论文部分内容阅读
肺癌和肺炎是目前对人类生命健康威胁最大的肺部疾病,实现肺癌的早期发现、肿炎感染细菌的早期确定是治疗这两个疾病的关键。呼吸气体诊断能够检测出呼出气体中有机成分含量的改变,从而检测疾病,由于其无创、便捷、快速的特点因此成为研究疾病的热点。本研究使用呼出气体冷凝物(Exhaled Breath Condensate, EBC)检测方法进行肺癌特征性标志物--癌胚抗原(Carcinoma Embryonic Antigen, CEA)、神经元特异性烯醇化酶(Neuron Specific Enolase, NSE)、鳞状细胞癌抗原(Squamous Cell Carcinoma antigen, SCC)的检测,从而实现肺癌的检测；通过检测可挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds, VOCs)的方法鉴定了肺炎感染中大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌三种细菌的特征性气体标志物。主要包含以下内容：1、目前EBC采集仪器和采集方法无统一标准,本文针对要采集的大分子蛋白CEA、 NSE、 SCC设计了一种呼出气体冷凝液采集仪器,通过实验获得该仪器最佳采集时间为5分钟,最佳采集温度为-10℃。并将该仪器与商用Ecoscreen进行比较发现,在相同温度和相同采集时间情况下该仪器能够采集更多的EBC,且CEA浓度更高。2、针对肺癌三种标志物CEA、NSE、SCC进行分析,分别分析了健康人和肺癌病人不同肺癌病例类型、肿瘤分期CEA、NSE、SCC的浓度情况,发现肺癌病人CEA、NSE、SCC浓度高于健康对照组。而不同肺癌病理类型中,腺癌中CEA最敏感,鳞癌中SCC最敏感,小细胞癌中NSE最敏感。针对不同分期的比较,发现分期越大,CEA、NSE、SCC的浓度越高,说明肿瘤恶化程度越高,肿瘤标志物水平越高,而Ⅰ期患者EBC中CEA、NSE、SCC浓度仍高于健康对照组,说明EBC中三种肿瘤标志物的检测对早期肺癌检测有效。3、使用ROC曲线对CEA、NSE、SCC阳性阈值进行分析,最终得到CEA阳性闽值为2.15ng/ml, NSE阳性阈值为4.65ng/ml, SCC阳性阈值为0.45ng/ml,并据此进行EBC中三种标志物的敏感性和特异性的计算,EBC中CEA敏感性为72.4%,特异性为78.6%。EBC中NSE敏感性为49.2%,特异性为83.9%。 EBC中SCC敏感性为62.9%,特异性为62.5%。通过对三种标志物的联合检测发现联合检测的敏感性提高到93.3%,而特异性则为53.6%。说明通过联合检测可以大幅提高肺癌检测的敏感性。4、研究细菌感染肺部组织的最佳检测时间、最佳感染浓度,通过大肠杆菌感染人体肺部组织实验发现,24小时VOCs出峰最多且峰值较高,因此选择24小时作为最佳检测时间。通过对0、108、109/ml浓度的细菌感染肺部组织发现108/ml、109/ml浓度细菌组VOCs出峰种类更多,峰值更高,而这两组相差不大,因此选择108/ml作为最佳感染浓度。5、建立细菌感染肺部组织模型和细菌感染动物模型,通过两种感染模型获得大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌三种细菌的特征性气体成分,最终发现十六醇是大肠杆菌感染肺部组织产生的特征性标志物,2,5-二(1,1-二甲基-乙基)-苯酚(C14H22O)是金黄色葡萄球菌产生的特征性标志物,2,4,6-三(1,1-二甲基-乙基)-苯酚(C18H30O)是铜绿假单胞菌产生的特征性标志物。