[发明专利]尿液中肺癌特征代谢产物指纹图谱的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及尿液检测领域，具体涉及一种尿液中肺癌特征代谢产物指纹图谱的检测方法。

背景技术

肺癌是最常见的肺原发性恶性肿瘤，绝大多数肺癌起源于支气管粘膜上皮，故亦称支气管肺癌，是世界上发病率及死亡率最高的肿瘤。其总体5年生存率在美国约为15%，在中国及欧洲国家约为8%。然而晚期的远处转移病例的5年生存率仅为2%。当前主要的治疗手段为早期发现、早期治疗。肺癌的发生发展通常较隐匿，7%-10%的病例可没有临床表现，发现时已经为晚期。目前仍缺乏一种简单、有效的方法用于筛查肺癌。工业废气、建筑扬尘、生活燃料和油烟，交通废气等空气污染，以及卷烟烟气等都是认定为肺癌重要的危险因素。吸烟与肺癌也是密切相关的，在发达国家吸烟者患肺癌的相对危险度较非吸烟者高5-10倍，在一篇中国的相关报道中显示吸烟的相对危险度约为2-4（Bo-Qi Liu,et,al.Emergingtobacco hazards in China:1.Retrospective proportional mortality study of onemillion deaths.BMJ 317:1411.）。当前，全球有13亿的烟民，且在世界范围，烟草的消费仍然处于一种上升的趋势，特别是在中低收入的发展中国家。我国是烟草生产和消费大国，预计在未来的一段时间里，我国吸烟人数还将大幅上升。因而预防吸烟有关的肺癌，有十分重要的意义。肺癌的主要治疗依赖于早期诊断和治疗，而当前并没有一种便捷、有效的方法用来对肺癌进行筛查。

气相色谱质谱联用技术（GC/MS）现已被广泛的应用于复杂组分的分离和鉴定，其结合了气相色谱的高分辨率和质谱的高灵敏度，是生物样品中药物与代谢物定性定量的有效工具。GC/MS和液相色谱质谱联用技术（LC/MS）当前也被广泛的应用到代谢组学的研究中。色谱技术主要由流动相和固定相组成，样本由流动相带入色谱仪，在气相色谱技术中，流动相即为气体。当两相作相对运动时，样本不断地在两相之间进行分配，样本各组分与固定相分子间发生吸附、溶解、结合或离子交换，使样本各组分随载气在两相之间反复多次分配，由于样本各组分之间的性质不同，流动相气体携带的样本中各种不同组分在色谱过程中的样本中表现出不同的色谱行为，最终使那些分配系数只有微小差别的组分发生很大的分离效果，从而使不同组分得到完全分离。将分离后的各种组分用质谱进行检测。并对检测后得到的代谢产物进行对比分析，最后得到各组间的差异性代谢产物，利用支持向量机、人工神经网络及主成分分析等生物信息学的方法选择部分差异性代谢产物建立判别模型。

发明内容

本发明提供了一种尿液中肺癌特征代谢产物指纹图谱的检测方法，采用气相色谱质谱联用技术（GC／MS），从代谢组学研究的角度筛选可用于筛查吸烟人群和非吸烟人群中肺癌患病状况的生物标志物。

一种尿液中肺癌特征代谢产物指纹图谱的检测方法，采用气相色谱质谱联用技术检测肺癌患者和健康对照者的尿液样本的代谢图谱，结合支持向量机的生物学方法，分别建立吸烟者肺癌代谢产物指纹图谱和非吸烟者肺癌代谢产物指纹图谱；吸烟者肺癌代谢产物指纹图谱由草酸、磷酸、尿嘧啶、苏氨酸、5-氧脯氨酸、柠檬酸和半乳糖组成或者由磷酸、尿酸、柠檬酸和草酸组成；非吸烟者肺癌代谢产物指纹图谱由丙氨酸、草酸、磷酸、尿嘧啶、丝氨酸、苏氨酸、5-氧脯氨酸、核糖、顺乌头酸、柠檬酸、半乳糖、酪氨酸、软脂酸和硬脂酸组成。

所述的吸烟者肺癌代谢产物指纹图谱中的显著特征为磷酸、尿酸、柠檬酸和草酸。

所述的非吸烟者肺癌代谢产物指纹图谱中的显著特征为尿嘧啶。

具体实验步骤如下：

采用气相色谱质谱联用技术对肺癌人群和健康对照人群的尿液样本进行检测，确定代谢产物图谱；

1.通过生物信息学的方法，分别找到吸烟和非吸烟人群中的肺癌和健康对照的差异性代谢产物，并建立预测模型；

2.通过对吸烟人群和非吸烟人群的两组尿液代谢产物的对比，找到了与吸烟和肺癌同时相关的代谢产物，包括磷酸、尿酸、柠檬酸和草酸；

3.用建立的预测模型对肺癌人群和健康对照人群进行检测，3组的准确率分别为吸烟人群：91.67%，83.87%；非吸烟人群：90.70%，66.67%；总人群：89.87%，73.47%。