代谢生物标志物有望解码胃癌(GC)的表型，并为胃癌诊断和预后提供高性能血液检测。
2023年7月17日，浙江省肿瘤医院程向东、袁莉和上海交通大学钱昆共同通讯在Gut（IF=25）在线发表了题为“Efficient plasma metabolic fingerprinting as a novel tool for diagnosis and prognosis of gastric cancer: a large-scale, multicentre study”的研究论文，该研究旨在建立基于血浆代谢信息的胃癌诊断和预后模型。
为了验证血液代谢物在GC诊断和预后中的价值，该研究开展了一项大规模、多中心、前瞻性验证的回顾性研究，并使用纳米颗粒增强激光解吸/电离-质谱技术记录了迄今为止世界上最大的GC特异性血浆代谢指纹(PMFs)队列，并构建了由21个代谢物组成的胃癌诊断模型，其在验证集中的AUC值达到0.907-0.940，并在264例前瞻性队列中得到了有效的验证（AUC：0.855-0.918）。该研究初步建立基于PMFs的GC诊断和预后模型，并试图构建具有理想性能的代谢面板，以实现广泛的临床应用。
根据国际癌症研究机构的最新数据，胃癌(GC)是全球第五大常见恶性肿瘤和第四大癌症相关死亡原因，每年导致约200万胃癌新病例和约80万胃癌相关死亡。重要的是，早期诊断及时治疗可以有效降低胃癌的高死亡率。早期胃癌患者的5年总生存率(OS)可超过90%，而伴有局部或远处转移的晚期胃癌患者的5年总生存率可降至5%-30%。然而，目前胃癌的诊断依赖于复杂的胃镜检查和经验丰富的医生，影响了其大规模应用，特别是在资源有限的地区。因此，即使在美国，超过60%的胃癌患者在诊断时已发生局部或远处转移。因此，新兴的基于生物标志物的血液检测方法具有操作简单、易于解释等优点，有望使GC的早期诊断走向大规模应用。
癌症生物标志物的选择是血液检测诊断的核心，同时考虑细胞生物标志物(如循环肿瘤细胞和癌症外泌体)和分子生物标志物(核酸、蛋白质和代谢物)。虽然细胞生物标志物已经取得了进展，但在临床环境中广泛使用的许多生物标志物都是以其稳定性而闻名的分子生物标志物。此外，与上游的核酸、蛋白质等分子生物标志物相比，作为下游分子生物标志物的小代谢物(分子量(MW)<1000Da)直接揭示了癌症的表型。值得注意的是，在小规模的初步队列中，可用代谢物作为GC生物标志物仍然非常有限(69-600)。因此，代谢生物标志物的面板是有需求的，它应该建立在一个设计的GC队列上，在诊断和预后方面都具有多种功能。
目前，质谱(MS)是高通量检测和分析小型代谢物的主要工具，具有鉴定能力，通过测量代谢物及其片段的质量电荷比(m/z)，分辨率为~ppm。然而，传统的生物样品质谱分析通常需要液相/气相色谱法对代谢物进行富集和纯化，以提高特异性和敏感性，影响分析速度和分析能力。在这方面，纳米颗粒增强激光解吸/电离-质谱(NPELDI-MS)依赖于特定结构的纳米颗粒在固相中选择性识别和捕获代谢物，作为液相/气相色谱法的一种有希望的替代方法。
PMFs用于胃癌诊断及预后的示意图（图源自Gut ）
该研究进行了一项大规模、多中心的研究，包括来自7个中心的1944名回顾性队列参与者和264名前瞻性队列参与者。通过对纳米粒子增强激光解吸/电离-质谱(NPELDI-MS)获得的血浆代谢指纹(PMFs)进行机器学习和Cox回归，在回顾性队列中进行诊断和预后模型的发现和验证阶段。此外，通过NPELDI-MS和超高效液相色谱-MS (UPLC-MS)在前瞻性队列中验证了所建立的诊断模型。
该研究开展了一项大规模、多中心、前瞻性验证的回顾性研究，并使用纳米颗粒增强激光解吸/电离-质谱技术记录了迄今为止世界上最大的GC特异性血浆代谢指纹(PMFs)队列，并构建了由21个代谢物组成的胃癌诊断模型，其在验证集中的AUC值达到0.907-0.940，并在264例前瞻性队列中得到了有效的验证（AUC：0.855-0.918）。总之，该研究结果表明，外周血血浆代谢物可作为早期检测胃癌的生物标志物，为胃癌患者早期接受根治性手术和改善生存预后提供了机会。
浙江省肿瘤医院胃外科程向东教授、上海交通大学钱昆教授和中西医结合科袁莉副主任医师为通讯作者，胃外科徐志远主任、上海交通大学黄议达博士和胃外科胡灿博士为第一作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、浙江省消化道肿瘤临床医学研究中心、浙江省上消化道肿瘤防控与诊治重点实验室等的经费支持。研究特别感谢浙江省肿瘤医院随访室为该研究提供的支持和帮助。
文章来源“iNature”
