พิษวิทยาเชิงจีโนมิกส์เป็นสาขาย่อยของเภสัชวิทยาที่เกี่ยวข้องกับการรวบรวม การตีความ และการจัดเก็บข้อมูลเกี่ยวกับ กิจกรรมของ ยีนและโปรตีนภายในเซลล์หรือเนื้อเยื่อ เฉพาะ ของสิ่งมีชีวิตเพื่อตอบสนองต่อการสัมผัสกับสารพิษ พิษวิทยาเชิงจีโนมิกส์ผสมผสานพิษวิทยากับจีโนมิกส์หรือเทคโนโลยีการสร้างโปรไฟล์โมเลกุลที่มีปริมาณมากอื่นๆ เช่นทรานสคริปโตมิกส์ โปรตีโอมิกส์และเมตาโบโลมิกส์ [ ^{1 ] [ 2 ] พิษ}วิทยาเชิงจีโนมิกส์พยายามที่จะอธิบายกลไกโมเลกุลที่พัฒนาขึ้นในการแสดงออกของความเป็นพิษ และเพื่อหาแบบแผนการแสดงออกของโมเลกุล (เช่นตัวบ่งชี้ทาง ชีวภาพระดับโมเลกุล ) ที่ทำนายความเป็นพิษหรือความไวทางพันธุกรรมต่อความเป็นพิษนั้น^{[ 3 ]}

ในการวิจัยทางเภสัชกรรม พิษวิทยาจีโนมิกส์ถูกนิยามว่าเป็นการศึกษาโครงสร้างและหน้าที่ของจีโนมที่ตอบสนองต่อการสัมผัสสารแปลกปลอมที่ไม่พึงประสงค์ เป็นสาขาย่อยทางพิษวิทยาของเภสัชจีโนมิกส์ซึ่งโดยทั่วไปแล้วถูกนิยามว่าเป็นการศึกษาความแปรปรวนระหว่างบุคคลในแผนที่โพลีมอร์ฟิซึม ของนิวคลีโอไทด์เดี่ยวของจีโนมทั้งหมดหรือยีนเป้าหมาย เครื่องหมาย แฮพลอไทป์และการเปลี่ยนแปลงในการแสดงออกของยีนที่อาจสัมพันธ์กับการตอบสนองต่อยา^{[ 4 ] [ 5 ]}แม้ว่าคำว่าพิษวิทยาจีโนมิกส์จะปรากฏในเอกสารครั้งแรกในปี 1999 ^{[ 6 ]}แต่ในขณะนั้นก็เป็นที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมยาแล้ว เนื่องจากต้นกำเนิดมาจากกลยุทธ์ทางการตลาดของบริษัทผู้จำหน่าย คำนี้ยังไม่ได้รับการยอมรับอย่างเป็นสากล และผู้อื่นได้เสนอคำอื่น ๆ เช่นเคโมจีโนมิกส์เพื่ออธิบายสาขาการศึกษาเดียวกันนี้^{[ 7 ]}

ลักษณะและความซับซ้อนของข้อมูล (ทั้งปริมาณและความแปรปรวน) จำเป็นต้องมีกระบวนการจัดการและจัดเก็บข้อมูลอัตโนมัติที่มีการพัฒนาสูง การวิเคราะห์มักเกี่ยวข้องกับ ข้อมูลชีวสารสนเทศและสถิติที่หลากหลาย^{[ 8 ]}ซึ่งมักรวมถึงวิธี การจัดกลุ่มทางสถิติด้วย

ปริมาณและความซับซ้อนของข้อมูลพิษวิทยาทางพันธุกรรมต้องการไปป์ไลน์ข้อมูลอัตโนมัติและโครงสร้างพื้นฐานการจัดเก็บข้อมูลที่ปรับขนาดได้ การวิเคราะห์สมัยใหม่ผสานรวม เวิร์กโฟลว์ ชีวสารสนเทศรวมถึงการประมวลผลทรานสคริปโตม โปรตีโอม และเมตาโบโลม พร้อมกับวิธีการทางสถิติ^{[ 8 ]}และวิธีการเรียนรู้ของเครื่อง เช่น เครื่องเวกเตอร์สนับสนุน ป่าสุ่ม และเครือข่ายประสาท^{[ 9 ]}เทคนิคเหล่านี้มักใช้สำหรับการค้นหาไบโอมาร์กเกอร์และการจำแนกประเภทความเป็นพิษ

ใน การค้นพบ และพัฒนายา ทางเภสัชกรรม มีการใช้โทซิโคจีโนมิกส์เพื่อศึกษา ผลกระทบ ที่ไม่พึงประสงค์ (เช่นพิษ ) ที่อาจเกิดขึ้นจากยา ใน ระบบจำลองที่กำหนดไว้เพื่อสรุปเกี่ยวกับความเสี่ยงที่เป็นพิษต่อผู้ป่วยหรือสิ่งแวดล้อม ทั้งสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา (EPA) และสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา (FDA) ในปัจจุบันไม่อนุญาตให้ใช้ข้อมูลจีโนมิกส์เพียงอย่างเดียวในการตัดสินใจด้านกฎระเบียบ อย่างไรก็ตาม พวกเขาสนับสนุนให้มีการส่งข้อมูลจีโนมิกส์ที่มีคุณภาพและมีเอกสารประกอบอย่างดีโดยสมัครใจ ทั้งสองหน่วยงานกำลังพิจารณาการใช้ข้อมูลที่ส่งมาเป็นรายกรณีสำหรับการประเมิน (เช่น เพื่อช่วยอธิบายกลไกการออกฤทธิ์หรือสนับสนุนแนวทางการพิจารณาหลักฐาน) หรือเพื่อเติมข้อมูลลงในฐานข้อมูลเปรียบเทียบที่เกี่ยวข้องโดยการสนับสนุนให้มีการส่งข้อมูลจีโนมิกส์และผลการทดสอบทางพิษวิทยาแบบดั้งเดิมควบคู่กันไป^{[ 10 ]}

ผลกระทบทางเคมีในระบบชีวภาพเป็นโครงการที่ดำเนินการโดยสถาบันวิทยาศาสตร์สุขภาพสิ่งแวดล้อมแห่งชาติซึ่งสร้างฐานความรู้เกี่ยวกับการศึกษาพิษวิทยา รวมถึงการออกแบบการศึกษา พยาธิวิทยาทางคลินิก และพยาธิวิทยาเนื้อเยื่อและข้อมูลพิษวิทยาทางพันธุกรรม^{[ 11 ] [ 12 ]}

InnoMed PredTox ประเมินคุณค่าของการรวมผลลัพธ์จาก เทคโนโลยี โอไมซ์ ต่างๆ เข้ากับผลลัพธ์จากวิธีการพิษวิทยาแบบดั้งเดิมมากขึ้นในการตัดสินใจอย่างรอบรู้ในการประเมินความปลอดภัยก่อนการทดลองทางคลินิก^{[ 13 ]}

Open TG-GATEs (Toxicogenomics Project-Genomics Assisted Toxicity Evaluation System) เป็นโครงการความร่วมมือระหว่างภาครัฐและเอกชนของญี่ปุ่น ซึ่งได้เผยแพร่ข้อมูลการแสดงออกของยีนและพยาธิวิทยาสำหรับสารประกอบมากกว่า 170 ชนิด (ส่วนใหญ่เป็นยา) ^{[ 14 ]}

กลุ่มความร่วมมือการทดสอบความปลอดภัยเชิงทำนาย^{[ 15 ]}มีเป้าหมายเพื่อระบุและรับรองคุณสมบัติทางคลินิกของไบโอมาร์กเกอร์ด้านความปลอดภัยสำหรับการใช้งานตามกฎระเบียบ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ"โครงการริเริ่มเส้นทางวิกฤต" ของFDA ^{[ 13 ]}

ToxCast เป็นโปรแกรมสำหรับทำนายอันตราย กำหนดลักษณะเส้นทางความเป็นพิษ และจัดลำดับความสำคัญของการทดสอบความเป็นพิษของสารเคมีในสิ่งแวดล้อมที่ สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อม แห่งสหรัฐอเมริกา^{[ 16 ]}

Tox21 เป็นความร่วมมือของรัฐบาลกลางที่เกี่ยวข้องกับสถาบันสุขภาพแห่งชาติ (NIH) สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อม (EPA) และสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา (FDA) โดยมีเป้าหมายเพื่อพัฒนาวิธีการประเมินความเป็นพิษที่ดีขึ้น^{[ 17 ]}ภายในโครงการนี้ ได้มีการประเมินผลกระทบที่เป็นพิษของสารประกอบทางเคมีต่อเซลล์ไลน์ที่ได้มาจาก บุคคลใน โครงการ 1000 Genomes Projectและกำหนดความสัมพันธ์กับเครื่องหมายทางพันธุกรรม^{[ 18 ]}ส่วนหนึ่งของข้อมูลนี้ถูกนำมาใช้ใน NIEHS-NCATS-UNC DREAM Toxicogenetics Challenge เพื่อกำหนดวิธีการทำนายความเป็นพิษต่อเซลล์สำหรับแต่ละบุคคล^{[ 19 ] [ 20 ]}

• ฐานข้อมูลพิษวิทยาเชิงเปรียบเทียบ
• เภสัชพันธุศาสตร์
• จีโนมิกส์เชิงโครงสร้าง

• ศูนย์วิจัยด้านพิษวิทยาอาชีพและสิ่งแวดล้อม (CROET) นิยามโดยศูนย์วิจัย: (ประสาท)พิษวิทยาจีโนมิกส์ และศูนย์วิจัยสุขภาพเด็ก