目的结肠癌是全球癌症新发病例中的第四大常见癌症。代谢改变是肿瘤发生发展的关键环节。鸟氨酸（Orn）代谢在肿瘤的生长过程中起着重要作用。本研究旨在探索鸟氨酸代谢途径在结肠癌中的变化规律,为提高结肠癌的治疗和诊断水平提供新的理论依据和技术支持。方法我们利用人代谢组数据库（HMDB）寻找到在结肠癌代谢中发生显著变化的多种代谢物,其中包括鸟氨酸。使用液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）的技术分析了63例结肠癌患者及63例健康人的血浆中的鸟氨酸代谢水平。利用京都基因与基因组百科全书（KEGG）和代谢分析师数据库对鸟氨酸的代谢途径进行了鉴定,并进一步分析了鸟氨酸代谢途径的上、下游相关代谢产物,探讨结肠癌中鸟氨酸代谢水平改变的机制。应用多元数据建模评价鸟氨酸其及代谢途径上的生物分子在结肠癌中诊断价值。结果鸟氨酸代谢水平在结肠癌组和健康人群组中存在显著性差异。鸟氨酸代谢途径中的上、下游代谢产物包括精氨酸（Arg）和N1,N12-二乙酰精胺（DiAcSpm）。我们应用通路分析观察到Arg-Orn-DiAcSpm代谢途径在结肠癌中表达上调。偏最小二乘-判别分析（PLS-DA）模型显示两组间精氨酸、鸟氨酸和N1,N12-二乙酰精胺所组成的代谢谱存在显著差异。基于这三种代谢物的代谢数据,我们建立了Logistic回归诊断模型。通过受试者工作特征（ROC）曲线评价该模型对结肠癌的诊断价值,曲线下面积（AUC）显示为0.880。该模型诊断的灵敏度和特异性分别为85.7%和81.0%。结论本研究为进一步探索肿瘤相关代谢物的代谢途径的特征性改变提供了理论依据,为抗肿瘤药物的研发提供潜在的靶点。多元数据建模有望为无创性癌症筛查提供一种新的技术支持。