代谢组学有望成为癌症筛查“利器”

  代谢组学是定量描述生物体内源性代谢物质的整体及其对内因和外因变化应答规律的科学，是继基因组学、转录组学、蛋白质组学之后提出的一门新的学科。作为系统生物学的一个重要组成部分，代谢组学最大的特点在于以整体观来解释生命活动。生物机体在受到外界病源或环境改变刺激时，会产生多层次、多器官和多组织的应答反应，这些应答反应最终将影响到生物机体终端代谢水平，即反映到内源性小分子的产生和代谢水平上。代谢组学的研究有助于从整体上系统地考察人体在患病状态下的生理状态，能得到更多的疾病相关信息，从而更为全面地理解疾病发生发展过程中内源性物质的改变，最终有助于发现疾病标记物。

    现代肿瘤分子生物学研究证实，癌症的发生发展通常呈现为一个多阶段逐步演变的过程，需要几年、十几年甚至几十年的时间。因此，癌症也被定义为一种可防治的慢性病，在其早期，经过手术、放疗、化疗等手段的治疗，是可能治愈的。因此，开展癌症早期检测的研究对于提高癌症患者生存率既具有重大意义，又有现实可行性。

    近年来，随着分子生物学和免疫学研究的深入发展，癌症标记物逐渐成为癌症早期诊断研究的热点。所谓癌症标记物，是指由癌细胞直接产生或由非癌细胞经癌细胞诱导产生，与癌细胞的繁殖和凋亡有着密切关系的物质。

    癌症标记物检测是一种简单易行、非侵袭性的检查方法，具有无创、简便、经济、患者依从性好、所需样本量少等优势。同时，癌症标记物检查对术后病人的随访也具有一定的意义，可通过化疗期癌症标记物是否会下降而判断药物是否起到明显的作用，是否要继续进行检查或者治疗。

    现代研究表明，多胺可以作为标记物用于癌症的早期诊断及疗效评价。多胺是一类广泛存在于人体内的小分子天然脂肪胺类化合物，在人体内具有促进细胞增殖与分化、影响核酸与蛋白质代谢、调节酶活性等广泛的生物学调控作用。在人体正常的生理环境中，细胞内多胺通过生物合成、分解代谢、摄取以及分泌等多种复杂而精细的调控保持稳态，以维持细胞的正常生理功能。当细胞受到增殖信号刺激后，多胺生物合成及摄取增加，导至其分解代谢及分泌加快，反之多胺生物合成和摄取作用减弱，从而使多胺的代谢保持在一个相对平衡的稳态中。

    基于多胺这样的特性，研究者利用代谢组学技术，建立了一系列的分析检测方法，用于检测人的血浆与尿液中包括多胺、合成多胺前体氨基酸、多胺代谢产物、多胺分解产物在内的多胺代谢谱，使复杂基质中内源性物质的检测简单准确且易于实现。研究者还将此方法应用于临床肺癌（非小细胞肺鳞癌、非小细胞肺腺癌、小细胞肺癌）、肝癌、直肠癌、乳腺癌、胃癌等癌症标记物的筛选与确证中。

    通过对临床癌症患者和健康受试者体内多胺代谢谱的检测，并对检测结果进行统计学分析，从而筛选出具有特异性的多胺类癌症标记物。再通过临床大样本收集与大数据分析，验证特异性多胺类标记物的诊断准确率。同时，研究者还利用筛选出的特异性癌症标记物评价抗癌中药，特别是复方抗癌中药治疗癌症的效果。

    研究者以中医理论为指导，分别从病证模型动物及临床患者两方面考察药物对人体内癌症标记物群的调节作用。该项研究拓宽了内源性物质的研究价值，为抗癌中药的研究开发与评价提供了基础理论依据。

    （作者单位：沈阳药科大学）