基于1H-NMR指紋譜及模式識(shí)別的大腸癌尿液及糞便代謝組學(xué)研究.pdf

1、目的：
　　大腸癌（CRC）是發(fā)展中國家死亡率上升的主要原因之一，位居男性最常見惡性腫瘤的第三位和女性中第二位。早期CRC患者的5年生存率明顯高于晚期患者。人群篩查是減少CRC死亡率的一個(gè)重要的干預(yù)措施，可以降低CRC死亡率并改善患者的治療反應(yīng)及預(yù)后。雖然結(jié)腸鏡檢查仍然是診斷大腸癌和癌前病變的金標(biāo)準(zhǔn)，但是這種方法是具有侵入性的、昂貴的，并且會(huì)讓患者不適，它僅可以作為一種在有經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的人群中的篩查試驗(yàn)。某些血清腫瘤標(biāo)記物，如癌胚抗原

2、（CEA）和糞便隱血試驗(yàn)（FOBT），已用于臨床，但其敏感性和特異性較低，可靠性值得懷疑。目前可用的CRC篩查方法的局限性突顯了尋找到有效的非侵入性的篩選方法的必要性，以實(shí)現(xiàn)CRC的早期診斷。
　　方法：
　　尿樣選取2015年1月至2015年12月于汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院進(jìn)行治療的大腸癌患者，納入經(jīng)組織病理學(xué)確診、治療前未行放療或化療、未使用抗生素、無上消化道及小腸病史和體征者共64例；另選取來自同期本院健康體檢個(gè)體，

3、納入無腫瘤病史和體征、各項(xiàng)體檢指標(biāo)正常、未使用抗生素者為對(duì)照組，共40名。糞樣選取腸腺瘤25例、早期（I/II期）大腸癌20例和正常組32例。采用400MHz1H-NMR檢測尿樣及糞樣提取液代謝物，所得數(shù)據(jù)采用主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘法判別分析（OPLS-DA）進(jìn)行模式識(shí)別分析，確定早期、晚期大腸癌分別和正常組的差異性尿液代謝物組與早期大腸癌、腸腺瘤及正常組的差異性糞樣代謝物組，并且繪制受試者工作曲線(ROC)以評(píng)估其在大腸

4、癌早期篩查診斷的臨床價(jià)值。同時(shí)分析同時(shí)期18例食管癌尿液以驗(yàn)證大腸癌尿液特征性代謝物是否為其所特有。
　　結(jié)果：
　　⑴OPLS-DA可有效區(qū)分各期大腸癌與正常組的尿液上清液代謝物。與正常組相比，早期（I/II期）大腸癌中的特征性尿液代謝物包括升高的乙酰乙酸、谷氨酰胺、胍基乙酸、順烏頭酸、反烏頭酸、同型半胱氨酸，及降低的膽堿、異檸檬酸、丙氨酸、苯丙氨酸、半胱氨酸、肌酸酐、天冬氨酸、馬尿酸、甲胺、二甲基砜。這些特征性代謝物涉及

5、機(jī)體一些共同通路的改變，包括氨基酸代謝、糖酵解途徑、三羧酸循環(huán)、尿素循環(huán)、膽堿代謝及腸道菌群代謝。早期大腸癌與食管癌尿液差異性代謝物存在明顯差異，表明上下消化道惡性腫瘤尿液內(nèi)含有差異性代謝物。多代謝物聯(lián)合診斷模型，包括乙酰乙酸、谷氨酰胺、天冬氨酸和丙氨酸，比單代謝物的AUC、敏感性和特異性明顯增高（AUC：0.933，敏感性：0.875，特異性：0.913）。⑵在正常組、腸腺瘤和早期大腸癌糞樣上清液中代謝物發(fā)生變化，通過構(gòu)建 OPLS-

6、DA模型可有效區(qū)分正常組和腸腺瘤及I/II期大腸癌的糞便上清液代謝物：與正常組相比，腸腺瘤和早期大腸癌糞樣中的短鏈脂肪酸（丁酸、醋酸、丙酸）、葡萄糖、谷氨酰胺及甘氨酸含量明顯降低（p<0.05），而乳酸、谷氨酸及琥珀酸鹽明顯升高（p<0.05）。ROC顯示，醋酸(1.92ppm)和琥珀酸鹽（2.41ppm）在區(qū)分正常組和I/II期大腸癌的曲線下面積、敏感性及特異性均大于90％。
　　結(jié)論：
　　評(píng)估了CRC尿液樣本中重要代謝