肺癌呼氣特征性VOCs的篩選及診斷價值研究.pdf

1、肺癌是對人類健康構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進行手術治療，I期肺癌患者的5年生存率可達88％。呼吸試驗（breath test）通過檢測人體呼出氣體內相關成分的改變，反映相應組織細胞的代謝情況，從而對疾病的發(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的腫瘤，因此積極尋找肺癌相關的特征性VOCs，可能為肺癌的早期診斷提供新的思路與靶標。
　　 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象，肺良性疾病患者和正常健康人作為對照，研究其呼出氣體中VOCs的表達差異，最終篩選出肺癌特征性呼吸VOCs標志物作為我們進行肺癌早期診斷的候選靶標，進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值，

3、同時在組織細胞水平進行驗證。
　　 本研究證實了SPME聯(lián)合GCMS檢測分析患者呼吸氣體中特征性VOCs結果穩(wěn)定，重復性良好，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的表達譜，并進一步利用聚合分析，逐步判別分析等統(tǒng)計學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VOCs組成不同的肺癌診斷模型，其敏感性、特異性基本可達到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、年齡組成的函數為例，其診斷肺癌的特異性為94.9％，78.7％早期肺癌患者被識別為肺癌患者，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、早期預警

5、手段之一，但其結果與肺癌臨床TMN分期吻合性欠佳。此外，本實驗發(fā)現(xiàn)部分特征性VOCs的表達與病理分型、病灶部位、手術、吸煙狀態(tài)有關。
　　 相對于呼吸氣體檢測在肺癌人群中的應用研究和相關特征性氣體標志物的發(fā)現(xiàn)，其在組織細胞水平上的研究仍處于起步階段?；诩毎降暮粑鼩怏w檢測和氣體標志物相關研究目前仍較少且所得結果差異較大，而組織學水平上的相關研究，目前尚無報道。本研究以肺癌組織和肺癌細胞株為研究對象，以正常肺組織和正常支氣管上

6、皮細胞株作為對照，利用SPME聯(lián)合GC-MS檢測技術，研究肺癌與正常對照之間在組織細胞水平上VOCs表達的差異，以期探索肺癌特征性VOCs的產生機制。我們共檢測分析18例原發(fā)性肺癌患者的手術標本及A549、NCI-H446、SK-MES-1、BEAS-284種細胞株培養(yǎng)液頂空氣體中的VOCs，結果發(fā)現(xiàn)：2-+十五烷酮和十九烷在肺癌細胞株A549、NCI-H446、SK-MES-1中均有表達，2-十五烷酮的表達量分別為（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;二十烷在肺癌細胞株A549和NCI-H446中有表達，表達量分別為（8.313±1.130）xl0-6mg/L、（1.020±0.141）xl0-5mg/L;而

8、此3種VOCs在對照組BEAS-2B中均無表達。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，其中2-十五烷酮的表達量為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，其表達水平與腫瘤分化程度無關（P＞0.05）。二十烷在非鱗癌中的表達高于鱗癌，此結果與肺癌細胞株的表達

9、情況相符。
　　 本研究進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）之間的關系。結果表明，僅2-十五烷酮在肺癌患者呼出氣體有特征性的表達，其余組織細胞水平特征性VOCs與呼吸水平不相符，提示呼吸氣體中特征性VOCs的代謝產生并非由腫瘤局部代謝產生這一單一因素主導，更傾向于腫瘤引起機體全身代謝改變等多因素共同參與。
　　 本研究在國內首次提出