基因组学的研究着重于探索遗传信息的传递规律，而表型组学则关注与基因组信息相匹配的大规模表型信息的整合和升华。食管癌是一种常见的消化道肿瘤，对人类生命的威胁极大，尤其重要的是，全球大部分食管鳞癌病例发生在中国。对于中国生物医学界来说，食管鳞癌的病理分子机制和临床诊断治疗的研究需求都是极其紧迫的。本文首次从表型组学的角度出发，开展食管癌组织样本的新型分子分型和诊断标志物研究。　　我们采集了通过严格临床检验的食管癌组织样本，展开了对这些样本的表型组测定，即转录组、蛋白质组和代谢组检测。在转录组水平上，我们基于NGS技术对食管癌和癌旁组织进行了深度的转录组测序分析。在40对组织中共定量到18，263个基因，在肿瘤与癌旁样本间发现了4，670个差异基因，其中有271个差异基因与脂质代谢有关，主要参与花生四烯酸代谢、鞘脂代谢和甘油磷脂代谢;通过体细胞转录组突变基因分析，在40例食管癌肿瘤组织中共检测到1，089个体细胞非同义突变位点。在蛋白质组水平上，我们运用SWATH MS/MS方法比较了食管癌的癌和癌旁组织的差异蛋白质，共发现522个差异蛋白质，其中有138个差异蛋白质所对应的转录组也表现了显著的丰度变化，二者的丰度差异呈中度相关（相关系数0.67），其中有61个差异蛋白与脂质代谢相关。在代谢组水平上，我们利用MSE定量对食管癌的癌和癌旁组织的一般代谢物和脂质代谢物分别进行了组间的差异分析。通过统计学分析，发现常规的代谢物含量在这两个组织中的差异不明显，而脂质代谢物则体现了显著差异，脂质分子相关的差异峰有980个，其中477个有一级鉴定信息，主要包括了富集于鞘脂代谢和甘油磷脂代谢通路的脂酰肉碱类、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、溶血磷脂酰胆碱及溶血磷脂酰乙醇胺等。这提示，食管癌组织中相关的脂质代谢通路可能异常。值得指出的是，这些通路相关的酶类以及它们的编码基因与食管癌转录组和蛋白质组的数据有一定契合，说明脂质代谢相关基因的表达状态和所对应的功能活性在食管癌组织中均会表现异常。　　基于个体的表型组数据，我们从两个方面着手开展肿瘤的表型组整合分析。1)结合食管癌组织的表型组数据和相应样本的临床信息，分析了表型分子与肿瘤组织行为之间的逻辑关系，发展了新型食管癌分子分型模式。综合考虑食管癌相关的mRNA丰度以及体细胞突变分布，可以将40例样本分为3组。将各组所特有的差异mRNA进行功能性分类，每一组所富集的功能通路以及蛋白质的功能注释上是显著不同的。重要的是，进一步将脂质代谢数据纳入分子分型评价，各组中脂类代谢相关的mRNA丰度与它们含有的异常脂质分子呈现相关性。显然，深度的转录组数据不仅有助于发展新型的食管癌分子分型，而且分子分型后的组别具备一定的功能性意义，这拓宽了食管癌的基础、药物靶标、临床研究的新思路。2)利用表型组数据，发展新一代的食管癌潜在标志物。在采用SWATH筛选食管癌相关蛋白质的基础上，我们进一步利用MRM技术验证了SWATH的筛选结果，尤其建立了靶标性检测食管癌组织中高表达蛋白质的MRM方法，并获得129个食管癌相关蛋白质的高质量定量数据。基于这些候选蛋白质和靶标蛋白质组技术，我们开展了食管癌患者术前和术后血清靶标蛋白质的定量分析，确定了12个靶标蛋白质在食管癌患者术后的血清中丰度显著降低，预示着这些血清蛋白质对食管癌的诊断和愈后有潜在的临床指导意义。通过食管癌患者、非典型增生患者和正常健康对照的血清脂质组分析，结果表明，脂质分子在正常血清、非典型增生血清和食管癌血清之间存在着明显的差异。通过不同脂质分子在这些血清样本中的丰度变化，并结合不同组合的ROC评估，共筛选出了3种不同的脂质分子组合，它们能够分别区分正常与非典型增生（5个脂质分子）、正常与食管癌（5个脂质分子）以及食管癌和非典型增生（20个脂质分子）的血清样本。因此，脂质分子可能成为新一类食管癌血清标志物。