肺癌呼氣特征性VOCs的篩選及診斷價(jià)值研究.pdf

1、肺癌是對(duì)人類健康構(gòu)成威脅最大的惡性腫瘤之一，在我國的發(fā)病率呈上升趨勢，目前在我國城市中肺癌的發(fā)病率和死亡率位居腫瘤之首，其總體5年生存率不足15％。但如能早期診斷并及時(shí)進(jìn)行手術(shù)治療，I期肺癌患者的5年生存率可達(dá)88％。呼吸試驗(yàn)（breath test）通過檢測人體呼出氣體內(nèi)相關(guān)成分的改變，反映相應(yīng)組織細(xì)胞的代謝情況，從而對(duì)疾病的發(fā)病等情況作出判斷，有望成為一種新型、無創(chuàng)、便捷的診斷手段。而就發(fā)生部位而言，發(fā)生于支氣管樹和肺泡上皮的肺癌是

2、與呼吸氣體最密切相關(guān)的腫瘤，因此積極尋找肺癌相關(guān)的特征性VOCs，可能為肺癌的早期診斷提供新的思路與靶標(biāo)。
　　 本研究比較了不同檢測系統(tǒng)分析肺癌患者呼出氣體中特征性VOCs的優(yōu)劣，并擇優(yōu)選擇最佳分析方法，以肺癌患者為研究對(duì)象，肺良性疾病患者和正常健康人作為對(duì)照，研究其呼出氣體中VOCs的表達(dá)差異，最終篩選出肺癌特征性呼吸VOCs標(biāo)志物作為我們進(jìn)行肺癌早期診斷的候選靶標(biāo)，進(jìn)一步建立肺癌呼吸診斷模型，探索其在肺癌早期診斷中的價(jià)值，

3、同時(shí)在組織細(xì)胞水平進(jìn)行驗(yàn)證。
　　 本研究證實(shí)了SPME聯(lián)合GCMS檢測分析患者呼吸氣體中特征性VOCs結(jié)果穩(wěn)定，重復(fù)性良好，且優(yōu)于SPME聯(lián)合GC、Tenxa-TA的熱解析聯(lián)合GC系統(tǒng)，并利用上述SPME-GCMS系統(tǒng)分析了88例肺癌患者、70例肺良性疾病患者、85例正常健康人呼出氣體中VOCs的表達(dá)譜，并進(jìn)一步利用聚合分析，逐步判別分析等統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究了基于不同特征性VOCs組合的診斷模型的靈敏度和特異度。最終選取年齡以及十

4、六醛、十九醇、2，6-二甲基萘等4-9個(gè)VOCs組成不同的肺癌診斷模型，其敏感性、特異性基本可達(dá)到85％以上。以十六醛、十九醇、鄰苯二乙酸二丁酯、2，6-二叔丁基苯甲醇、2，6-二甲基萘、年齡組成的函數(shù)為例，其診斷肺癌的特異性為94.9％，78.7％早期肺癌患者被識(shí)別為肺癌患者，但其中31.9％被誤判為晚期肺癌。因此此類診斷函數(shù)可早期診斷肺癌，但在區(qū)分早期、晚期肺癌患者上效果不佳，提示肺癌的呼吸診斷模型可作為肺癌高危人群的篩查、早期預(yù)警

5、手段之一，但其結(jié)果與肺癌臨床TMN分期吻合性欠佳。此外，本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)部分特征性VOCs的表達(dá)與病理分型、病灶部位、手術(shù)、吸煙狀態(tài)有關(guān)。
　　 相對(duì)于呼吸氣體檢測在肺癌人群中的應(yīng)用研究和相關(guān)特征性氣體標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)，其在組織細(xì)胞水平上的研究仍處于起步階段?；诩?xì)胞水平的呼吸氣體檢測和氣體標(biāo)志物相關(guān)研究目前仍較少且所得結(jié)果差異較大，而組織學(xué)水平上的相關(guān)研究，目前尚無報(bào)道。本研究以肺癌組織和肺癌細(xì)胞株為研究對(duì)象，以正常肺組織和正常支氣管上

6、皮細(xì)胞株作為對(duì)照，利用SPME聯(lián)合GC-MS檢測技術(shù)，研究肺癌與正常對(duì)照之間在組織細(xì)胞水平上VOCs表達(dá)的差異，以期探索肺癌特征性VOCs的產(chǎn)生機(jī)制。我們共檢測分析18例原發(fā)性肺癌患者的手術(shù)標(biāo)本及A549、NCI-H446、SK-MES-1、BEAS-284種細(xì)胞株培養(yǎng)液頂空氣體中的VOCs，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：2-+十五烷酮和十九烷在肺癌細(xì)胞株A549、NCI-H446、SK-MES-1中均有表達(dá)，2-十五烷酮的表達(dá)量分別為（1.382±0.1

7、71）)×10-5mg/L、（1.681±0.190）x10-4mg/L和（2.835±0.401）×10-6mg/L;十九烷的表達(dá)量分別為（8.382±0.606）xl0-6mg/L、（1.845±0.130）×10-5 mg/L和（6.220±0.362）x10-6mg/L;二十烷在肺癌細(xì)胞株A549和NCI-H446中有表達(dá)，表達(dá)量分別為（8.313±1.130）xl0-6mg/L、（1.020±0.141）xl0-5mg/L;而

8、此3種VOCs在對(duì)照組BEAS-2B中均無表達(dá)。在18例肺癌組織中，癸烷、2-十五烷酮、十九烷、二十烷等12種VOCs較正常肺組織高表達(dá)，其中2-十五烷酮的表達(dá)量為5.421×10-6～3.621x10-5 mg/L，十九烷為5.805x10-6～1.830xl0-5mg/L，二十烷為2.730x10-6～2.343×l0-5mg/L，其表達(dá)水平與腫瘤分化程度無關(guān)（P＞0.05）。二十烷在非鱗癌中的表達(dá)高于鱗癌，此結(jié)果與肺癌細(xì)胞株的表達(dá)

9、情況相符。
　　 本研究進(jìn)一步分析了肺癌患者群體中篩選出的特征性VOCs與肺癌組織細(xì)胞水平中篩選出的特征性VOCs（如2-十五烷酮、十九烷、二十烷等）之間的關(guān)系。結(jié)果表明，僅2-十五烷酮在肺癌患者呼出氣體有特征性的表達(dá)，其余組織細(xì)胞水平特征性VOCs與呼吸水平不相符，提示呼吸氣體中特征性VOCs的代謝產(chǎn)生并非由腫瘤局部代謝產(chǎn)生這一單一因素主導(dǎo)，更傾向于腫瘤引起機(jī)體全身代謝改變等多因素共同參與。
　　 本研究在國內(nèi)首次提出