Non-invasive urinary metabolomic profiling identifies diagnostic and prognostic markers in lung cancer

從尿液中篩選肺癌診斷和預后標志物

Cancer Research  IF=9.3215

高分代謝組學決定點1：樣本

前期篩選樣本(1005例)：花費十年（1998~2007）收集樣本：469例病人（治療前尿液）+536例健康人

后期驗證樣本(158例)：近期（2008–2010）收集的樣本：80例病人（治療前尿液）+78例健康人

組織樣品：48例腫瘤組織及其周邊非腫瘤組織

高分代謝組學決定點2：技術流程

 前期非靶篩選+后期靶向MRM驗證

1、前期篩選

前期篩選樣品的非靶向代謝組學分析，正離子模式下共檢測到1807個新號，負離子檢測到1359個。通過對吸煙相關代謝物（cotinine, nicotine-N’-oxide和 trans-3’-hydroxycotinine）的檢測，發(fā)現(xiàn)可以很好的將吸煙人群與非吸煙人群區(qū)分開，驗證了分析方法的可行性。

2、高分代謝組學決定點3 數(shù)據(jù)分析：

2.1 診斷與分型研究：應用統(tǒng)計學分析方法，排除人種和性別的干擾后，作者鑒定到了四個差異代謝物： NANA; cortisol sulfate; creatine riboside 和 561+（未鑒定物質）。ROC分析發(fā)現(xiàn)四個差異代謝物在所有人群中AUC值在0.63~0.76之間，在I-II期肺癌人群中在0.59~0.70之間。其中用creatine riboside或者全部四種代謝物預測更加準確（P<>

Overlap between signals that are predictive of lung cancer status in the training set based on the Random Forests classification.

Receiver Operating Characteristic (ROC) analysis of individual metabolites and their combination

2.2 預后研究：在綜合考慮了性別，人種，疾病階段，組織切片，吸煙史，放化療，外科手術等等多方面因素后作者發(fā)現(xiàn)高含量的NANA; cortisol sulfate; creatine riboside 和 561+帶來不好的預后效果（存活率低），而且這四種代謝物與存活率的相關性是獨立的但卻有累加效應；在I-II期肺癌人群中，高含量的creatine riboside 和 561+也會降低病人的存活率。

3、后期驗證

同樣使用非靶向代謝組學方法，發(fā)現(xiàn)在驗證人群（80例病人+78例健康人）中creatine riboside， NANA和561+在病人尿液中的含量都有顯著升高。在排除年齡、性別與人種干擾后選擇198例樣品（92例病人+106例健康人）進行靶向代謝組學，驗證了這四種代謝物與疾病的相關性。此外，為證明這四種代謝物的穩(wěn)定性，作者樣品保存兩年后再次重復了實驗，證明它們臨床應用的價值。

Abundance and validation of metabolites that were top contributors in the classification of patients as lung cancer or healthy controls.

4、機理研究方面的延伸

    作者最后在腫瘤組織中檢測上述四種代謝物的含量，發(fā)現(xiàn)與鄰近組織相比，腫瘤組織中Creatine riboside和NANA的含量明顯升高，同時Creatine的含量也有增加。

Linking urinary metabolites to lung cancer tissue metabolome.

本篇文章是非常經(jīng)典的代謝組生物標志物研究范例，前期非靶向的篩選加上后期的靶向驗證，非常值得借鑒學習。此外，文章最后從體液類樣品再次回歸組織類樣品，叩開了后期機理研究的大門，這種研究思路也非常值得臨床研究借鑒，打動國自然評委的心。