基于气相色谱—质谱联用技术的代谢组学研究方法在肝癌及消化道肿瘤诊断中的应用

摘要

第1章基于气相色谱-质谱联用技术的肝细胞肝癌患者尿液代谢组学研究及代谢组生物标志物的筛选
　　目的：采用化学衍生和气相色谱/质谱的方法测定肝癌患者尿液标本的代谢概貌，寻找有临床诊断价值的生物标记物并建立诊断模型。
　　方法：用衍生剂BTFSA对20例肝细胞肝癌患者和20例正常对照的尿液进行化学衍生，并用气相色谱/质谱联用仪对其进行检测和分析，计算峰面积，采用双尾t检验比较肝癌组和正常组二组的出峰的不同，筛选二组差异大的物质作为诊断标记物。通过主成份分析(PCA)建立诊断模型，并用受试者曲线(ROC)评价其诊断效用。
　　结果：共检测出103种小分子代谢产物，其中18种物质在二组中的差别具有统计学意义(p<0.05，双尾t检验)。我们利用这18种小分子通过PCA建立的诊断模型的AUC值为0.8825，若联合甲胎蛋白(AFP)后进行PCA建立的诊断模型的AUC值为0.9275。
　　结论：本研究表明，化学衍生联合气相色谱/质谱检测尿液的方法是一种简单、快速、灵敏且无创的探寻生物标志物的方法。通过联合AFP及寻找到的可能的生物学标记物建立的诊断模型的敏感性和特异性满足临床诊断的需要，能补充传统的临床诊断方法的不足。利用化学衍生联合气相色谱/质谱法可以作为肝癌诊断的新技术，测定的肝癌患者尿液中的生物标志物可以作为新型的诊断标记物，有临床应用前景。
　　第2章基于气相色谱-质谱联用技术的食管癌组织的代谢组学研究及代谢组生物标志物的筛选
　　目的：采用化学衍生和气相色谱/质谱的方法测定食管癌患者组织标本的代谢概貌，寻找有临床诊断价值的生物标记物并建立诊断模型。
　　方法：用衍生剂BTFSA对20例食管癌组织和20例对照的正常活检组织进行化学衍生，并用气相色谱/质谱联用仪对其进行检测和分析，计算峰面积，采用双尾t检验比较食管癌组和正常组二组的出峰的不同，筛选二组差异大的物质作为诊断标记物。通过主成份分析(PCA)建立诊断模型，并用受试者曲线(ROC)评价其诊断效用。
　　结果：共检测出84种小分子代谢产物，其中20种物质在二组中的差别具有统计学意义(p<0.05，双尾t检验)。利用这20种具有潜在诊断意义的物质建立PCA模型，可以在三维图上将两组很明显地区分开。用ROC曲线评价此诊断模型的AUC值为1。
　　结论：本研究表明，化学衍生联合气相色谱/质谱检测组织小分子代谢的方法是一种简单、快速、灵敏的探寻生物标志物的方法。通过寻找到的可能的生物学标记物建立的诊断模型的敏感性和特异性满足临床诊断的需要，能补充传统的临床诊断方法的不足。利用化学衍生联合气相色谱/质谱法可以作为食管癌诊断的新技术，测定的食管癌患者组织中的生物标志物可以作为新型的诊断标记物，有临床应用前景。
　　第3章基于气相色谱-质谱联用技术的胃癌组织的代谢组学研究及代谢组生物标志物的筛选
　　目的：采用化学衍生和气相色谱/质谱的方法鉴别正常胃组织和恶性肿瘤组织的代谢概貌之间的区别，寻找有潜在临床诊断价值的生物标记物，并建立诊断模型。
　　方法：用衍生剂BTFSA对18例胃癌组织和18例对照的正常活检组织进行化学衍生，并用气相色谱/质谱联用仪对其进行检测和分析，计算峰面积，采用双尾t检验比较食管癌组和正常组二组的出峰的差异，筛选二组差异大的物质作为诊断标记物。通过主成份分析(PCA)建立诊断模型，并用受试者曲线(ROC)评价其诊断效用，用曲线下面积(AUC)表示。
　　结果：共检测出70种小分子代谢产物，其中19种物质在二组中的差别具有统计学意义(p<0.05，双尾t检验)。此外，存在5种物质在浸润性肿瘤和非浸润性肿瘤两组中存在差异。利用这些具有潜在诊断意义的生物标记物建立PCA模型，可以在三维图上将两组很明显地区分开。用ROC曲线评价正常组织和恶性肿瘤组织的PCA诊断模型的AUC值为0.9722，同时，区分浸润性肿瘤组及非浸润性肿瘤的PCA模型的AUC值为0.9846。
　　结论：本研究表明，化学衍生联合气相色谱/质谱检测组织小分子代谢的方法是一种简单、快速、灵敏的探寻生物标志物的方法，并且可以胃癌组织与正常活检组织的代谢概貌存在较大差异。通过寻找到的可能的生物学标记物建立的诊断模型的敏感性和特异性不仅能满足临床诊断的需要，更能为肿瘤分期提供一定的参考意义，能补充传统的临床诊断方法的不足。