目的:甲状腺结节的发病率正逐年上升,目前甲状腺乳头状癌已经成为美国女性发病率第五位的恶性肿瘤。迄今为止,鲜有关于良恶性甲状腺结节的代谢组学研究以及关于甲状腺乳头状癌淋巴结转移、原发肿瘤大小与代谢产物关系的研究,甲状腺结节的组织、血清代谢特征均未明确。代谢组学技术可系统分析机体小分子代谢产物变化规律,是了解病变过程以及发现潜在生物学标志物,辅助临床诊断的重要研究方法。本研究旨在阐明甲状腺乳头状癌组织代谢特征以及代谢产物与淋巴结转移、肿瘤原发灶大小的相关性;甲状腺乳头状癌、良性甲状腺腺瘤的血清氨基酸代谢特征并探讨其异同点。方法:1.联合应用超高液相色谱-飞行时间质谱和气相色谱-飞行时间质谱技术,对43例女性PTC患者的肿瘤组织及其邻近非肿瘤组织的代谢产物进行检测,获取代谢谱图。再结合多维模式识别技术及单维统计分析,寻找出甲状腺乳头状癌肿瘤组织与邻近非肿瘤组织间的差异代谢产物以及相关的代谢途径。根据不同的淋巴结转移情况、肿瘤原发灶大小进行再分组,比较组间具有显著差异的代谢产物及相关代谢途径。2.采用全自动氨基酸分析仪对年龄和身体质量指数均匹配的30例女性甲状腺乳头状癌患者、30例女性良性甲状腺腺瘤患者及30例女性健康对照的血清氨基酸进行检测,获得代谢谱。结合多维、单维统计的方法分析三组间的具有差异的血清氨基酸。结果:1.甲状腺乳头状癌肿瘤组织与邻近非肿瘤组织间存在46种浓度变化显著的差异代谢产物。乳头状癌肿瘤组织具有氨基酸代谢、糖酵解、嘌呤和嘧啶代谢、色氨酸代谢、一碳单位代谢以及牛磺酸与亚牛磺酸代谢途径代谢增强的代谢特征。同时本研究发现乳头状癌肿瘤组织内亮氨酸、尿嘧啶、半胱氨酸和腐胺水平升高与肿瘤原发灶大小具有密切的关系;柠檬酸水平降低和7-甲基黄嘌呤水平升高与女性PTC患者的淋巴结转移具有相关性。2.与年龄、身体质量指数匹配的女性健康对照相比,病变组(包括PTC和BTA)存在7种共同的差异代谢产物,其中Met,Leu,Phe,Gly,Arg和EOHNH2均表现为水平降低,仅Cys水平显著升高。3种PFAA,包括Val,Ala和Tyr仅在健康对照组和PTC组间具有差异性,表现为在PTC组内水平降低。6种PFAA,包括Thr,Asp,Ser,Glu,αAAA和AspNH2仅在健康对照组和BTA组间具有差异性,表现为在BTA组内水平降低。3种PFAA,包括Ser,Gly和NH3在PTC和BTA组间具有差异性。结论:1.女性甲状腺乳头状癌肿瘤组织具有氨基酸代谢、糖酵解、嘌呤和嘧啶代谢、色氨酸代谢、一碳单位代谢以及牛磺酸与亚牛磺酸代谢途径代谢增强的代谢特征。我们的研究发现乳头状癌肿瘤组织内亮氨酸、尿嘧啶、半胱氨酸和腐胺水平升高与肿瘤原发灶大小具有密切的关系;柠檬酸水平降低和7-甲基黄嘌呤水平升高与女性乳头状癌患者的淋巴结转移具有相关性。2.女性甲状腺乳头状癌、良性腺瘤患者具有特定的血清游离氨基酸水平代谢变化,提示氨基酸代谢改变与乳头状癌、良性腺瘤的发病机制具有相关性,为乳头状癌、良性腺瘤发病机制提供新的见解。但两者具有相似性,单依靠血清氨基酸特征无法作为甲状腺良恶性疾病鉴别的诊断标志。