21世紀以來，隨著生命科學研究的深入，出現(xiàn)了許多新概念和新學科，以基因、mRNA、蛋白質(zhì)、代謝產(chǎn)物為研究對象的基因組學、轉(zhuǎn)錄組學、蛋白質(zhì)組學、代謝組學的迅速發(fā)展，催生了一門新的學科——系統(tǒng)生物學。上述組學的研究對象處于生物信息流-DNA、mRNA、蛋白質(zhì)、代謝物、細胞、組織、器官、個體、群體的上游和中游。20世紀70年代發(fā)展起來的微量元素科學的研究對象則主要位于生物信息流的下游。
　　從頭發(fā)微量元素分析衍生的頭發(fā)微量元素醫(yī)學是微量元素科學的重要組成部分，根據(jù)它的發(fā)展歷程，大致可以分為兩個階段，第一階段主要是從20世紀70年代到21世紀初，逐漸形成了頭發(fā)微量元素醫(yī)學的實驗體系；第二階段主要是從21世紀的第一個10年的前半期到目前的10年間，逐漸完善了以微量元素組學為核心的頭發(fā)微量元素醫(yī)學的理論體系。
　　頭發(fā)微量元素醫(yī)學是研究頭發(fā)微量元素分布和變化規(guī)律、頭發(fā)微量元素與人體生理病理關(guān)系、頭發(fā)微量元素區(qū)分和診斷臨床疾病狀態(tài)，以及頭發(fā)微量元素監(jiān)督和評價藥物療效的科學。頭發(fā)微量元素醫(yī)學面臨兩個主要問題，一是如何準確測定頭發(fā)中的多種元素，二是如何解釋或解析測定結(jié)果�？梢赃@么說，這兩個問題直到21世紀第一個10年末期才獲得真正的解決，并由此正式形成了微量元素組學的理念。
　　早在20世紀80年代初，華中工學院（現(xiàn)華中理工大學）徐輝碧等首先將模式識別技術(shù)應(yīng)用于生物微量元素研究中，并在肺癌和其他癌癥的分類和診斷中獲得了成功；中國科學院上海冶金研究所陳念貽、劉征先等對胃癌患者所做的研究表明，非線性映照法對早期發(fā)現(xiàn)胃癌具有重要的現(xiàn)實意義。由于上述兩個單位對研究成果的積極宣傳和數(shù)據(jù)處理程序包的無償推廣，全國的生物微量元素研究進入了快速發(fā)展階段。從20世紀90年代開始，多種多元統(tǒng)計方法被應(yīng)用于頭發(fā)微量元素研究中。例如，王小如、朱爾一等應(yīng)用偏最小二乘法對癌癥患者進行初級臨床診斷，楊若明等應(yīng)用聚類分析法研究種族識別，張卓勇等和應(yīng)海等將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)新方法應(yīng)用于癌癥的輔助診斷，等等。進入到21世紀，效率更高的支持向量機算法開始應(yīng)用于微量元素研究領(lǐng)域。例如，陳念貽等應(yīng)用支持向量機一微量元素分析法判別烏龍茶、紅茶和綠茶；陳瑞蘭等應(yīng)用支持向量機研究頭發(fā)微量元素與高血壓的相關(guān)性，證明這是一種特別適合于非線性、有限已知樣本訓練建模，進而預(yù)報未知樣本屬性的新算法；楊興華等用支持向量機研究頭發(fā)微量元素與老年癡呆的相關(guān)性，判別準確率和預(yù)報準確率均達到100%。
　　微量元素組學的形成還與高通量元素測定技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。在頭發(fā)微量元素分析實踐中，有越來越多的事實表明，任何疾病的發(fā)生不只與一種或數(shù)種微量元素異常有關(guān)，有時甚至涉及幾十種元素。例如，陳祥友等發(fā)現(xiàn)血小板減少癥與26種頭發(fā)元素失衡有關(guān)，艾滋病與20種頭發(fā)元素異常有關(guān)，腦中風、紅斑狼瘡、帕金森綜合征各有18種頭發(fā)元素與正常人有顯著差異。這就需要有一種具有多元素同時測定、較高靈敏度和較寬線性范圍的分析工具，而同時具有這種分析能力的電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ ICP-MS）現(xiàn)在已經(jīng)相當普及。此時，與多元素測定相適應(yīng)的頭發(fā)樣品前處理技術(shù)（如頭發(fā)清洗、消解）也已有了深入的研究。
　　微量元素組學的概念來源于金屬組學。金屬組學是繼基因組學、轉(zhuǎn)錄組學、蛋白質(zhì)組學和代謝組學之后，由日本Haraguchi于2002年提出的一個新的研究方向。按照國際純粹和應(yīng)用化學聯(lián)合會的定義，它是研究細胞、器官或生物組織中所有的游離金屬和金屬結(jié)合分子的形態(tài)、濃度、時空分布、生物功能，以及與基因組、蛋白質(zhì)組和代謝組之間聯(lián)系的科學。金屬組學的研究方法特別強調(diào)金屬或類金屬的整體形態(tài)分析，但受限于目前分析技術(shù)水平的發(fā)展，至今未有顯著進展，實際還是停留在各個領(lǐng)域的傳統(tǒng)分析水平。針對這種情況，上海交通大學趙鐵于2009年提出了血清微量元素組學的假說，并建立了ICP-MS分析血清中65種元素的組學方法學，應(yīng)用于尋找與臨床骨關(guān)節(jié)炎相關(guān)的差異元素。同一時期，李昕也應(yīng)用該方法研究了新生兒出生缺陷孕婦的差異性元素。
　　完整的組學研究流程可分為樣品采集和制備、樣品測定和鑒定、數(shù)據(jù)分析和解釋三大部分。根據(jù)研究對象和目的的不同，微量元素組學可以分為特定元素測定、多元素測定、元素指紋譜測定和全元素測定4個層次。從這個意義上說，1983年徐輝碧、陳念貽首次將模式識別技術(shù)成功應(yīng)用于生物微量元素譜分類研究，就已開啟了中國微量元素組學研究的新時代，至今已成果累累，本書作者對此做過詳細整理和歸納。例如，在《頭發(fā)檢測與疑難病診斷》（2009）一文中，列出了38項頭發(fā)微量元素組學研究成果；在《微量元素改變中國的科學面貌》（2014） 一文中，按樣品屬性列出了頭發(fā)微量元素組學、血清微量元素組學、組織微量元素組學、中藥微量元素組學、基因和蛋白質(zhì)微量元素組學5個方面的應(yīng)用實例。可見，微量元素組學由中國首創(chuàng)，也早就是中國微量元素科學工作者的實際研究內(nèi)容。
　　頭發(fā)微量元素分析促進了頭發(fā)元素醫(yī)學的形成，微量元素組學又助推頭發(fā)微量元素醫(yī)學進一步完善和成熟。微量元素組學不僅是微量元素醫(yī)學研究的理想工具，也是唯一能將基因組學、蛋白質(zhì)組學、代謝組學等整合在一起的研究分支。然而，我國至今所報道的微量元素組學研究，大多屬于前3個層次。嚴格地說，只有最后一個層次，即全元素分析，才是真正意義上的微量元素組學研究。因此，微量元素組學研究依然任重道遠，頭發(fā)微量元素醫(yī)學注定前途無量。
　　《頭發(fā)微量元素醫(yī)學的形成與發(fā)展——三百篇文獻述評》是2003年出版的《頭發(fā)微量元素分析與疾病診斷》的姊妹篇�！额^發(fā)微量元素分析與疾病診斷》首次詳細闡述了頭發(fā)的結(jié)構(gòu)、生長規(guī)律、營養(yǎng)來源及由代謝性疾病引起的頭發(fā)結(jié)構(gòu)異常，首次詳細介紹了微量元素必需性證據(jù)的發(fā)現(xiàn)史、頭發(fā)元素臨床意義認識史和頭發(fā)元素分析發(fā)展史，首次全面論述了頭發(fā)元素分析在醫(yī)學中的作用和地位，首次系統(tǒng)討論了頭發(fā)檢驗應(yīng)用于臨床的實際可能性。該書出版后，在社會上引起了廣泛的反響，有贊賞，也有質(zhì)疑，更多人還想尋找相關(guān)原文仔細探究。鑒于近10多年來，頭發(fā)微量元素分析獲得了新的進展，頭發(fā)微量元素醫(yī)學出現(xiàn)了新的突破，因此，該書作者們決定再度合作，續(xù)編該書。
　　本書由發(fā)表于80多種中文科技刊物上的300多篇論文組成，時間跨度凡40年，以頭發(fā)微量元素醫(yī)學為主題分成興起和形成（1976-2005年）、完善和成熟（2006-2015年）兩大編，第一編由11章組成，第二編由2章組成。編者為每章寫了融會貫通的提要，并為每篇文章寫了反映原文作者觀點的導讀。
　　閱讀本書，可以把握頭發(fā)元素準確測定的方法要領(lǐng)，掌握頭發(fā)檢測診斷疾病原理的訣竅，了解頭發(fā)元素醫(yī)學的形成過程，洞悉微量元素組學的作用意義。本書可供醫(yī)學界、教育界、科技界、美容界相關(guān)人員學習參考，也可供相關(guān)學術(shù)機構(gòu)和圖書館收藏保存。