基于非靶标代谢组学的肺腺癌软脑膜转移患者脑脊液代谢特征研究

作者：林永娟; 李会颖; 尹震宇; 郭爱斌; 谢宇^*

来源：国际肿瘤学杂志, 2022, 49(07): 390-399.

• 代谢组学
• 肺腺癌
• 软脑膜转移
• 脑脊液

目的分析脑脊液中代谢标志物在晚期肺腺癌软脑膜转移(LM)中的诊断价值。方法收集2019年12月至2021年12月于南京大学医学院附属鼓楼医院就诊的肺腺癌LM患者脑脊液样本46例(LM组), 另外选取同期神经系统良性疾病患者的脑脊液样本48例(对照组), 采用高效液相色谱-质谱技术对脑脊液进行代谢组学分析, 应用主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘判别分析法(OPLS-DA)进行建模, 采用多标准评价体系寻找两组间差异性代谢产物, 并利用受试者工作特征(ROC)曲线、通路富集分析等方法, 筛选与肺腺癌LM发病相关的代谢物及其通路。结果 LM组与对照组间的年龄(Z=-0.41, P=0.210)、性别(χ2=1.19, P=0.275)、吸烟史(χ2=2.86, P=0.091)、Karnofsky功能状态评分(χ2=0.65, P=0.419)及颅内压增高比例(χ2=0.65, P=0.419)差异均无统计学意义。PCA模型(正离子与负离子模式下, R2X分别为0.608和0.583, Q2分别为0.462和0.513)和OPLS-DA模型(正离子与负离子模式下, R2Y分别为0.967和0.889, Q2分别为0.959和0.852)显示整体数据质量良好, 具有较好的解释率和预测率, 对数据进行200次重采集验证, 不存在过度拟合现象。两组人群代谢轮廓有显著差别, 应用多标准评价体系共筛选出30个内源性差异性代谢物, 通过ROC曲线分析确定了曲线下面积(AUC)较大的6种潜在的生物标志物, 包括酪氨酸(AUC=0.967, 95%CI为0.906～1.000)、苯丙氨酸(AUC=0.992, 95%CI为0.973～1.000)、丙酮酸(AUC=0.976, 95%CI为0.935～1.000)、色氨酸(AUC=0.935, 95%CI为0.880～0.973)、葡萄糖(AUC=0.932, 95%CI为0.880～0.975)、一磷酸腺苷(AUC=0.993, 95%CI为0.987～1.000)。将筛选的30种差异性代谢产物进行代谢通路富集分析, 匹配到20条相关的代谢通路, 其中最可能引起代谢产物变化的4条代谢通路为:糖酵解及糖代谢合成, 丙酮酸代谢, 苯丙氨酸代谢, 苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成。结论非靶向代谢组学可有效筛查肺腺癌LM患者特异的脑脊液代谢物, 6种潜在的代谢物如酪氨酸、苯丙氨酸、丙酮酸、色氨酸、一磷酸腺苷、葡萄糖及其代谢通路可能参与肺腺癌LM的发病过程。

• 单位
  南京大学医学院附属鼓楼医院