷酰甘油磷酸胆碱(17:0)、1-二十二碳五烯酰甘油磷酸胆碱(22:5n3)、4-辛烯二酸盐、己二酸盐、庚酰甘氨酸、3-甲基己二酸盐、2-羟戊二酸盐、α-CEHC(2,5,7,8-四甲基-2-(2'-羧乙基)-6-羟色满)硫酸盐、X-11521(可能的经验式：C15H27NO4和结构：2-辛烯酰肉碱)、X-15646、X-12802、X-11478、X-11440(可能是羟孕烯-二醇二硫酸盐或孕烯醇酮-二醇二硫酸盐)、X-15486、X-18913、甲基己酰谷氨酰胺、X-13837、X-18946、X-11861、X-18888、X-18922、X-17438、X-18916、X-16674、X-12824组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示中链酰基CoA脱氢酶缺乏症；
其中选自由甲基丙二酸盐、甲基丙二酰CoA、2-甲基丙二酰肉碱、丙酰基肉碱(C3)、甲基巴豆酰肉碱、2-甲基丁酰肉碱(C5)、2-甲基柠檬酸盐、琥珀酰肉碱、丙酰甘氨酸、3-羟丙酸盐、戊酰肉碱、异戊酰肉碱、琥珀酸盐、甲基巴豆酰甘氨酸、β-羟异戊酰肉碱、β-羟异戊酸盐、异丁酰肉碱、3-羟-2-乙基丙酸盐、丁酰肉碱、3-甲基戊二酰肉碱、甲基琥珀酸盐、3-甲基-2-氧代戊酸盐、3-甲基-2-氧代丁酸盐、X-12749、X-17564、X-12114及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示甲基丙二酸血症；
其中选自由黄嘌呤、S-硫胱氨酸、硫代硫酸盐、5-HETE、白三烯B4、13-HODE+9-HODE、12-HETE、尿酸盐及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示钼辅因子或亚硫酸盐氧化酶缺乏症；
其中选自由亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、2-羟-3-甲基戊酸盐、α-羟异戊酸盐、异戊酰肉碱、2-氨基庚酸盐、4-甲基-2-氧代戊酸盐、1-亚麻酰甘油磷酸胆碱(18:3n3)、2-亚麻酰甘油磷酸胆碱(18:3n3)、1-肉豆蔻酰甘油磷酸胆碱(14:0)、2-肉豆蔻酰甘油磷酸胆碱、5α-雄烷-3α,17β-二醇二硫酸盐、缬氨酸、3-甲基-2-氧代丁酸盐、异戊酸盐、异丁酰肉碱、3-羟异丁酸盐、2-甲基丁酰肉碱、β-羟异戊酰肉碱、别-异亮氨酸、3-甲基-2-氧代戊酸盐、β-羟异戊酸盐、琥珀酸盐、乙酰肉碱、2-甲基柠檬酸盐、甲基巴豆酰甘氨酸、甲基巴豆酰肉碱、羟丁酰肉碱、α-羟异己酸盐、X-13581、X-17690、X-13689(葡糖苷酸缀合物)及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示枫糖尿病；
其中选自由乳清酸盐、瓜氨酸、精氨酸、苯乙酰谷氨酰胺、鳁油酸(18:4n3)、3-脲基丙酸盐、2-甲基马尿酸盐、2-羟苯乙酸盐、苯基肉碱、马尿酸盐、苯丙酰甘氨酸、苯甲酸盐、甲基-4-羟基苯甲酸盐、4-苯基丁酸盐、2-戊酰氨基-3-苯基丙酸、苯乙酸盐、苯乙酰甘氨酸、反-4-羟脯氨酸、pro-羟-pro、脲、苯基乳酸盐(PLA)、胍基琥珀酸盐、鸟氨酸、X-20598、X-20588及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏症；
其中选自由丙酸盐、丙酰甘氨酸(C3)、2-甲基柠檬酸盐、3-羟丙酸盐、丙酰肉碱(C3)、1-十五烷酰甘油磷酸胆碱(15:0)、甲基巴豆酰甘氨酸、琥珀酰肉碱、戊二酰肉碱(C5)、3-甲基戊二酰肉碱(C6)、甲基巴豆酰肉碱、丁酰肉碱、2-甲基丙二酰肉碱、β-羟异戊酸盐、X-12819及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示丙酸血症；
其中选自由苯丙氨酸、γ-谷氨酰苯丙氨酸、苯基乳酸盐、N-乙酰苯丙氨酸、苯基丙酮酸盐、γ-谷氨酰酪氨酸、3-甲氧基酪氨酸、4-羟苯基丙酮酸盐、对甲酚硫酸盐、邻苯二酚硫酸盐、苯乙酰谷氨酰胺、苯丙氨酰精氨酸、缬氨酰苯丙氨酸、组氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰丝氨酸、亮氨酰苯丙氨酸、苏氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰丙氨酸、苯丙氨酰甘氨酸、苯丙氨酰谷氨酸盐、苯丙氨酰苯丙氨酸、天冬氨酰苯丙氨酸、色氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰异亮氨酸、甘氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰亮氨酸、苯丙氨酰天冬氨酸盐、邻甲酚硫酸盐、苯乙酰甘氨酸、X-16283、X-15497及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示苯丙酮尿症(PKU)；
其中选自由γ-氨基丁酸盐(GABA)、琥珀酰亚胺及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示琥珀酸半醛脱氢酶缺乏症；
其中选自由N6-琥珀酰腺苷、黄苷、2'-脱氧鸟苷、2'-脱氧肌苷、腺嘌呤及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示琥珀酰腺苷裂合酶缺乏症；
其中选自由胸苷、2'-脱氧尿苷、5,6-二氢胸腺嘧啶、5-甲基尿苷(胸腺嘧啶核糖核苷)；马尿酸盐、2-亚油酰甘油磷酸胆碱、4-甲基儿茶酚硫酸盐、1-花生四烯酰甘油磷酸胆碱(20:0)、牛磺石胆酸3-硫酸盐、甘氨石胆酸硫酸盐、咪唑丙酸盐、X-13862、X-19330、X-20620、X-12170及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示胸苷磷酸化酶缺乏症；
其中选自由N-6-三甲基赖氨酸、1-花生四烯酰甘油磷酸盐、X-16574、X-12822、X-15136及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示三甲基赖氨酸羟化酶缺乏症；
其中选自由酪氨酸、3-(4-羟苯基)乳酸盐、4-羟苯基丙酮酸盐、3-(3-羟苯基)丙酸盐、4-羟苯乙酸盐、苯基乳酸盐(PLA)、X-13581及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示酪氨酸血症；
其中选自由肉豆蔻酰肉碱、硬脂酰肉碱(C18)、棕榈酰肉碱(C16)、油酰肉碱(C18)、肉豆蔻脑酸盐(14:1n5)、亚油酰肉碱、9-甲基尿酸、木酮糖、花生四烯酸盐(20:4n6)、二十二碳六烯酸盐(DHA；22:6n3)、二十碳五烯酸(EPA)、5,8-十四碳二烯酸、1-二十二碳六烯酰-GPC(22:6；DHA-GPC)、X-18739(2-十四碳烯酰肉碱的可能异构体)及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示极长链酰基CoA脱氢酶缺乏症；
其中选自由尿酸盐、肌酸、次黄嘌呤、黄苷、2'-脱氧肌苷、肌苷、N2-甲基鸟苷、肌酐及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示黄嘌呤尿症；
其中选自由肌酸、甘氨酰亮氨酸、2-羟辛酸盐、X-11483、X-18943、X-17422、X-17761、X-17335、1,6-脱水葡萄糖及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示X连锁型肌酸转运蛋白症；
其中选自由2-羟醋氨酚硫酸盐、2-甲氧基醋氨酚硫酸盐、3-(半胱氨酸-S-基)醋氨酚、4-醋氨酚硫酸盐、4-乙酰氨基酚、对乙酰氨基苯基葡糖醛酸、甘氨猪胆酸盐、甘氨鹅脱氧胆酸盐、牛磺胆酸盐、牛磺鹅脱氧胆酸盐、谷胱甘肽及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示醋氨酚所致毒性；
其中选自由木酮糖、己酸盐(6:0)、庚酸盐(7:0)、辛酸盐(C8)、壬酸盐(9:0)、癸酸盐(C10)、肉豆蔻脑酸盐(14:1n5)、二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸盐(DHA；22:6n3)、花生四烯酸盐(20:4n6)、辛二酸盐、癸二酸盐(C8)、十二烷二酸盐(C12)、己酰甘氨酸(C6)、N-辛酰甘氨酸、己酰肉碱、辛酰肉碱、癸酰肉碱、顺-4-癸烯酰肉碱、肉豆蔻酰肉碱、棕榈酰肉碱(C16)、硬脂酰肉碱(C18)、油酰肉碱(C18)、脱氧肉碱、肉碱、3-羟癸酸盐、5-羟己酸盐、N-棕榈酰牛磺酸、1-十七烷酰甘油磷酸胆碱(17:0)、1-硬脂酰甘油磷酸胆碱(18:0)、1-二十二碳五烯酰甘油磷酸胆碱(22:5n3)、9-甲基尿酸、α-CEHC(2,5,7,8-四甲基-2-(2'-羧乙基)-6-羟色满)硫酸盐、O-甲基儿茶酚硫酸盐、5,8-十四碳二烯酸盐、甲基己酰谷氨酰胺、2-羟戊二酸盐、3-甲基己二酸盐、4-辛烯二酸盐、庚酰甘氨酸及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示脂肪酸氧化病；
其中选自由1,5-失水葡萄糖醇(1,5-AG)、2-羟丁酸盐(AHB)、3-羟丁酸盐、葡萄糖、甘氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示糖尿病；并且
其中选自由甘氨胆酸盐、甘氨鹅脱氧胆酸盐、牛磺胆酸盐、牛磺鹅脱氧胆酸盐及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示肝功能障碍；
其中选自由二甲基甘氨酸、甜菜碱、胆碱、甘氨酸、肌氨酸及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示肌氨酸血症；
其中选自由α-酮戊二酸盐、琥珀酸盐、延胡索酸盐、苹果酸盐、谷氨酸盐、柠檬酸盐及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示柠檬酸转运蛋白缺乏症；
其中选自由丙酮酸盐和乳酸盐组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示丙酮酸脱氢酶缺乏症；
其中选自由尿嘧啶、3-脲基丙酸盐、乳清酸盐、谷氨酰胺、N-乙酰-β-丙氨酸、尿苷、N-乙酰天冬氨酸盐(NAA)、二甲基精氨酸(SDMA+ADMA)、5-甲基硫代腺苷(MTA)、β-丙氨酸、4-脲基丁酸盐、同型瓜氨酸、鸟氨酸及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示高鸟氨酸血症-同型瓜氨酸血症-高血氨症；
其中选自由酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、3-甲氧基酪氨酸、5-羟色氨酸、L-多巴、高香草酸盐、5-羟吲哚乙酸盐、香草酸及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示芳族氨基酸脱羧酶缺乏症；
其中选自由胆甾烷醇、7-脱氢胆甾醇及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示Smith-Lemli-Opitz综合征；
其中选自由N6-三甲基赖氨酸、肉碱及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示原发性肉碱缺乏症；并且
其中选自由乳清酸盐、瓜氨酸及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示希特林蛋白缺乏症；并且
其中选自由2-吡咯烷酮、GABA及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示ABAT缺乏症；并且
其中选自由果糖、甘露糖、脯氨酰羟脯氨酸、羟脯氨酸、甘氨酰脯氨酸、N-乙酰神经氨糖酸、二甲基精氨酸(ADMA+SDMA)、谷氨酰胺、γ-谷氨酰谷氨酰胺、N-乙酰-天冬氨酰-谷氨酸盐(NAAG)、N-乙酰谷氨酰胺、乙基丙二酸盐、肌酸、葡萄糖及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示GLUT1缺乏症；并且
其中选自由3-甲基戊二酰肉碱、3-甲基戊烯二酸、3-甲基戊二酸及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示MGA；并且
其中选自由丁酰甘氨酸、乙基丙二酸盐、丁酰肉碱、甲基琥珀酸盐及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示SCAD缺乏症；并且
其中选自由顺-尿刊酸盐、反-尿刊酸盐、咪唑丙酸盐及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示尿刊酸酶缺乏症；并且
其中选自由3-羟异丁酸盐、异丁酰甘氨酸及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示3-羟异丁酰-CoA水解酶缺乏症；并且
其中选自由草酸盐、甘醇酸盐及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示高草酸尿症；并且
其中选自由十六烷二酸盐(C16)、二十二烷二酸盐、二十烷二酸盐、十八烷二酸盐(C18)、十二烷二酸盐(C12)、2-氨基辛酸盐、2-氨基庚酸盐、α-羟异己酸盐、异戊酸盐(C5)、癸酰肉碱(C10)、顺-4-癸烯酰肉碱、棕榈酰肉碱(C16)、油酰肉碱(C18)、月桂酰肉碱(C12)、肉豆蔻脑酰肉碱、肉豆蔻酰肉碱、甘油、3-羟肉豆蔻酸盐、2-羟基癸酸盐、3-羟月桂酸盐、3-羟癸二酸盐、3-羟辛酸盐、3-羟癸酸盐、壬酸盐(9:0)、己酸盐(6:0)及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示BBOX缺乏症。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中生成样品的小分子特征包括从样品提取多种小分子的至少一些分子，所述小分子特征包含关于所述样品中多种小分子的每一者存在或不存在及其水平的信息。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中基于鉴定的小分子子集的异常水平从数据库获得诊断信息，所述数据库包含使多种小分子的一种或多种小分子的异常水平与关于多种疾病和病症中每一者的疾病或病症的信息相关联的信息，所述获得诊断信息包括：
基于样品的小分子特征与参比小分子特征的比较而鉴定一条或多条异常生物化学途径，其中存储的诊断信息包括一条或多条异常生物化学途径的鉴定。
7.根据权利要求6所述的方法，其中基于样品的小分子特征与参比小分子特征的比较而鉴定一条或多条异常生物化学途径包括：
鉴定多条生物化学途径，每条生物化学途径与样品的生成的小分子特征中的一种或多种小分子相关联；
对于多条生物化学途径的每条途径，计算所述途径的生物化学距离并且将计算的生物化学距离与所述途径的生物化学距离的标准范围比较以及如果计算的生物化学距离落于标准范围外部，则鉴定所述生物化学途径为异常。
8.根据权利要求7所述的方法，其中如果一条生物化学途径与鉴定为异常的任何小分子相关联，则将所述生物化学途径鉴定为异常。
9.根据权利要求7所述的方法，其还包括显示关于鉴定为异常的途径的信息。
10.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中个体受试者针对多种疾病和病症的一者或多者有症状。
11.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中个体受试者针对多种疾病和病症无症状。
12.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中个体受试者是人类新生儿或人类婴儿。
13.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的存储的诊断信息包括对至少一种疾病或病症的建议性诊断。
14.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的存储的诊断信息包括至少一个推荐的诊断试验或程序以证实疾病或病症的诊断的鉴定。
15.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中多种疾病和病症包括罕见疾病或罕见病症。
16.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中从个体受试者获得的样品具有小于100μL(0.100mL)的体积。
17.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中从个体受试者获得的样品具有在25μL和100μL(0.025mL和0.100mL)之间的体积。
18.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中样品的小分子特征包括关于样品中存在的内源小分子和微生物小分子的信息。
19.根据权利要求18所述的方法，其中样品的小分子特征还包括关于样品中存在的异型生物质小分子的信息。
20.根据权利要求18所述的方法，其中样品的小分子特征还包括关于样品中存在的膳食小分子的信息。
21.根据权利要求20所述的方法，其中样品的小分子特征还包括关于样品中存在的异型生物质小分子的信息。
22.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的方法，其还包括显示信息，所述信息代表与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的一条或多条生物化学途径。
23.根据权利要求22所述的方法，其中显示代表与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的一条或多条生物化学途径的信息包括：
显示代表与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的超级途径的信息；并且
显示代表与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的子途径的信息。
24.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其还包括显示与多种小分子相关联的多条途径的图示和多条途径中哪条途径与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的图形标识。
25.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包含具名的生物化学物。
26.根据权利要求25所述的方法，其还包括针对具有异常水平的鉴定的小分子子集中每种具名的生物化学物显示代表与该具名的生物化学物相关联的生物化学途径的信息。
27.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其还包括存储含有与多种小分子相关联的多条途径的图示和多条途径中哪条途径与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的图形标识的数据。
28.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其还包括显示具有异常水平的鉴定的小分子子集的图示。
29.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其还包括存储含有具有异常水平的鉴定的小分子子集的图示的数据。
30.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中样品中小分子的异常水平包括在参比小分子特征中存在并且从源于个体受试者的样品的小分子特征中缺少的小分子。
31.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中样品中小分子的异常水平包括在源于个体受试者的样品的小分子特征中存在并且在参比小分子特征中罕见的小分子。
32.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中生成来自个体受试者的样品的小分子特征包括：
在实验运行期间从源自个体受试者的样品生成实验数据；和
在实验运行期间从至少一份锚点样品生成实验数据。
33.根据权利要求32所述的方法，其中至少一份锚点样品包括来自多个受试者的样品的汇集等分试样。
34.根据权利要求33所述的方法，其中每种小分子的参比水平的标准范围基于从源自多个受试者的样品生成的小分子特征的统计分析。
35.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中每种小分子的参考水平的标准范围基于从源自多个参比受试者的样品生成的小分子特征的统计分析。
36.根据权利要求35所述的方法，其中每种小分子的参比水平的标准范围基于从源自多个参比受试者的样品生成的小分子特征的统计分析中的四分位距。
37.根据权利要求36所述的方法，其中每种小分子的参比水平的标准范围基于从源自多个参比受试者的样品生成的小分子特征的统计分析中的标准评分(Z-评分)范围。
38.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其还包括：
从多个参比受试者中的每个参比受试者获得参比样品；
针对每份参比样品生成参比样品的小分子特征，所述小分子特征包含每份参比样品的关于参比样品中多种小分子的每一者存在或不存在及其水平的信息；和
统计分析多个参比受试者的小分子特征以确定多种小分子的每一者的水平的标准范围，从而生成参比小分子特征。
39.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中来自个体受试者的样品包括血液、血浆或血清。
40.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中来自个体受试者的样品包括尿。
41.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中来自个体受试者的样品包括血液、血浆、血清、皮肤、表皮组织、脂肪组织、主动脉组织、肝组织、尿、脑脊液、沟液或细胞样品。
42.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中多种小分子包括至少200种小分子。
43.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中多种小分子包括至少500种小分子。
44.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中多种小分子包括在500种和1300种之间的小分子。
45.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中多种小分子包括在500种和25,000种之间的小分子。
46.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中多种疾病和病症包括以下疾病和病症的两种以上：3-甲基巴豆酰CoA羧化酶缺乏症、精氨琥珀酸裂合酶缺乏症、腺苷脱氨酶缺乏症、精氨酸血症、生物素酶缺乏症、钴胺素缺乏症(Cbl)、Cbl A、Cbl C、瓜氨酸血症、肉碱棕榈酰转移酶2缺乏症(CPTII)、胱氨酸病、二氢嘧啶脱氢酶缺乏症、戊二酸尿症、3-羟-3-甲基戊二酸尿症(HMG CoA裂合酶缺乏症)、羧化全酶症、同型胱氨酸尿症、赖氨酸尿性蛋白不耐症、异戊酸血症、中链酰基CoA脱氢酶缺乏症、甲基丙二酸血症、钼辅因子或亚硫酸盐氧化酶缺乏症、枫糖尿症、鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏症、丙酸血症、苯丙酮尿症(PKU)、琥珀酸半醛脱氢酶缺乏症、琥珀酰裂合酶缺乏症、胸苷磷酸化酶缺乏症、三甲基赖氨酸羟化酶ε缺乏症、酪氨酸血症、极长链酰基CoA脱氢酶缺乏症、黄嘌呤尿症、X连锁型肌酸转运蛋白症、肌氨酸血症、柠檬酸转运蛋白缺乏症、丙酮酸脱氢酶缺乏症、高鸟氨酸血症-同型瓜氨酸血症-高血氨症、芳族氨基酸脱羧酶缺乏症、Smith-Lemli-Opitz综合征、原发性肉碱缺乏症、希特林蛋白缺乏症、ABAT缺乏症、GLUT1缺乏症、MGA、SCAD缺乏症、尿刊酸酶缺乏症、3-羟异丁酰-CoA水解酶缺乏症、高草酸尿症、BBOX缺乏症、醋氨酚所致毒性、糖尿病和肝功能障碍。
47.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中多种疾病和病症包括以下疾病和病症的五种以上：3-甲基巴豆酰CoA羧化酶缺乏症、精氨琥珀酸裂合酶缺乏症、腺苷脱氨酶缺乏症、精氨酸血症、生物素酶缺乏症、钴胺素缺乏症(Cbl)、Cbl A、Cbl C、瓜氨酸血症、肉碱棕榈酰转移酶2缺乏症(CPTII)、胱氨酸病、二氢嘧啶脱氢酶缺乏症、戊二酸尿症、3-羟-3-甲基戊二酸尿症(HMG CoA裂合酶缺乏症)、羧化全酶症、同型胱氨酸尿症、异戊酸血症、赖氨酸尿性蛋白不耐症、中链酰基CoA脱氢酶缺乏症、甲基丙二酸血症、钼辅因子或亚硫酸盐氧化酶缺乏症、枫糖尿症、鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏症、丙酸血症、苯丙酮尿症(PKU)、琥珀酸半醛脱氢酶缺乏症、琥珀酰裂合酶缺乏症、胸苷磷酸化酶缺乏症、三甲基赖氨酸羟化酶ε缺乏症、酪氨酸血症、极长链酰基CoA脱氢酶缺乏症、黄嘌呤尿症、X连锁肌酸转运蛋白症、肌氨酸血症、柠檬酸转运蛋白缺乏症、丙酮酸脱氢酶缺乏症、高鸟氨酸血症-同型瓜氨酸血症-高血氨症、芳族氨基酸脱羧酶缺乏症、Smith-Lemli-Opitz综合征、原发性肉碱缺乏症、希特林蛋白缺乏症、ABAT缺乏症、GLUT1缺乏症、MGA、SCAD缺乏症、尿刊酸酶缺乏症、3-羟异丁酰-CoA水解酶缺乏症、高草酸尿症、BBOX缺乏症、醋氨酚所致毒性、糖尿病和肝功能障碍。
48.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中多种疾病和病症包括以下疾病和病症的十种以上：3-甲基巴豆酰CoA羧化酶缺乏症、精氨琥珀酸裂合酶缺乏症、腺苷脱氨酶缺乏症、精氨酸血症、生物素酶缺乏症、钴胺素缺乏症(Cbl)、Cbl A、Cbl C、瓜氨酸血症、肉碱棕榈酰转移酶2缺乏症(CPTII)、胱氨酸病、二氢嘧啶脱氢酶缺乏症、戊二酸尿症、3-羟-3-甲基戊二酸尿症(HMG CoA裂合酶缺乏症)、羧化全酶症、同型胱氨酸尿症、异戊酸血症、赖氨酸尿性蛋白不耐症、中链酰基CoA脱氢酶缺乏症、甲基丙二酸血症、钼辅因子或亚硫酸盐氧化酶缺乏症、枫糖尿症、鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏症、丙酸血症、苯丙酮尿症(PKU)、琥珀酸半醛脱氢酶缺乏症、琥珀酰裂合酶缺乏症、胸苷磷酸化酶缺乏症、三甲基赖氨酸羟化酶ε缺乏症、酪氨酸血症、极长链酰基CoA脱氢酶缺乏症、黄嘌呤尿症、X连锁肌酸转运蛋白症、肌氨酸血症、柠檬酸转运蛋白缺乏症、丙酮酸脱氢酶缺乏症、高鸟氨酸血症-同型瓜氨酸血症-高血氨症、芳族氨基酸脱羧酶缺乏症、Smith-Lemli-Opitz综合征、原发性肉碱缺乏症、希特林蛋白缺乏症、ABAT缺乏症、GLUT1缺乏症、MGA、SCAD缺乏症、尿刊酸酶缺乏症、3-羟异丁酰-CoA水解酶缺乏症、高草酸尿症、BBOX缺乏症、醋氨酚所致毒性、糖尿病和肝功能障碍。
49.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中存储的诊断信息包括与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的病症的鉴定。
50.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是3-甲基巴豆酰CoA羧化酶缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由3-甲基巴豆酰甘氨酸、β-羟异戊酸盐、β-羟异戊酰肉碱、戊二酰肉碱(C5)、3-甲基巴豆酰甘氨酸、己二酸盐、戊二酸盐、十八烷二酸盐(C18)、十六烷二酸盐(C16)、十四烷二酸盐(C14)、十二烷二酸盐(C12)、异戊酸盐、亮氨酸、异戊酰甘氨酸、α-羟异戊酸盐、琥珀酰肉碱、3-甲基戊二酰肉碱、异戊酰肉碱、丙氨酰丙氨酸、焦谷氨酰缬氨酸、X-12007、X-12814、乙基丙二酸盐、N-乙酰亮氨酸及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
51.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是腺苷脱氨酶缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由脱氧腺苷、S-腺苷酰同型半胱氨酸、2'-脱氧肌苷、腺嘌呤、N2-甲基鸟苷、2'-脱氧鸟苷、尿酸盐、N1-甲基腺苷、腺苷、尿囊素、黄嘌呤、鸟苷、次黄嘌呤、N2,N2-二甲基鸟苷、7-甲基鸟苷及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
52.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是精氨琥珀酸裂合酶缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由精氨琥珀酸盐、N-δ-乙酰鸟氨酸、山梨糖、果糖、瓜氨酸、甲基-4-羟基苯甲酸盐、尿嘧啶、精氨酸、天冬氨酸盐、异亮氨酰天冬氨酸盐、鸟氨酸、尿苷、同型瓜氨酸、乳清酸盐、同型精氨酸、O-磺基-L-酪氨酸、棕榈酰鞘磷脂、X-13507、X-15245、X-15664、X-15454及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
53.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是精氨酸血症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由精氨酸、4-胍基丁酸盐、同型精氨酸、N-乙酰精氨酸、鸟氨酸、脲、同型瓜氨酸、尿嘧啶、天冬氨酸盐、精氨琥珀酸盐、脯氨酸、乳清酸盐、肌酐、尿苷、3-脲基丙酸盐、肌酸、甜菜碱、亮氨酸、异亮氨酸、γ-谷氨酰亮氨酸、X-12339、X-12681及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
54.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是生物素酶缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由木糖醇、生物素、3-甲基巴豆酰甘氨酸、丙酰肉碱(C3)及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
55.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是Cbl(钴胺素缺乏症)，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由甲基丙二酸、同型半胱氨酸、2-甲基柠檬酸盐、胱硫醚、2-甲基丙二酰肉碱、丙酰肉碱、X-12749及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
56.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是Cbl A，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由甲基丙二酸、同型半胱氨酸、2-甲基柠檬酸盐、胱硫醚、2-甲基丙二酰肉碱、甲基巴豆酰肉碱、2-甲基丁酰肉碱、丙酰基肉碱、X-12749及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
57.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是Cbl C，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由甲基丙二酸、同型半胱氨酸、2-甲基柠檬酸盐、胱硫醚、2-甲基丙二酰肉碱、丙酰肉碱、X-12749、X-17677及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
58.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是瓜氨酸血症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由瓜氨酸、精氨琥珀酸、同型瓜氨酸、3-脲基丙酸盐、N-乙酰丙氨酸、苯乙酸盐、苯乙酰谷氨酰胺、4-脲基丁酸盐、N-氨甲酰天冬氨酸盐、胍乙酸盐、脲、4-胍基丁酸盐、N-乙酰精氨酸、马尿酸盐、鸟氨酸、2-甲基马尿酸盐、苯乙酰甘氨酸、4-苯基丁酸盐、肌酐、乳清酸盐、3,4-二羟苯乙酸盐、同型精氨酸、胍基琥珀酸盐、γ-谷氨酰苯丙氨酸、γ-谷氨酰异亮氨酸、色氨酸、1,5-失水葡萄糖醇(1,5-AG)、N-乙酰-瓜氨酸、X-12681、X-19684、X-20598、X-18446、X-20588及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
59.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是肉碱棕榈酰转移酶2缺乏症(CPTII)，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由肉碱、酰基肉碱、N-辛酰甘氨酸(C8酯)、癸二酸盐(C8)、癸酸盐(C10)、辛酸盐(C8)、辛酰肉碱、己酰肉碱及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
60.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是胱氨酸病，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由半胱氨酸、cys-gly(氧化型)、1,5-失水葡萄糖醇(1,5-AG)、甘氨胆烯酸硫酸盐、4-乙酰苯酚硫酸盐、甲酚葡糖苷酸、赤藓糖醇、香草基扁桃酸盐、N2,N2-二甲基-鸟苷、苯乙酰谷氨酰胺、X-12846、X-12303、X-19145、X-12216、X-17717、X-15667、X-12119、X-11315、X-12731、X-12705、X-17685、X-18371及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
61.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是二氢嘧啶脱氢酶缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由尿嘧啶、胸腺嘧啶、胞苷、5,6-二氢尿嘧啶、4-脲基丁酸盐、3-脲基丙酸盐、尿苷、乳清酸盐、N-氨甲酰天冬氨酸盐及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
62.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是戊二酸尿症1型，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由戊二酸盐、戊二酰肉碱(C5)、3-羟戊二酸盐、戊烯二酸盐、3-甲基戊二酰肉碱、2-氨基己二酸盐、X-12364、X-15674及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
63.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是胍乙酸甲基转移酶(GAMT)缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由肌酸、3-(4-羟苯基)乳酸盐、1,3-二棕榈酰甘油、胍乙酸盐、肌酐、半胱氨酸s-硫酸盐、X-19602、X-12906、X-13007、X-10458及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
64.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是3-羟-3-甲基戊二酸尿症(HMG CoA裂合酶缺乏症)，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由3-甲基戊二酰肉碱(C6)、β-羟异戊酸盐、β-羟异戊酰肉碱、戊二酰肉碱(C5)、精氨酰脯氨酸、1-硬脂酰甘油磷脂酰乙醇胺、邻甲酚硫酸盐、3-甲基巴豆酰甘氨酸、己二酸盐、戊二酸盐、十八烷二酸盐(C18)、十六烷二酸盐(C16)、十四烷二酸盐(C14)、十二烷二酸盐(C12)、异戊酸盐、乙酰肉碱、棕榈酰肉碱、己酰肉碱、肉豆蔻酰肉碱、己烯二酰肉碱、X-17715、X-12741、X-16134、X-10593、X-12688及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
65.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是羧化全酶合成酶缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由β-羟异戊酸盐、3-甲基巴豆酰甘氨酸、β-羟异戊酰肉碱(C5)、丙酰甘氨酸(C3)、3-羟丙酸盐、甲基巴豆酰甘氨酸、琥珀酰肉碱、2-甲基柠檬酸盐、3-羟异丁酸盐、乳酸盐、3-羟-2-乙基丙酸盐、异丁酰甘氨酸、α-羟异戊酰肉碱、3-甲基-2-氧代丁酸盐、3-甲基-2-氧代戊酸盐、3-羟-2-甲基丁酸盐、4-甲基-2-氧代戊酸盐、丙二酰肉碱、α-羟异戊酸盐、2-羟-3-甲基戊酸盐、丙酰肉碱、甲基巴豆酰肉碱、异戊酰肉碱、羟丁酰肉碱、琥珀酸盐、2-甲基丙二酰肉碱、α-羟异己酸盐、生物素及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
66.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是同型胱氨酸尿症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由同型半胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、其他氨基酸、γ-谷氨酰甲硫氨酸、5-甲基硫代腺苷(MTA)、S-腺苷酰同型半胱氨酸(SAH)、N1-甲基腺苷、甘氨酰脯氨酸、1-二十碳烯酰甘油磷脂酰乙醇胺(20:1n9)、1-甲基烟酰胺、N-乙酰-天冬氨酰-谷氨酸盐(NAAG)、吡哆醛、2-羟异丁酸盐、Acisoga、肌肽、3-甲氧基酪氨酸、2-羟基癸酸盐、δ-生育酚、α-CEHC(2,5,7,8-四甲基-2-(2'-羧乙基)-6-羟色满)硫酸盐)、N-乙酰色氨酸、腺嘌呤、皮质醇、X-19350、X-18965、X-15649、X-17303、X-18897、X-11564、X-18891、X-12748、X-18918、X-18905、X-18606、X-16574、X-18895、X-18907、X-19455、X-18909、X-19574、X-12110、X-20676、X-11360、X-18920及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
67.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是异戊酸血症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由异戊酸盐(C5)、异戊酰甘氨酸、异戊酰肉碱(C5)、戊酸盐；戊酰肉碱、β-羟异戊酸盐、苯基肉碱、β-羟丁酸盐、3-甲基巴豆酰甘氨酸、α-羟丁酸盐、X-16577、X-14331及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
68.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是赖氨酸尿性蛋白不耐症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由鸟氨酸、精氨酸、赖氨酸、天冬酰胺、N6-乙酰赖氨酸、谷氨酰胺、N2-乙酰赖氨酸、N-乙酰精氨酸、γ-谷氨酰谷氨酰胺、脯氨酸、S-甲基半胱氨酸、2-羟基癸酸盐、1-甲基咪唑乙酸盐、2-氨基庚酸盐、3-甲基戊二酰肉碱、戊二酰肉碱、N6-三甲基赖氨酸、5-(半乳糖基羟基)-L-赖氨酸、X-15636、17654、X-12193、X-12425及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
69.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是中链酰基CoA脱氢酶缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由酰基肉碱、肉碱、有机酸、N-辛酰甘氨酸、己酸盐(6:0)、辛酸盐(8:0)、庚酸盐(7:0)、十二烷二酸盐、癸酰肉碱、N-棕榈酰牛磺酸、壬酸盐(9:0)、脱氧肉碱、O-甲基儿茶酚硫酸盐、1-硬脂酰甘油磷酸胆碱(18:0)、1-十七烷酰甘油磷酸胆碱(17:0)、1-二十二碳五烯酰甘油磷酸胆碱(22:5n3)、4-辛烯二酸盐、己二酸盐、庚酰甘氨酸、3-甲基己二酸盐、2-羟戊二酸盐、α-CEHC(2,5,7,8-四甲基-2-(2'-羧乙基)-6-羟色满)硫酸盐、X-11521(可能的经验式：C15H27NO4和结构：2-辛烯酰肉碱)、X-15646、X-12802、X-11478、X-11440(可能是羟孕烯-二醇二硫酸盐或孕烯醇酮-二醇二硫酸盐)、X-15486、X-18913、甲基己酰谷氨酰胺、X-13837、X-18946、X-11861、X-18888、X-18922、X-17438、X-18916、X-16674、X-12824及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
70.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是甲基丙二酸血症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由甲基丙二酸盐、甲基丙二酰CoA、2-甲基丙二酰肉碱、丙酰基肉碱(C3)、甲基巴豆酰肉碱、2-甲基丁酰肉碱(C5)、2-甲基柠檬酸盐、琥珀酰肉碱、丙酰甘氨酸、3-羟丙酸盐、戊酰肉碱、异戊酰肉碱、琥珀酸盐、甲基巴豆酰甘氨酸、β-羟异戊酰肉碱、β-羟异戊酸盐、异丁酰肉碱、3-羟-2-乙基丙酸盐、丁酰肉碱、3-甲基戊二酰肉碱、甲基琥珀酸盐、3-甲基-2-氧代戊酸盐、3-甲基-2-氧代丁酸盐、X-12749、X-17564、X-12114及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
71.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是钼辅因子或亚硫酸盐氧化酶缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由黄嘌呤、S-硫胱氨酸、硫代硫酸盐、5-HETE、白三烯B4、13-HODE+9-HODE、12-HETE、尿酸盐及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
72.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是枫糖尿病，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、2-羟-3-甲基戊酸盐、α-羟异戊酸盐、异戊酰肉碱、2-氨基庚酸盐、4-甲基-2-氧代戊酸盐、1-亚麻酰甘油磷酸胆碱(18:3n3)、2-亚麻酰甘油磷酸胆碱(18:3n3)、1-肉豆蔻酰甘油磷酸胆碱(14:0)、2-肉豆蔻酰甘油磷酸胆碱、5α-雄烷-3α,17β-二醇二硫酸盐、缬氨酸、3-甲基-2-氧代丁酸盐、异戊酸盐、异丁酰肉碱、3-羟异丁酸盐、2-甲基丁酰肉碱、β-羟异戊酰肉碱、别-异亮氨酸、3-甲基-2-氧代戊酸盐、β-羟异戊酸盐、琥珀酸盐、乙酰肉碱、2-甲基柠檬酸盐、甲基巴豆酰甘氨酸、甲基巴豆酰肉碱、羟丁酰肉碱、α-羟异己酸盐、X-13581、X-17690、X-13689(葡糖苷酸缀合物)及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
73.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由乳清酸盐、瓜氨酸、精氨酸、苯乙酰谷氨酰胺、鳁油酸(18:4n3)、3-脲基丙酸盐、2-甲基马尿酸盐、2-羟苯乙酸盐、苯基肉碱、马尿酸盐、苯丙酰甘氨酸、苯甲酸盐、甲基-4-羟基苯甲酸盐、4-苯基丁酸盐、2-戊酰氨基-3-苯基丙酸、苯乙酸盐、苯乙酰甘氨酸、反-4-羟脯氨酸、pro-羟-pro、脲、苯基乳酸盐(PLA)、胍基琥珀酸盐、鸟氨酸、X-20598、X-20588及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
74.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是丙酸血症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由丙酸盐、丙酰甘氨酸(C3)、2-甲基柠檬酸盐、3-羟丙酸盐、丙酰肉碱(C3)、1-十五烷酰甘油磷酸胆碱(15:0)、甲基巴豆酰甘氨酸、琥珀酰肉碱、戊二酰肉碱(C5)、3-甲基戊二酰肉碱(C6)、甲基巴豆酰肉碱、丁酰肉碱、2-甲基丙二酰肉碱、β-羟异戊酸盐、X-12819及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
75.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是苯丙酮尿症(PKU)，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由苯丙氨酸、γ-谷氨酰苯丙氨酸、苯基乳酸盐、N-乙酰苯丙氨酸、苯基丙酮酸盐、γ-谷氨酰酪氨酸、3-甲氧基酪氨酸、4-羟苯基丙酮酸盐、对甲酚硫酸盐、邻苯二酚硫酸盐、苯乙酰谷氨酰胺、苯丙氨酰精氨酸、缬氨酰苯丙氨酸、组氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰丝氨酸、亮氨酰苯丙氨酸、苏氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰丙氨酸、苯丙氨酰甘氨酸、苯丙氨酰谷氨酸盐、苯丙氨酰苯丙氨酸、天冬氨酰苯丙氨酸、色氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰异亮氨酸、甘氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰亮氨酸、苯丙氨酰天冬氨酸盐、邻甲酚硫酸盐、苯乙酰甘氨酸、X-16283、X-15497及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
76.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是琥珀酸半醛脱氢酶缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由γ-氨基丁酸盐(GABA)、琥珀酰亚胺及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
77.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是琥珀酰腺苷裂合酶缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自N6-琥珀酰腺苷、黄苷、2'-脱氧鸟苷、2'-脱氧肌苷、腺嘌呤及其组合的一种或多种代谢物。
78.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的疾病是胸苷磷酸化酶缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包含选自由胸苷、2'-脱氧尿苷、5,6-二氢胸腺嘧啶、5-甲基尿苷(胸腺嘧啶核糖核苷)；马尿酸盐、2-亚油酰甘油磷酸胆碱、4-甲基儿茶酚硫酸盐、1-花生四烯酰甘油磷酸胆碱(20:0)、牛磺石胆酸3-硫酸盐、甘氨石胆酸硫酸盐、咪唑丙酸盐、X-13862、X-19330、X-20620、X-12170及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
79.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是三甲基羟化酶ε缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由N-6-三甲基赖氨酸、1-花生四烯酰甘油磷酸盐、X-16574、X-12822、X-15136及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
80.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是酪氨酸血症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由酪氨酸、3-(4-羟苯基)乳酸盐、4-羟苯基丙酮酸盐、3-(3-羟苯基)丙酸盐、4-羟苯乙酸盐、苯基乳酸盐(PLA)、X-13581及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
81.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是极长链酰基CoA脱氢酶缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由肉豆蔻酰肉碱、硬脂酰肉碱(C18)、棕榈酰肉碱(C16)、油酰肉碱(C18)、肉豆蔻脑酸盐(14:1n5)、亚油酰肉碱、9-甲基尿酸、木酮糖、花生四烯酸盐(20:4n6)、二十二碳六烯酸盐(DHA；22:6n3)、二十碳五烯酸(EPA)、5,8-十四碳二烯酸、1-二十二碳六烯酰-GPC(22:6；DHA-GPC)、X-18739(2-十四碳烯酰肉碱的可能异构体)及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
82.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是黄嘌呤尿症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由黄嘌呤、尿酸盐、肌酸、次黄嘌呤、黄苷、2'-脱氧肌苷、肌苷、N2-甲基鸟苷、肌酐及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
83.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是X连锁型肌酸转运蛋白症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由甘氨酰亮氨酸、2-羟辛酸盐、1,6-脱水葡萄糖、肌酸、X-11483、X-18943、X-17422、X-17761、X-17335及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
84.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是氨基酸代谢和转运病，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由N-乙酰丙氨酸、天冬氨酸盐、戊二酸盐、戊二酰肉碱(C5)、3-羟戊二酸盐、戊烯二酸盐、苯丙氨酸、N-乙酰苯丙氨酸、苯基丙酮酸盐、苯基乳酸盐(PLA)、苯乙酸盐、苯乙酰甘氨酸、苯乙酰谷氨酰胺、4-羟苯基丙酮酸盐、3-(4-羟苯基)乳酸盐、对甲酚硫酸盐、邻甲酚硫酸盐、3-甲氧基酪氨酸、亮氨酸、4-甲基-2-氧代戊酸盐、异戊酸盐、异戊酰甘氨酸、异戊酰肉碱(C5)、3-甲基巴豆酰甘氨酸、β-羟异戊酸盐、β-羟异戊酰肉碱、3-甲基戊二酰肉碱(C6)、α-羟异戊酸盐、异亮氨酸、别-异亮氨酸、3-甲基-2-氧代戊酸盐、2-甲基丁酰肉碱(C5)、甲基巴豆酰肉碱、甲基巴豆酰甘氨酸、2-羟-3-甲基戊酸盐、3-羟-2-乙基丙酸盐、缬氨酸、3-甲基-2-氧代丁酸盐、异丁酰肉碱、3-羟异丁酸盐、α-羟异己酸盐、同型半胱氨酸、胱硫醚、精氨酸、脲、鸟氨酸、脯氨酸、瓜氨酸、精氨琥珀酸盐、同型精氨酸、同型瓜氨酸、N-乙酰精氨酸、N-δ-乙酰鸟氨酸、反-4-羟脯氨酸、pro-羟-pro、肌酸、肌酐、4-胍基丁酸盐、胍基琥珀酸盐、γ-谷氨酰苯丙氨酸、γ-谷氨酰酪氨酸、丙氨酰丙氨酸、精氨酰脯氨酸、天冬氨酰苯丙氨酸、甘氨酰苯丙氨酸、组氨酰苯丙氨酸、异亮氨酰天冬氨酸盐、亮氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰丙氨酸、苯丙氨酰精氨酸、苯丙氨酰天冬氨酸盐、苯丙氨酰谷氨酸盐、苯丙氨酰甘氨酸、苯丙氨酰异亮氨酸、苯丙氨酰亮氨酸、苯丙氨酰苯丙氨酸、苯丙氨酰丝氨酸、焦谷氨酰缬氨酸、苏氨酰苯丙氨酸、色氨酰苯丙氨酸、缬氨酰苯丙氨酸、果糖、山梨糖、琥珀酰肉碱、琥珀酸盐、2-甲基柠檬酸盐、戊酸盐、鳁油酸(18:4n3)、己二酸盐、十二烷二酸盐(C12)、十四烷二酸盐(C14)、十六烷二酸盐(C16)、十八烷二酸盐(C18)、2-氨基庚酸盐、2-亚麻酰甘油磷酸胆碱(18:3n3)、2-甲基丙二酰肉碱、丁酰肉碱、丙酰肉碱(C3)、丙酰甘氨酸(C3)、甲基丙二酰CoA、甲基丙二酸、乙酰肉碱、羟丁酰肉碱、戊酰肉碱、己酰肉碱、肉豆蔻酰肉碱、棕榈酰肉碱(C16)、己烯二酰肉碱、3-羟丙酸盐、1-肉豆蔻酰甘油磷酸胆碱(14:0)、2-肉豆蔻酰甘油磷酸胆碱、1-十五烷酰甘油磷酸胆碱(15:0)、1-亚麻酰甘油磷酸胆碱(18:3n3)、1-硬脂酰甘油磷脂酰乙醇胺、1,3-二棕榈酰甘油、5α-雄烷-3α,17β-二醇二硫酸盐、乳清酸盐、尿苷、尿嘧啶、3-脲基丙酸盐、马尿酸盐、邻苯二酚硫酸盐、苯基肉碱、丙酸盐、5-羟色氨酸、5-甲基硫代腺苷(MTA)、β-丙氨酸、二甲基精氨酸(SDMA+ADMA)、谷氨酰胺、N-乙酰天冬氨酸盐(NAA)、N-乙酰-β-丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、2-吡咯烷酮、γ-谷氨酰亮氨酸、O-磺基-L-酪氨酸、棕榈酰鞘磷脂、γ-谷氨酰异亮氨酸、半胱氨酸s-硫酸盐、2-氨基己二酸盐、苯乙酰谷氨酰胺、3,4-二羟苯乙酸盐、苯丙酰甘氨酸、2-戊酰氨基-3-苯基丙酸、2-羟苯乙酸盐、N-乙酰亮氨酸、甲基琥珀酸盐、乙基丙二酸盐、胍乙酸盐、β-羟丁酸盐、N-氨甲酰天冬氨酸盐、4-脲基丁酸盐、马尿酸盐、2-甲基马尿酸盐、苯甲酸盐、甲基-4-羟基苯甲酸盐、4-苯基丁酸盐及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
85.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是脂肪酸氧化病，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由木酮糖、己酸盐(6:0)、庚酸盐(7:0)、辛酸盐(C8)、壬酸盐(9:0)、癸酸盐(C10)、肉豆蔻脑酸盐(14:1n5)、二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸盐(DHA；22:6n3)、花生四烯酸盐(20:4n6)、辛二酸盐、癸二酸盐(C8)、十二烷二酸盐(C12)、己酰甘氨酸(C6)、N-辛酰甘氨酸、己酰肉碱、辛酰肉碱、癸酰肉碱、顺-4-癸烯酰肉碱、肉豆蔻酰肉碱、棕榈酰肉碱(C16)、硬脂酰肉碱(C18)、油酰肉碱(C18)、脱氧肉碱、肉碱、3-羟癸酸盐、5-羟己酸盐、N-棕榈酰牛磺酸、1-十七烷酰甘油磷酸胆碱(17:0)、1-硬脂酰甘油磷酸胆碱(18:0)、1-二十二碳五烯酰甘油磷酸胆碱(22:5n3)、9-甲基尿酸、α-CEHC(2,5,7,8-四甲基-2-(2'-羧乙基)-6-羟色满)硫酸盐、O-甲基儿茶酚硫酸盐、5,8-十四碳二烯酸盐、甲基己酰谷氨酰胺、7-脱氢胆甾醇、胆甾烷醇、N6-三甲基赖氨酸、丁酰甘氨酸、1-二十二碳六烯酰-GPC(22:6DHA-GPC)、2-羟戊二酸盐、3-甲基己二酸盐、4-辛烯二酸盐、庚酰甘氨酸及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
86.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是醋氨酚所致毒性，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由2-羟醋氨酚硫酸盐、2-甲氧基醋氨酚硫酸盐、3-(半胱氨酸-S-基)醋氨酚、4-醋氨酚硫酸盐、4-乙酰氨基酚、对乙酰氨基苯基葡糖醛酸、甘氨猪胆酸盐、甘氨鹅脱氧胆酸盐、牛磺胆酸盐、牛磺鹅脱氧胆酸盐、谷胱甘肽及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
87.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是糖尿病，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由1,5-失水葡萄糖醇(1,5-AG)、2-羟丁酸盐(AHB)、3-羟丁酸盐、葡萄糖、甘氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
88.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是肝功能障碍，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由甘氨胆酸盐、甘氨鹅脱氧胆酸盐、牛磺胆酸盐、牛磺鹅脱氧胆酸盐及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
89.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是肌氨酸血症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由二甲基甘氨酸、甜菜碱、胆碱、甘氨酸、肌氨酸及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
90.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是柠檬酸转运蛋白缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由α-酮戊二酸盐、琥珀酸盐、延胡索酸盐、苹果酸盐、谷氨酸盐、柠檬酸盐及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
91.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是高鸟氨酸血症-同型瓜氨酸血症-高血氨症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由尿嘧啶、3-脲基丙酸盐、乳清酸盐、谷氨酰胺、N-乙酰-β-丙氨酸、尿苷、N-乙酰天冬氨酸盐(NAA)、二甲基精氨酸(SDMA+ADMA)、5-甲基硫代腺苷(MTA)、β-丙氨酸、4-脲基丁酸盐、同型瓜氨酸、鸟氨酸及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
92.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是芳族氨基酸脱羧酶缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、3-甲氧基酪氨酸、5-羟色氨酸、L-多巴、高香草酸盐、5-羟吲哚乙酸盐、香草酸及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
93.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是Smith-Lemli-Opitz综合征，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由胆甾烷醇、7-脱氢胆甾醇及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
94.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是原发性肉碱缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由N6-三甲基赖氨酸、肉碱及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
95.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是希特林蛋白缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由乳清酸盐、瓜氨酸及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
96.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是ABAT缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由2-吡咯烷酮、GABA及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
97.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是GLUT1缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由果糖、甘露糖、脯氨酰羟脯氨酸、羟脯氨酸、甘氨酰脯氨酸、N-乙酰神经氨糖酸、二甲基精氨酸(ADMA+SDMA)、谷氨酰胺、γ-谷氨酰谷氨酰胺、N-乙酰-天冬氨酰-谷氨酸盐(NAAG)、N-乙酰谷氨酰胺、乙基丙二酸盐、肌酸、葡萄糖及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
98.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是MGA，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由3-甲基戊二酰肉碱、3-甲基戊烯二酸、3-甲基戊二酸及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
99.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是SCAD缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由丁酰甘氨酸、乙基丙二酸盐、丁酰肉碱、甲基琥珀酸盐及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
100.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是尿刊酸酶缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由顺-尿刊酸盐、反-尿刊酸盐、咪唑丙酸盐及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
101.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是3-羟异丁酰-CoA水解酶缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由3-羟异丁酸盐、异丁酰甘氨酸及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
102.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是高草酸尿症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由草酸盐、甘醇酸盐及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
103.根据权利要求49所述的方法，其中鉴定的病症是BBOX缺乏症，并且其中具有异常水平的鉴定的小分子子集包括选自由十六烷二酸盐(C16)、二十二烷二酸盐、二十烷二酸盐、十八烷二酸盐(C18)、十二烷二酸盐(C12)、2-氨基辛酸盐、2-氨基庚酸盐、α-羟异己酸盐、异戊酸盐(C5)、癸酰肉碱(C10)、顺-4-癸烯酰肉碱、棕榈酰肉碱(C16)、油酰肉碱(C18)、月桂酰肉碱(C12)、肉豆蔻脑酰肉碱、肉豆蔻酰肉碱、甘油、3-羟肉豆蔻酸盐、2-羟基癸酸盐、3-羟月桂酸盐、3-羟癸二酸盐、3-羟辛酸盐、3-羟癸酸盐、壬酸盐(9:0)、己酸盐(6:0)及其组合组成的组的一种或多种代谢物。
104.一种针对发展多种疾病或病症中的疾病或病症的风险升高来筛查个体受试者的方法：
从个体受试者获得样品；
生成样品的小分子特征，所述小分子特征包含关于样品中多种小分子的每一者存在或不存在及其水平的信息；
将样品的小分子特征与包含多种小分子的每一者的水平的标准范围的参比小分子特征比较，以确定多种小分子的任一者是否在样品中具有异常水平，样品中小分子的异常水平是落在小分子的标准范围外部的水平；
对于样品中具有多种小分子的任一者的异常水平的小分子特征，鉴定在样品中分别具有异常水平的小分子的子集，使用在计算装置的处理器上执行的分析设施实施比较和鉴定；
对于样品中具有多种小分子的任一者的异常水平的小分子特征，基于鉴定的小分子子集的异常水平从数据库获得诊断信息，所述数据库包含使多种小分子的一种或多种小分子的异常水平与关于多种疾病和病症中每一者的疾病或病症的信息相关联的信息；并且
对于样品中具有多种小分子的任一者的异常水平的小分子特征，存储获得的诊断信息，存储的诊断信息包括发展与具有异常水平的鉴定的小分子子集相关联的疾病或病症的风险增加的鉴定；并且
对于样品中不具有多种小分子的任一者的异常水平的小分子特征，存储表明未检出异常水平的信息；
从而，针对发展多种疾病或病症中的疾病或病症的风险升高来筛查个体受试者。
105.根据权利要求104所述的方法，其中多种疾病或病症包括醋氨酚过量用药和糖尿病。
106.根据权利要求104所述的方法，其中多种疾病或病症包括醋氨酚过量用药，并且其中选自由2-羟醋氨酚硫酸盐、2-甲氧基醋氨酚硫酸盐、2-(半胱氨酸-S-基)醋氨酚、4-醋氨酚硫酸盐、4-乙酰氨基酚、对乙酰氨基苯基葡糖苷酸及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平，和选自由甘氨猪胆酸盐、甘氨鹅脱氧胆酸盐、牛磺胆酸盐、牛磺鹅脱氧胆酸盐及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示醋氨酚过量用药的风险升高。
107.根据权利要求104所述的方法，其中多种疾病或病症包括糖尿病，并且其中选自由2-羟丁酸盐、3-羟丁酸盐、1,5-失水葡萄糖醇、甘氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示发展糖尿病的风险升高。
108.根据权利要求104所述的方法，其中多种疾病或病症包括肝病，并且其中选自由甘氨胆酸盐、甘氨鹅脱氧胆酸盐、牛磺胆酸盐、牛磺鹅脱氧胆酸盐及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示肝功能受损和发展肝病的风险升高。
109.根据权利要求104所述的方法，其中多种疾病或病症包括代谢性疾病并且其中选自由1,5-失水葡萄糖醇(1,5AG)、1-亚油酰甘油磷酸胆碱(18:2n6，LGCP)、2-羟丁酸盐(AHB)、3-羟丁酸盐(BHBA)、3-羟异丁酸盐、3-甲基-2-氧代丁酸盐、3-甲基-2-氧代戊酸盐、4-甲基-2-氧代戊酸盐、丙氨酸、果糖、葡萄糖、谷氨酸盐、甘氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、甘露糖、油酸盐(18:1n9)、棕榈酰肉碱、苯丙氨酸、丝氨酸、酪氨酸、缬氨酸及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示代谢性疾病风险。
110.根据权利要求104所述的方法，其中多种疾病或病症包括心血管功能障碍并且其中选自由腺苷、壬二酸盐、胆固醇、肌酐、十二烷二酸盐、十六烷二酸盐、组氨酸、十八烷二酸盐、苯丙氨酸、癸二酸盐、十四烷二酸盐、尿酸盐及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示心血管功能障碍风险。
111.根据权利要求104所述的方法，其中多种疾病或病症包括肾功能障碍并且其中选自由3-吲哚酚硫酸盐、3-甲基组氨酸、4-乙酰氨基丁酸盐、阿糖醇、C-糖基色氨酸、肌酐、赤藓糖醇、吲哚乙酸盐、犬尿氨酸、烯胆甾烷醇、肌醇、N2,N2-二甲基鸟苷、N-乙酰丙氨酸、N-乙酰丝氨酸、N-乙酰苏氨酸、N-甲酰甲硫氨酸、苯乙酰谷氨酰胺、假尿苷、琥珀酰肉碱、反-4-羟脯氨酸、色氨酸、脲及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示肾功能障碍的风险。
112.根据权利要求104所述的方法，其中多种疾病或病症包括肺功能障碍并且其中选自由羧-4-甲基-5-丙基-2-呋喃丙酸盐、3-苯基丙酸盐(氢化肉桂酸盐)、α-生育酚、天冬酰胺、苯甲酸盐、胆红素(Z,Z)、丁酰肉碱、γ-谷氨酰缬氨酸、甘油酸盐、甘氨酸、吲哚丙酸盐、N-乙酰甘氨酸、脯氨酸、假尿苷、吡哆酸盐、丝氨酸、琥珀酰肉碱、苏糖酸盐及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示肺功能障碍的风险。
113.根据权利要求104所述的方法，其中多种疾病或病症包括炎症并且其中选自由13-HODE+9-HODE、花生四烯酸盐(20:4n6)、皮质醇、二十二碳六烯酸盐(DHA，22:6n3)、二十碳五烯酸盐(EPA，20:5n3)、犬尿酸盐、犬尿氨酸、喹啉酸盐及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示炎症。
114.根据权利要求104所述的方法，其中多种疾病或病症包括激素的失衡并且其中选自由孕烯醇酮硫酸盐、21-羟孕烯醇酮单硫酸盐、21-羟孕烯醇酮二硫酸盐、5-孕烯-3b,17-二醇-20-酮3-硫酸盐、5α-孕烷-3β,20α-二醇单硫酸盐、5α-孕烷-3β,20α-二醇二硫酸盐、孕烷二醇-3-葡糖苷酸、皮质醇、皮质酮、11-脱氢皮质酮、可的松、硫酸脱氢表雄酮(DHEA-S)、3-16α-羟DHEA硫酸盐、表雄酮硫酸盐、雄酮硫酸盐、5α-雄烷-3α,17α-二醇单硫酸盐、5α-雄烷-3α,17α-二醇二硫酸盐、本胆烷醇酮葡糖苷酸、11-酮本胆烷醇酮葡糖苷酸、4-雄甾烯-3β,17β-二醇单硫酸盐、4-雄甾烯-3β,17β-二醇二硫酸盐、睾酮硫酸盐、5α-雄烷-3α,17β-二醇单硫酸盐、5α-雄烷-3α,17β-二醇二硫酸盐、5α-雄烷-3β,17β-二醇单硫酸盐、5α-雄烷-3β,17β-二醇二硫酸盐、雌酚酮3-硫酸盐、甲状腺素及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示的风险激素的失衡。
115.根据权利要求104所述的方法，其中多种疾病或病症包括氧化应激并且选自由13-HODE+9-HODE、5-氧代脯氨酸、尿囊素、α-生育酚、鹅肌肽、胆红素(Z,Z)、胆绿素、氧化型cys-gly、半胱氨酸-谷胱甘肽二硫化物、半胱氨酸、γ-生育酚、次黄嘌呤、甲硫氨酸砜、甲硫氨酸亚砜、苏糖酸盐、尿酸盐及其组合的一种或多种小分子的异常水平指示氧化应激。
116.根据权利要求104所述的方法，其中多种疾病或病症包括线粒体功能障碍并且其中选自同型瓜氨酸、亮氨酸、4-甲基-2-氧代戊酸盐、异戊酸盐、异戊酰甘氨酸、异戊酰肉碱、β-羟异戊酸盐、β-羟异戊酰肉碱、α-羟异戊酰肉碱、3-甲基戊烯二酸盐、α-羟异戊酸盐、甲基琥珀酸盐、异亮氨酸、3-甲基-2-氧代戊酸盐、2-甲基丁酰肉碱(C5)、甲基巴豆酰肉碱、甲基巴豆酰甘氨酸、2-羟-3-甲基戊酸盐、3-羟-2-乙基丙酸盐、乙基丙二酸盐、缬氨酸、3-甲基-2-氧代丁酸盐、异丁酰肉碱、异丁酰甘氨酸、3-羟异丁酸盐、α-羟异己酸盐、壬二酸盐、癸二酸盐、十二烷二酸盐、十四烷二酸盐、十六烷二酸盐、十八烷二酸盐、甲酰甲硫氨酸、丙氨酸、乳酸盐、柠檬酸盐、α-酮戊二酸盐、琥珀酰肉碱、琥珀酸盐、延胡索酸盐、苹果酸盐、棕榈酰肉碱、硬脂酰肉碱、油酰肉碱、BHBA及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示线粒体功能障碍的风险。
117.根据权利要求104所述的方法，其中多种疾病或病症包括应激反应并且其中选自由皮质醇、可的松、葡萄糖、甲状腺素及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示增加的应激。
118.根据权利要求104所述的方法，其中多种疾病或病症包括代谢性衰老并且其中选自由羧-4-甲基-5-丙基-2-呋喃丙酸盐、C-糖基色氨酸、柠檬酸盐、瓜氨酸、肌酐、硫酸脱氢表雄酮(DHEA-S)、二十碳五烯酸盐(EPA，20:5n3)、赤藓糖醇、葡萄糖、谷氨酸盐、甘氨酸、亮氨酸、肌醇、棕榈油酰鞘磷脂、对甲酚硫酸盐、苯乙酰谷氨酰胺、假尿嘧啶及其组合及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示代谢性衰老增加的风险。
119.根据权利要求104所述的方法，其中多种疾病或病症包括微生物菌群失衡并且其中选自由3-(3-羟苯基)丙酸盐、3-(4-羟苯基)乳酸盐、3-(4-羟苯基)丙酸盐、3-(3-(磺基氧)苯基)丙酸、3-羟马尿酸盐、3-吲哚酚硫酸盐、3-苯基丙酸盐(氢化肉桂酸盐)、4-乙基苯基硫酸盐、4-羟马尿酸盐、4-羟苯基丙酮酸盐、4-乙烯基苯酚硫酸盐、5-羟基吲哚、鹅脱氧胆酸盐、胆酸盐、脱氧胆酸盐、硫酸甘氨胆酸盐、甘氨脱氧胆酸盐、甘氨胆酸盐、甘氨石胆酸盐、硫酸甘氨石胆酸盐、甘氨熊脱氧胆酸盐、马尿酸盐、猪脱氧胆酸盐、吲哚乙酸盐、吲哚乙酰基谷氨酰胺、吲哚丁酸盐、吲哚乳酸盐、吲哚丙酸盐、对甲酚硫酸盐、邻甲酚硫酸盐、对甲酚葡糖苷酸、苯酚硫酸盐、苯乙酸盐、苯乙酰谷氨酰胺、苯基乳酸盐(PLA)、牛磺胆酸硫酸盐、牛磺脱氧胆酸盐、3-硫酸牛磺石胆酸盐、牛磺熊脱氧胆酸盐、熊脱氧胆酸盐及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示微生物菌群失衡的风险。
120.根据权利要求104所述的方法，其中多种疾病或病症包括常量营养素失衡并且其中选自由组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、苏氨酸、丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸盐、半胱氨酸、谷氨酸盐、谷氨酰胺、甘氨酸、脯氨酸、丝氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、胆碱、亚麻酸盐[α或γ；(18:3n3或6)]、亚油酸盐(18:2n6)及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示常量营养素失衡的风险。
121.根据权利要求104所述的方法，其中多种疾病或病症包括空气污染暴露并且其中选自由α-生育酚、天冬酰胺、苯甲酸盐、甘油酸盐、甘氨酸、N-乙酰甘氨酸、丝氨酸、苏糖酸盐及其组合组成的组的一种或多种小分子的异常水平指示暴露于空气污染。
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