基于MRB的CE-MS技术对胃癌、大肠癌和胰腺癌尿液代谢组学的研究

目的：消化道肿瘤是世界上最常见恶性肿瘤之一，尤其在发展中国家，比如中国，胃癌位于癌症死亡性原因的第二位。因为癌症早期缺乏典型临床表现和体征，诊断困难，发现时多数已属于中晚期。由于其转移和复发，病死率高，预后差，严重影响人们的生命健康。早期诊断和早期治疗对于提高消化道肿瘤患者的生活质量、提高五年生存率、延长生存期尤为重要。目前诊断消化道肿瘤的方法主要依靠消化内镜结合活组织病理检查的方法，此方法已比较成熟可靠，但是人为因素（比如内镜医师的经验）对其诊断的准确性影响很大，而且因其有创性受到限制，因此我们需要探索更准确可靠的早期诊断方法用于消化道肿瘤的早期筛查。近年来，随着基因组学、蛋白质组学的发展，代谢组学也得到空前发展，尤其是在肿瘤体液中代谢物的分析方面。代谢组学以机体的体液和组织为研究对象，研究生物体对病理生理刺激或基因修饰产生的代谢物质的质和量的动态变化，关注的是分子量在1000以下的小分子化合物。其中CE-MS因其样本需要量少、分辨率高、检测选择性好、分析时间短、操作简单等优点被作为靶向代谢物分析广泛用于临床医学的检测。本实验通过应用CE-MS检测胃癌、肠癌和胰腺癌患者的游离氨基酸和有机酸代谢轮廓，将癌症组和正常对照组进行比较，筛选出具有诊断意义的代谢物，探讨消化道肿瘤患者尿液中氨基酸和有机酸代谢的变化规律和临床意义。 方法：收集住院病人胃癌、肠癌、胰腺癌和健康成人晨尿，分别为相应癌症组和正常对照组。采用毛细管电泳质谱联用技术对尿样中游离氨基酸和有机酸轮廓进行分析，结合20种氨基酸和9种有机酸标准品的定性定量分析，并对所得数据运用SPSS17.0进行统计学处理，通过主成分分析法(PCA)观察代谢物的信息并建立尿液氨基酸和有机酸的胃癌、大肠癌及胰腺癌诊断模型。 结果：1.胃癌组尿液代谢轮廓较非胃癌组（正常组）有明显变化：与正常组相比，胃癌组尿液中的亮氨酸(leucine)、异亮氨酸(isoleucine)、缬氨酸(valine)、精氨酸(arginine)和乳酸(lactate acid)水平升高(P<0.05)，组氨酸(histidine)、蛋氨酸(methionine)、天冬氨酸(aspartic acid)、丝氨酸(serine)、琥珀酸(succinic acid)、柠檬酸(citric acid)和苹果酸(malic acid)含量降低(P<0.05)；与早期胃癌相比，进展期胃癌组中的缬氨酸(valine)和异亮氨酸(isoleucine)水平降低(P<0.05)。2.大肠癌组尿液代谢与正常组相比有显著性差异：与正常组相比，肠癌组尿液中精氨酸(arginine)、亮氨酸(leucine)、异亮氨酸(isoleucine)、缬氨酸(valine)和乳酸(lactate acid)水平升高(P<0.05)，组氨酸(histidine)、蛋氨酸(methionine)、丝氨酸(serine)、天冬氨酸(aspartic acid)、苹果酸(malic acid)、琥珀酸(succinic acid)和柠檬酸(citric acid)含量降低(P<0.05)；与早期肠癌相比，进展期肠癌组尿液中的缬氨酸(valine)和异亮氨酸(isoleucine)含量下降(P<0.05)。3.胰腺癌组尿液代谢物与正常组也有差异性表达：胰腺癌组中精氨酸(arginine)、亮氨酸(leucine)、缬氨酸(valine)、异亮氨酸(isoleucine)和乳酸(lactate acid)水平升高(P<0.05)，蛋氨酸(methionine)、丝氨酸(serine)、琥珀酸(succinic acid)、柠檬酸(citric acid)和苹果酸(malicacid)水平降低(P<0.05)。 结论：基于MRB新技术的毛细管电泳质谱检测方法可以较好的揭示正常组与胃癌、肠癌、胰腺癌的尿液代谢信息，此方法具有可行性。同时，我们筛选出具有一定诊断意义的氨基酸和有机酸，相信此方法用于胃癌、肠癌和胰腺癌的诊断方面有一定的参考价值，值得我们进一步研究。