基于超高效液相色谱——质谱联用的肺癌代谢组学轮廓分析

摘要

背景:肺癌是临床上最为常见的恶性肿瘤之一，其发病率高居各种恶性肿瘤之首，因此威胁着人类的生命健康。据统计，我国肺癌临床早期的患者可以通过手术治疗后，通过统计能够达到5年生存率约为40％。但是只有20％-30％的患者在早期进行了手术，而那些早期没有进行手术的患者确诊时已为局部晚期，甚至有些患者被确诊时已经发现有远处转移。所以早期诊断对延长肺癌患者的生存时间，提高患者的生存率具有重要意义。由于肺癌患者早期所表现出来的症状不明显，而且在当前的诊断中缺乏特异性和敏感性的肿瘤标志物。在临床上常用的神经烯醇化酶(NSE)，癌胚抗原(CEA)，细胞角质蛋白19片段(CYFRA21-1)等肿瘤标记物的联合检测虽然具有一定的灵敏度与准确性，但它们的特异性不高，阳性率也比较低，所以也难以达到早期准确诊断的目的。因此如何早期诊断肺癌已经成为肺癌研究中亟待解决的重要问题。代谢组学是通过考察生物体系受刺激或扰动后其代谢产物的变化，来研究生物体系的代谢途径的一种技术，它是继基因组学、转录组学、蛋白质组学后系统生物学的另一重要研究内容。代谢组学的基本特点是整体性和全面性，它是通过所提供的信息，来解释单一或多个代谢物所不能解释的生命现象，因此其临床应用正越来越被重视。目前，很多学者已经成功的利用代谢组学的方法发现乳腺癌、前列腺癌等恶性肿瘤的肿瘤标志物。因此如何早期诊断肺癌已经成为肺癌研究中亟待解决的重要问题。
　　 目的:本实验采用超高效液相色谱-质谱(UPLC/Q-TOF)技术，对肺癌初诊未治疗的患者和健康人血清进行代谢组学轮廓分析，通过观察肺癌患者和健康人的代谢轮廓的变化，将肺癌患者和健康人很好的区分开来，并从中找到肺癌诊断的潜在标志物。
　　 方法:收集24例健康人和23例初诊未治疗肺癌患者的血清，对其进行前处理，除去血清中的蛋白，用超高效液相色谱-质谱(UPLC/Q—TOF)联用仪进行色谱分离、质谱检测、数据采集，数据处理采用markerlynx软件提峰，得到原始峰表。再80％原则去零，之后导入到SIMCA-P+软件进行分析，采用主成分分析法(PCA)及最小二乘法-判别分析法(PLS-DA)等模型对健康人和肺癌患者进行代谢组学数据分析，同时结合t检验，找出差异代谢物，之后对差异代谢物进行评价，筛选出肺癌诊断的潜在标志物。最后用9例健康人和9例初诊未治疗肺癌患者的血清对实验结果进行验证。
　　 结果:24例健康人和23例初诊未治疗肺癌患者经代谢组学方法得到很好的区分，筛选出差异的代谢物，并进行了定性分析，找到31个变量认为是肺癌疾病的潜在标志物，对其中27个变量做出了结构鉴定，另4个也根据精确分子量对其最可能的分子式做出了预测。单个差异代谢物灵敏度和特异性不理想，所以我们通过二元逻辑回归，对差异代谢物进行联合筛选，发现胆碱(Choline)和亚油酸(linoleicacid)作为联合标志物对于肺癌诊断，效果良好。最后用小样本对实验结果进行验证，验证结果和实验结果基本吻合。
　　 结论:通过代谢组学的方法，肺癌患者和健康人被很好的区分开，并从中找到31个变量认为是肺癌疾病的潜在标志物。胆碱(Choline)和亚油酸(linoleicacid)两个标志物的联合应用，为肺癌的早期发现、早期诊断与治疗等方面做出贡献。

目录

声明

摘要

前言

实验部分

一、材料

二、血清样品的收集

三、样品的制备

四、色谱分离条件

五、质谱

六、数据处理

结果与讨论

一、原始谱图和数据

二、模式识别结果

三、潜在标志物的质谱定性结果

四、潜在的生物标志物在肺癌患者中的变化及临床意义

五、对生物标志物灵敏度的检测

实验结果的验证

小结

参考文献

综述

致谢