鼻咽癌核磁共振波譜代謝組學研究.pdf

1、鼻咽癌是一種最常見的的頭頸部惡性腫瘤，其發(fā)病率和死亡率占頭頸部惡性腫瘤的首位。而我國是鼻咽癌的高發(fā)地區(qū)。其發(fā)病機制比較復雜，包括遺傳、環(huán)境、EB病毒等多因素的影響。目前的研究包括基因的突變、分子通道的變化、蛋白質組學、基因組學等，但是都難以全面理解鼻咽癌的發(fā)生、發(fā)展，給鼻咽癌的治療帶來了困難。鼻咽癌的早期診斷和早期治療與其預后有很大關系，早期患者治療后5年生存率可以達到80％以上，而中晚期患者的5年生存率小于20%，這與鼻咽癌發(fā)病部位與

2、檢查手段有一定關系。目前鼻咽癌的診斷還是以鼻咽鏡檢查為主，價格貴，而且對人體有傷害，還沒有一種準確、快速、簡便、適合大規(guī)模篩查的鼻咽癌早期診斷方法。
　　代謝組學是與基因組學、轉錄組學和蛋白質組學共同組成系統(tǒng)生物學，它們分別通過DNA、mRNA、蛋白質和代謝產(chǎn)物研究生物體系的結構和功能。代謝組學是通過定量研究生物體受刺激前后（包括基因修飾和病理生理刺激）代謝物的動態(tài)變化來研究生物體系的一種技術，其是對各種代謝途徑中分子量在1000

3、以下的小分子代謝物進行定性和定量分析。通過研究生物體在不同生長環(huán)境以及發(fā)育階段中的各種化合物,對其代謝路徑進行跟蹤,以便探索出基因、蛋白和代謝產(chǎn)物之間復雜的相互作用關系,系統(tǒng)地對生物體功能進行闡述。代謝組學技術是以血清、尿液、唾液為檢測標本，對人體基本沒有任何傷害，方法適合人群的篩查以及早期監(jiān)測。
　　代謝組學常用的檢測方法包括核磁共振波譜（NMR）、氣相色譜質譜聯(lián)用技術（GC-MS）、液相色譜質譜聯(lián)用技術（LC-MS）、毛細管電

4、泳質譜聯(lián)用技術（CE-MS）等。各種方法均有自己的優(yōu)勢。本研究中我們使用核磁共振波譜（NMR）技術，其優(yōu)勢在于對樣品的無損傷性，不會破壞樣品的性質和結構；同時樣品處理簡單，無需分離過程，更適合臨床標本的處理；對任何樣品檢測無偏向性，NMR對所有的化合物靈敏度都是相同的。
　　本文建立了基于核磁共振波譜技術的鼻咽癌血清和尿液的代謝組學研究方法，研究了鼻咽癌動物模型的血清代謝組學變化，分析了鼻咽癌患者與正常人血清和尿液的代謝譜的差異，

5、同時對比分析了治療前后鼻咽癌患者血清代謝譜的差異。主要內(nèi)容和結果如下：
　　1.采用核磁共振波譜（NMR）分析的代謝組學方法，考察了20例鼻咽癌患者和20例對照人群的血清代謝譜的差異，利用非監(jiān)督的主成成分分析，能看到鼻咽癌患者和正常人代謝譜的差異，進一步利用OPLS-DA的方法，尋找對區(qū)分兩組模型貢獻較大的變量，可以得到與鼻咽癌相關代謝物的變化，主要包括乙酰乙酸，丙酮酸鹽，肌酸，氧化三甲胺等在鼻咽癌組降低，而N-乙酰糖蛋白，甲硫氨

6、酸，膽堿，?；撬岬仍诒茄拾┙M中升高。
　　2.采用核磁共振波譜（NMR）分析的代謝組學方法，考察了20例鼻咽癌患者和20例對照健康人群的尿液代謝譜的差異，利用PCA分析觀察到NPC患者與健康人群代謝物譜存在差異，進一步使用OPLS-DA方法建立模型，尋找出對區(qū)分兩組模型貢獻較大的變量，可以得到與鼻咽癌相關代謝物的變化，其中二甲胺、?；撬岜磉_上調(diào)，而乳酸、肌酐、肌氨酸、氧化三甲胺、葡萄糖、馬尿酸、檸檬酸、琥珀酸在鼻咽癌組明顯降低。<

7、br>　　3.人鼻咽癌細胞株CNE-1傳代培養(yǎng)后，將1x107腫瘤細胞懸液0.1ml注射于裸鼠上肢部位，建立人鼻咽癌荷瘤裸小鼠模型，3周后，抽取模型血清標本，液氮保存?zhèn)溆?。利用核磁共振波譜技術(NMR)檢測模型動物血清，同時與主成分分析法(PCA)和OPLS-DA相結合，比較正常裸鼠血清與荷瘤裸鼠血清的代謝特征變化。正常裸鼠血清與荷瘤裸鼠血清代謝特征有明顯差異，總體上正常裸鼠血清與荷瘤裸鼠血清在Scores圖中明顯分為兩組，Loadin

8、gS圖中表明將正常裸鼠血清與荷瘤裸鼠血清分開的主要因素是LDL/VLDL、乳酸、異亮酸、膽堿類化合物、?；撬?、不TMAO以及糖類。與正常裸鼠血清比較，荷瘤裸鼠血清N-乙酰糖蛋白，甲硫氨酸，膽堿，?；撬岷肯鄬υ黾?，而乙酰乙酸，丙酮酸鹽，肌酸，氧化三甲胺，LDL/VLDL、乳酸、異亮酸等含量降低。與人血清代謝物相比，兩者代謝物差異一致，說明鼻咽癌荷瘤裸鼠模型是有效和可靠的。
　　4．采用核磁共振波譜（NMR）分析的代謝組學方法，對比

9、分析了放射治療后的鼻咽癌患者與鼻咽癌患者以及正常人群尿液代謝譜的差異，同時利用主成分分析法(PCA)和OPLS-DA相結合，比較三組血清的代謝特征變化?？傮w上放射治療后的鼻咽癌患者與鼻咽癌患者在Scores圖中明顯分為兩組，而放射治療后的鼻咽癌患者與正常人群在Scores圖中不能明顯分開。Loadings圖中表明將放射治療后的鼻咽癌患者與鼻咽癌患者尿液分開的主要因素是 TMAO、葡萄糖、乳酸、肌酐和肌氨酸，其含量在鼻咽癌患者中均顯著降低