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质子核磁共振谱结合模式识别筛寻大肠癌特征性粪便代谢标志物组
目的 联合质子核磁共振谱(1H-NMR)和模式识别筛寻大肠癌高危预警、早期诊断的粪便代谢标志物组.方法 于2014年1-12月,在汕头大学医学院第二附属医院进行手术治疗的所有肠腺瘤和Ⅰ/Ⅱ期大肠癌病例中,选取经组织病理学确诊、治疗前未进行放疗或化疗、未使用抗生素、无上消化道及小肠病史和体征者为研究对象,肠腺瘤和Ⅰ/Ⅱ期大肠癌病例分别为25和20例.另选取来自同期本院健康体检个体,纳入无肿瘤病史、各项体检指标正常、未使用抗生素者为对照组,共32名.收集研究对象粪便样本约5～10g,采用400 MHz 1H-NMR检测样本上清液代谢物,所得数据采用正交偏小二乘法判别分析(OPLS-DA)进行模式识别,确定对照组和肠腺瘤及Ⅰ/Ⅱ期大肠癌的差异性粪便代谢物组,并且绘制受试者工作曲线(ROC),评估其在大肠癌早期筛查诊断的临床价值.结果 Ⅰ/Ⅱ期大肠癌20例,男性11例,女性9例,年龄为(52±13)岁;肠腺瘤25例,男性14例,女性11例,年龄(53±11)岁;对照组32名,男性15名,女性17名,年龄为(53±14)岁.OPLS-DA可有效区分对照组和肠腺瘤及Ⅰ/Ⅱ期大肠癌组的粪便上清液代谢物:对照组粪便样本中丁酸、醋酸、丙酸、葡萄糖及谷氨酰胺含量的相对信号强度分别为23.0±6.0、45.0±11.0、26.0±7.0、37.0±7.0和4.5±2.0,肠腺瘤组为18.0±5.0、31.0±11.0、22.0±6.0、31.0±7.0和4.9±1.0,Ⅰ/Ⅱ期大肠癌组为14.0±6.0、24.0±8.0、19.0±5.0、26.0±8.0和5.4±1.0,均低于对照组(Z值分别为-2.07、-2.32、-2.43、-2.07和2.21,P值分别为0.008、0.011、0.032、0.044和0.044);对照组粪便样本中乳酸、谷氨酸及琥珀酸盐含量的相对信号强度为4.8±1.0、3.2±2.0和12.0±2.0,肠腺瘤组为6.9±2.0、4.9±1.0和15.0±3.0,Ⅰ/Ⅱ期大肠癌组为7.8±1.0、5.4±1.0和18.0±2.0,均高于对照组(Z值分别为2.02、2.21和2.25,P值分别为0.038、0.044和0.011).ROC显示,醋酸和琥珀酸盐在区分对照组和Ⅰ/Ⅱ期大肠癌的曲线下面积、灵敏度及特异度均大于90％.结论 基于NMR的粪便代谢组学可以有效区分Ⅰ/Ⅱ期大肠癌、肠腺瘤和对照组,为大肠癌的早期筛查诊断提供了有价值的分子水平的代谢信息.
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新疆不同民族食管癌血浆代谢组学差异分析
目的 探讨磁共振(magnetic resonance,MR)技术在筛查食管癌中的作用及分析不同民族食管癌血浆代谢组学差异.方法 收集新疆医科大学第一附属医院胸外科确诊的108例食管癌患者和50名健康人血液标本,应用MR技术结合正交偏小二乘判别分析法(orthogonal partial least-squares discriminant analysis,OPLS-DA),分析新疆哈萨克族、汉族和维吾尔族食管癌患者与健康人血浆代谢物指纹图谱,确定食管癌患者及不同民族食管癌的差异性代谢组分.结果 食管癌患者和健康人血浆多种代谢组分有显著性差异.与对照组相比,食管癌患者血浆中多种代谢物显著下降,包括亮氨酸(0.0043±0.0006、0.0040±0.0006)、丙氨酸(0.0039±0.O007、0.0033±0.O006)、异亮氨酸(0.0067±0.0010、0.0063±0.O009)、缬氨酸(0.0037±0.0005、0.0035±0.0006)、糖蛋白(0.0123±0.0043、0.0102±0.0022)、乳酸(0.0342±0.0113、0.0258±0.0085)、丙酮(0.0027±0.0023、0.0017±0.0008)、乙酸(0.0007±0.0001、0.0006±0.0001)、胆碱(0.0035±0.0006、0.0029±0.0007)、异丁酸(0.0020±0.0004、0.0018±0.0003)及脂肪分解产物不饱和脂类(0.0072±0.0013、0.0059±0.0018)、极低密度脂蛋白(0.1209±0.0589、0.0879±0.0269)、低密度脂蛋白(0.0885±0.0328、0.0785±0.0288)和1-甲基组氨酸(0.0005±0.0001、0.0004±0.0005)等,差异有统计学意义(r值均>0.27,P值均<0.05).食管癌患者血浆中二甲胺(0.0004±0.0001、0.0005±0.0001)、α-葡萄糖(0.0079±0.0013、0.0081±0.0016)和β-葡萄糖(0.0139±0.0024、0.0142±0.0029)、柠檬酸(0.0044±0.0008、0.0106±0.0058)等明显增加,与健康人比较差异有统计学意义(r值均<-0.27,P值均<0.05).汉族与哈萨克族食管癌患者比较,血浆中丙氨酸(0.0031±0.0005、0.0029±0.0004)、谷氨酰胺(0.0010±0.0001、0.0009±0.0001)、酪氨酸(0.0009±0.0001、0.0008±0.0001)、1-甲基组氨酸(0.0005±0.0001、0.0004±0.0001)含量显著增加(r值均>0.35,P值均<0.05),哈萨克族患者血浆中肉碱(0.0028±0.0006)含量明显高于汉族患者(0.0025±0.0004)(r=-0.40,P<0.05);维吾尔族与哈萨克族患者比较,血浆中不饱和脂类(0.0059±0.0018、0.0047±0.0011)、异亮氨酸(0.0062±0.0011、0.0058±0.0007)、丙氨酸(0.0032±0.0007、0.0028±0.0004)、糖蛋白(0.0096±0.0019、0.0086±0.0011)、谷氨酰胺(0.0011±0.0001、0.0009±0.0001)、酪氨酸(0.0009±0.0001、0.0008±0.0001)、1.甲基组氨酸(0.0005±0.0001、0.0004±0.0001)含量显著增加(r值均>0.33,P值均<0.05),哈萨克族患者血浆中肉碱(0.0027±0.0005)含量显著高于维吾尔族患者(0.0025±0.0004)(r=-0.36,P<0.05).结论 以代谢组学为基础的MR技术是无创、快速、高度敏感的检测方法 ,在食管癌早期诊断和高危人群筛查方面具有独特优势和应用潜力.
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代谢组学分析技术筛选结核性胸膜炎患者胸腔积液生物标志物的研究
目的 采用超高效液相色谱-质谱联用分析技术(UPLC-MS)分析结核性胸膜炎患者胸腔积液,建立基于代谢物组的OPLS-DA模型,探讨潜在的代谢标志物.方法 收集2012年11月至2013年9月在天津市海河医院住院患者的胸腔积液标本166份(结核性胸腔积液83份,细菌性胸膜炎31份,肺癌30份,心力衰竭22份)进行代谢组学定量分析研究.通过模式识别方法构建正交偏小二乘判别分析(OPLS-DA)模型,代谢物根据变量投影重要性值(VIP)值、VIP置信区间进行初步筛选,然后利用SPSS 17.0对所得变量进行非参数检验(Kruskal-Wallis H检验),进而筛选出潜在代谢标志物.结果 基于胸腔积液代谢物数据建立的OPLS-DA模型,验证模型的预测准确度达到100％(38/38),该模型能够很好地区分结核性胸膜炎组及对照组.基于代谢物筛查得到的46特征离子中有5个具有统计学差异,其中在结核性胸膜炎组17a,20a-二羟基胆甾醇(2 589 490.00),磷脂[20∶4(8Z,11Z,14z,17z)](1 188 670.00),生育三烯酚(1 051 760.00),磷脂(0-18:0) (434 394.00)与肺癌组(735 615.00、336 815.00、324 563.00、193 055.00)、细菌性胸膜炎组(1 678 805.00、598 256.50、699 384.00、343 866.00)、心力衰竭组(535 842.00、253 503.00、234 503.00、130 185.00)比较显著增高(H分别为26.787、18.680、26.193、21.024,P＜0.01),在结核性胸膜炎组L-苯丙氨酸(245 976.00)与肺癌组(753 033.50)、细菌性胸膜炎组(357 278.00)、心力衰竭组(586 678.00)显著下降(H=13.635,P＜0.01).结论 基于UPLC-MS分析技术平台构建的OPLS-DA模型可区分结核性胸膜炎与对照组,为寻找结核性胸膜炎的特征标志物及早期诊断提供了新的方法.
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基于高分辨液质联用技术的不同产地鲜丹参药材品质分析
目的 分析不同产地新鲜丹参中主要活性成分含量,合理评价鲜丹参药材品质.方法 采用LTQ-Orbitrap XL高分辨质谱仪测定全国7个不同产地新鲜丹参中5个丹酚酸类和12个丹参酮类成分.在此基础上,进行主成分分析(PCA)和小二乘法分析(PLS).结果 同一产地新鲜丹参主要活性成分的含量基本一致,不同产地新鲜丹参主要活性成分的含量差异显著;其中,湖北产区丹参的丹酚酸类成分含量高,四川和河南产区丹参的丹参酮Ⅰ和丹参酮ⅡA成分含量高;PCA和PLS分析显示,大部分活性成分的含量分布具有明显的产地特异性.结论 不同产地新鲜丹参质量差异显著并具有较显著的产地特异性,以新鲜丹参药材作为品质评价材料,是现今基于干药材为品质评价原料研究方法的有益补充,为更全面综合的评价丹参及其他中药材探索了新的研究途径.
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男性高尿酸血症患者血浆代谢组学的研究
目的:研究男性高尿酸血症(HUA)患者血浆成分的变化,为探讨HUA病因、HUA与其他代谢综合征(MS)组分的关系提供参考.方法:运用氢核磁共振(1H-NMR)代谢组学方法分析高尿酸血症患者(HUA组,n=5)和同期体检健康者(健康对照组,n=5)血浆中饱和脂肪酸、N-乙酰糖蛋白、极低密度脂蛋白(VLDL)等代谢物的变化,结合主成分分析(PCA)和偏小二乘判别分析法(PLS),分析2组这些代谢物差异.结果:HUA组较健康对照组的饱和脂肪酸、N-乙酰糖蛋白、VLDL、乳酸、乙醇的水平上升,卵磷脂、谷氨酰胺、葡萄糖的水平下降.结论:HUA患者较健康对照组存在脂类代谢异常、糖酵解加剧、谷氨酰胺水平下降等问题,可能与HUA的发病、病程转归有关.
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丙型肝炎病毒自发清除者的血清代谢组学研究
目的 探索HCV自发清除者、慢性丙型肝炎(丙肝)及健康人血清代谢组学的差异.方法 纳入HCV自发清除者、慢性丙肝患者和健康对照各30例,采用快速液相色谱-串联质谱联用(LC-MS/MS)技术,应用主成分分析(PCA)、正交偏小二乘法-判别分析(OPLS-DA)进行模式识别,然后通过变量重要性因子(VIP)、非参数检验,结合数据库检索筛选鉴定有差异的代谢物.结果 25个变量被确认为存在显著差异的代谢物,其中7个变量被鉴定为花生四烯酸、棕榈油酸、葵酰基肉碱、溶血磷脂酰胆碱(20∶5,16∶0)、溶血磷脂酰乙醇胺(16∶0,18∶0),涉及脂肪酸、磷脂等代谢.其中花生四烯酸以及未鉴定出明确结构的m/z 179.0719、m/z 382.1360、m/z 548.3475、m/z680.4281、m/z 303.2323等物质与自发清除组的相关性较好,受试者工作特征曲线下面积为0.887～0.977,具有较好的特异度和敏感度.结论 HCV自发清除者、慢性丙肝感染者、健康人在血清代谢水平上存在明显差异,这些差异的意义有待进一步探索.
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基于双源CT数据的小二乘曲线拟合对国人左心室功能的分析研究
目的:探讨基于双源CT容积数据的小二乘曲线拟合法在评价左心室功能中的实现方法及其所得各指标与多次屏气电影法MR1测得的左室功能各指标的相关性及一致性.为临床提供一种能够准确计算左心室功能的方法.方法:32例纳入对象全部进行冠脉CTA及多次屏气MR心功能电影检查,在CT容积数据基础上由Matlab进行基于傅利叶变换的小二乘多项式曲线拟合,计算拟合的左心室功能指标.对比分析拟合的心功能指标值与MR测定值之间的相关性.根据原始CT数据的时间-容积曲线形态,将32例对象分为光滑曲线组和大波动曲线组,分别将其拟合的心功能指标值与MR的对应指标进行Bland-Altman一致性分析.结果:小二乘拟合法计算的左心室功能指标与MR的对应测量值之间具有很好的相关性(r =0.93～099,P＜0.05).Bland-Altman分析显示两组数据在95％一致性范围以外分布点数少；拟合值与MRI测量值具有良好一致性.结论:在双源CT多时相容积数据基础上应用小二乘曲线拟合能够拟合左心室的时间-容积函数,使心功能的测量结果具有很高的准确性,对指导心功能软件的开发及临床应用具有重要价值.
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虎杖的功效成分组研究Ⅲ——对血浆黏度影响的谱效分析研究
目的 在高效液相指纹图谱和降低急性血瘀大鼠血浆黏度药效的基础上进行谱效分析,以确定虎杖降低急性血瘀大鼠血浆黏度药效的药效成分组.方法 采用偏小二乘回归法(PLSR)对虎杖高效液相色谱(HPLC)指纹图谱数据和降低急性血瘀大鼠血浆黏度药效数据之间的内在联系进行谱效分析.结果 指纹图谱上X6、X12、X13、X15、X16这5个成分组成的药效成分组对虎杖降低血浆黏度药效的贡献大.结论 中医用药基于正确的辨证论治,是根据中药的功效对患者进行治疗,因此,反映中药功效的功效成分组是评价中药质量的关键,功效成分组需终得到药效验证才具有代表性.
