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【摘 要】 现代的肿瘤学观点一致认为，肿瘤的产生是一个时期较长、阶段较多、基因改变较多的过程，是由外在的环境和生物体内的因素相互作用的一个结果，具备多种基因调控以及多种因素调节的复杂性。而这些外在的环境和生物体内的因素所引起的和肿瘤的发生、发展相关的基因以及蛋白发生的变化，最后都会在肿瘤的代谢性小分子化合物的变化上反映出来，即肿瘤的代谢组变化。
【关键词】 代谢组学 肿瘤 应用
【中图分类号】 R73-3 【文献标识码】 A 【文章编号】 1671-5160（2015）01-0344-01
1 肿瘤诊断
肿瘤筛查的目的是基于早期诊断能提高患者5年生存率，患者就诊时，肿瘤分期越晚，根治性手术机会也越小，综合治疗效果越差。最适合开展筛查试验的病种是在疾病早期具有治愈手段的病种。有效的筛查试验具有的特点是：高灵敏性、高特异性、较高的效益成本比、受条件限制少、能广泛开展、患者易于接受。代谢组学具有非侵人性、高通量和高效益成本比，能将代谢性生物标志物的检查应用于恶性肿瘤的早期诊断。尽管目前代谢组学在临床上的应用还处于探索阶段，需要后续的深入研究，但是目前的研究已经证实，多种肿瘤患者的代谢谱和健康人群存在差异。
代谢性生物标记物能否应用于肿瘤早期诊断，目前的研究主要集中于卵巢癌、乳腺癌、结肠癌和前列腺癌中。Odunsi等[1]应用代谢组学方法预测上皮性卵巢癌（epithelial ovarian cancer，EOC）实验，对38名EOC术前病人，12 位良性卵巢囊肿和53 位健康者的血浆进行分析，结果表明代谢组学方法可以将 EOC患者与良性卵巢囊肿患者及健康者完全区分开。在乳腺癌的研究中，Sitter等人对10名乳腺癌患者的肿瘤组织及其肿瘤旁正常乳腺组织采用高分辨率魔角旋转（high—resolution magic angle spinning，HR—MAS）NMR进行检测，结果发现，在肿瘤组织中有30多种代谢物含量升高，包括甘氨酸、磷酸胆碱等。目前临床上乳腺包块诊断的手段主要是临床评估、x线检查和细针穿刺活检。敏感性在77%一94%，特异性在92%一95%。Mountford等人利用磁共振技术对细针穿刺活检、病理证实的57例良性和57例恶性乳腺肿瘤组织进行检测，以胆碱化合物的相对含量为参数，对乳腺癌诊断的敏感性和特异性高达93%和92%;对淋巴结状态预测的敏感性和特异性分别为97%和96%。Sitter等人的另一个研究中，从85名乳腺癌患者收集到85块肿瘤组织和18块癌旁正常乳腺组织，利用HR—MAS NMR技术进行检测，以肿瘤和正常组织中分属于甘油磷酸胆碱、磷酸和胆碱三大类的8种代谢产物胆碱（choline）、肌酸（creatine）、甘氨酸（glycine）、肌醇（myo—inosit01）、牛磺酸（taurine）、β一葡萄糖（beta—glucose）、磷酸胆碱（phosphocholine，PC）、甘油磷酸胆碱（glycerophosphocho—line，GPC）为参数行主成分判别分析，对肿瘤诊断的敏感性为83%，特异性为100%。Bathen等人采用同样的方法进行研究，结果表明代谢组学对乳腺癌的病理分级、激素受体状态和腋窝淋巴结是否转移的预测都有很高的准确性。上述的研究充分说明对从细针获取的乳腺组织进行NMR检测，能获取足够的病理生理信息。但是，Bathen等人的后续研究发现，当用临床信息不明的样本来验证模型时，诊断准确率较以前试验有很大下降，这提示我们，模型的建立和验证技术还需要进一步的改进。尽管以往的众多研究表明，代谢组学在肿瘤的早期诊断方面有广阔的前景，但我们还需要对前期的实验结果进行大样本队列研究验证。
2 疗效评估
与基因组学和蛋白质组学相比，代谢组对外界刺激具有更迅捷的反应应答，也就是说，代谢组学能更好地评估肿瘤对外在环境变换的反应，比如对药物治疗或手术切除效果的近乎实时的评估。通过对特异性生物标记物的筛查和鉴定，实现早期疗效评估、药物毒性监测。这不仅有利于治疗疗效的提高，还能同时避免或减轻药物不良反应事件的发生。虽然这个领域的研究才起步不久，但是无论是动物模型还是人体研究都表明其具有广阔的前景。
正电子发射断层显像（positron emission tomography，PET）作为一种众所周知的代谢成像技术，在临床上已广泛应用于多种肿瘤的诊断、分期和疗效评估上。其原理是通过测量体内放射性元素标记的葡萄糖、胆碱或胸苷（thymidine）的浓聚情况来反映体内组织生命代谢活动。例如，用18F脱氧葡萄糖（18F—fluorodeox—yglucose）一PET预测伊马替尼（imatinib）对复发性胃肠道间质瘤（gastrointestinal stromal tumors，GIST）的疗效时，其比传统的CT要早很多。
基于MRSI的既往研究表明，乳腺癌组织中的胆碱化合物含量明显高于正常腺体组织。Jagannathan等人对14名局部进展期乳腺癌患者新辅助化疗前及化疗3个周期或者6个周期后1周利用MRS进行体内的总胆碱含量检测，结果发现化疗后组织中的总胆碱化合物的含量下降，能初步预测局部晚期乳腺癌新辅助化疗疗效;Meisamy等人对16名病理证实的局部进展期乳腺癌患者在首次给药前及给药后24h进行体内的1H—MR检测，结果发现总胆碱化合物的含量变化与肿瘤大小变化有明显相关性。与之相比，MRI需要治疗后6周才能评估化疗是否有效。
参考文献
[1]Odunsi K， Wollman RM， Ambrosone CB， et al. Detection of epithelial ovarian cancer using 1H-NMR-based metabonomics [J]. International journal of cancer Journal international du cancer， 2005， 113（5）： 782-788.
【关键词】 代谢组学 肿瘤 应用
【中图分类号】 R73-3 【文献标识码】 A 【文章编号】 1671-5160（2015）01-0344-01
1 肿瘤诊断
肿瘤筛查的目的是基于早期诊断能提高患者5年生存率，患者就诊时，肿瘤分期越晚，根治性手术机会也越小，综合治疗效果越差。最适合开展筛查试验的病种是在疾病早期具有治愈手段的病种。有效的筛查试验具有的特点是：高灵敏性、高特异性、较高的效益成本比、受条件限制少、能广泛开展、患者易于接受。代谢组学具有非侵人性、高通量和高效益成本比，能将代谢性生物标志物的检查应用于恶性肿瘤的早期诊断。尽管目前代谢组学在临床上的应用还处于探索阶段，需要后续的深入研究，但是目前的研究已经证实，多种肿瘤患者的代谢谱和健康人群存在差异。
代谢性生物标记物能否应用于肿瘤早期诊断，目前的研究主要集中于卵巢癌、乳腺癌、结肠癌和前列腺癌中。Odunsi等[1]应用代谢组学方法预测上皮性卵巢癌（epithelial ovarian cancer，EOC）实验，对38名EOC术前病人，12 位良性卵巢囊肿和53 位健康者的血浆进行分析，结果表明代谢组学方法可以将 EOC患者与良性卵巢囊肿患者及健康者完全区分开。在乳腺癌的研究中，Sitter等人对10名乳腺癌患者的肿瘤组织及其肿瘤旁正常乳腺组织采用高分辨率魔角旋转（high—resolution magic angle spinning，HR—MAS）NMR进行检测，结果发现，在肿瘤组织中有30多种代谢物含量升高，包括甘氨酸、磷酸胆碱等。目前临床上乳腺包块诊断的手段主要是临床评估、x线检查和细针穿刺活检。敏感性在77%一94%，特异性在92%一95%。Mountford等人利用磁共振技术对细针穿刺活检、病理证实的57例良性和57例恶性乳腺肿瘤组织进行检测，以胆碱化合物的相对含量为参数，对乳腺癌诊断的敏感性和特异性高达93%和92%;对淋巴结状态预测的敏感性和特异性分别为97%和96%。Sitter等人的另一个研究中，从85名乳腺癌患者收集到85块肿瘤组织和18块癌旁正常乳腺组织，利用HR—MAS NMR技术进行检测，以肿瘤和正常组织中分属于甘油磷酸胆碱、磷酸和胆碱三大类的8种代谢产物胆碱（choline）、肌酸（creatine）、甘氨酸（glycine）、肌醇（myo—inosit01）、牛磺酸（taurine）、β一葡萄糖（beta—glucose）、磷酸胆碱（phosphocholine，PC）、甘油磷酸胆碱（glycerophosphocho—line，GPC）为参数行主成分判别分析，对肿瘤诊断的敏感性为83%，特异性为100%。Bathen等人采用同样的方法进行研究，结果表明代谢组学对乳腺癌的病理分级、激素受体状态和腋窝淋巴结是否转移的预测都有很高的准确性。上述的研究充分说明对从细针获取的乳腺组织进行NMR检测，能获取足够的病理生理信息。但是，Bathen等人的后续研究发现，当用临床信息不明的样本来验证模型时，诊断准确率较以前试验有很大下降，这提示我们，模型的建立和验证技术还需要进一步的改进。尽管以往的众多研究表明，代谢组学在肿瘤的早期诊断方面有广阔的前景，但我们还需要对前期的实验结果进行大样本队列研究验证。
2 疗效评估
与基因组学和蛋白质组学相比，代谢组对外界刺激具有更迅捷的反应应答，也就是说，代谢组学能更好地评估肿瘤对外在环境变换的反应，比如对药物治疗或手术切除效果的近乎实时的评估。通过对特异性生物标记物的筛查和鉴定，实现早期疗效评估、药物毒性监测。这不仅有利于治疗疗效的提高，还能同时避免或减轻药物不良反应事件的发生。虽然这个领域的研究才起步不久，但是无论是动物模型还是人体研究都表明其具有广阔的前景。
正电子发射断层显像（positron emission tomography，PET）作为一种众所周知的代谢成像技术，在临床上已广泛应用于多种肿瘤的诊断、分期和疗效评估上。其原理是通过测量体内放射性元素标记的葡萄糖、胆碱或胸苷（thymidine）的浓聚情况来反映体内组织生命代谢活动。例如，用18F脱氧葡萄糖（18F—fluorodeox—yglucose）一PET预测伊马替尼（imatinib）对复发性胃肠道间质瘤（gastrointestinal stromal tumors，GIST）的疗效时，其比传统的CT要早很多。
基于MRSI的既往研究表明，乳腺癌组织中的胆碱化合物含量明显高于正常腺体组织。Jagannathan等人对14名局部进展期乳腺癌患者新辅助化疗前及化疗3个周期或者6个周期后1周利用MRS进行体内的总胆碱含量检测，结果发现化疗后组织中的总胆碱化合物的含量下降，能初步预测局部晚期乳腺癌新辅助化疗疗效;Meisamy等人对16名病理证实的局部进展期乳腺癌患者在首次给药前及给药后24h进行体内的1H—MR检测，结果发现总胆碱化合物的含量变化与肿瘤大小变化有明显相关性。与之相比，MRI需要治疗后6周才能评估化疗是否有效。
参考文献
[1]Odunsi K， Wollman RM， Ambrosone CB， et al. Detection of epithelial ovarian cancer using 1H-NMR-based metabonomics [J]. International journal of cancer Journal international du cancer， 2005， 113（5）： 782-788.