專欄 | AI+質(zhì)譜，助力結(jié)直腸腫瘤早期發(fā)現(xiàn)和全程管理

SCIEX

2022.10.27

導(dǎo)讀

SCIEX“臨床質(zhì)譜先鋒應(yīng)用專欄”，將持續(xù)為大家?guī)?lái)創(chuàng)新、開(kāi)拓性的質(zhì)譜臨床應(yīng)用資訊，讓質(zhì)譜更好更多的為臨床服務(wù)。

本期內(nèi)容：基于質(zhì)譜檢測(cè)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)結(jié)直腸腫瘤早期發(fā)現(xiàn)和全程管理

結(jié)直腸癌篩查與早診早治勢(shì)在必行

根據(jù)國(guó)家癌癥中心最新發(fā)布數(shù)據(jù)，2000-2016年以來(lái)，結(jié)直腸癌的發(fā)病率和死亡率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。2016年，我國(guó)結(jié)直腸癌發(fā)病人數(shù)已達(dá)40.8萬(wàn)例，居惡性腫瘤第二位，死亡人數(shù)超19.6萬(wàn)例，居第四位。如何有效地降低我國(guó)結(jié)直腸癌疾病負(fù)擔(dān)是亟待解決的重大公共衛(wèi)生問(wèn)題。

結(jié)直腸癌的預(yù)后與診斷分期緊密相關(guān)1,2。Ⅰ期結(jié)直腸癌的5年相對(duì)生存率為90%，而發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的Ⅳ期結(jié)直腸癌5年相對(duì)生存率僅為14%。結(jié)直腸癌起病隱匿，60%-70%的患者初診時(shí)已為中晚期，嚴(yán)重影響患者預(yù)后。開(kāi)展結(jié)直腸癌篩查和早診早治對(duì)降低結(jié)直腸癌死亡率至關(guān)重要。

腸鏡檢查是結(jié)直腸癌早篩、早診的金標(biāo)準(zhǔn)，但我國(guó)現(xiàn)有的結(jié)直腸鏡硬件設(shè)施及專科醫(yī)生資源短缺，無(wú)法滿足我國(guó)民眾的大規(guī)模篩查需求1。目前臨床可采用的無(wú)創(chuàng)篩查技術(shù)包括糞便隱血檢測(cè)、糞便核酸檢測(cè)和血液檢測(cè)1。由于采樣不便，糞便檢測(cè)棄檢率高。基于無(wú)創(chuàng)、便捷、快速的取樣方式等優(yōu)勢(shì)，血液檢測(cè)成為更受歡迎的檢測(cè)方式。

多組學(xué)AI發(fā)現(xiàn)技術(shù)聯(lián)合液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜（LC-MS/MS）檢測(cè)平臺(tái)，覆蓋結(jié)直腸癌全程管理

腸道菌群與結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切，特異性“促/抑瘤菌群”在腸道腫瘤的不同階段會(huì)出現(xiàn)特征性的豐度改變，表現(xiàn)為“促瘤菌群”/“抑瘤菌群”失衡，導(dǎo)致腸道上皮屏障功能障礙，腸道菌群侵入并誘發(fā)炎癥反應(yīng)及基因毒效應(yīng)。

近來(lái)，多項(xiàng)研究證實(shí)，結(jié)直腸癌相關(guān)腸道菌群的代謝產(chǎn)物是結(jié)直腸癌致癌通路中的關(guān)鍵角色，并且代謝產(chǎn)物的變化可以在血液中穩(wěn)定持續(xù)地表現(xiàn)出來(lái)，較少受到飲食變化等偶然因素的干擾4-7。

2021年，中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院崔巍教授團(tuán)隊(duì)在消化領(lǐng)域權(quán)威期刊《Gut》發(fā)表題為“Integrated analysis of the?faecal?metagenome and serum metabolome reveals the role of gut microbiome-associated metabolites in the detection of colorectal cancer and adenoma”的研究論文8。

該研究通過(guò)高分辨液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜平臺(tái)發(fā)現(xiàn)了一系列結(jié)直腸癌及腸道菌群特異性的血清代謝物，并進(jìn)一步優(yōu)選出8種代謝標(biāo)志物，轉(zhuǎn)換到三重四極桿的液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜（LC-MS/MS）平臺(tái)上進(jìn)行靶向定量檢測(cè)，建立診斷模型，在獨(dú)立驗(yàn)證隊(duì)列中達(dá)到AUC=0.92的效果，遠(yuǎn)高于現(xiàn)有癌胚抗原（CEA）及糞便免疫化學(xué)測(cè)試（FIT）等檢測(cè)指標(biāo)。更重要的是，該模型對(duì)腺瘤（AUC=0.84）及I/II期的早中期結(jié)直腸癌（AUC=0.93）也顯示出較好的診斷潛力，證實(shí)基于腸道菌群血清代謝標(biāo)志物可以實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)直腸癌及進(jìn)展期腺瘤的有效診斷區(qū)分8。

圖1 通過(guò)非靶向和靶向代謝組學(xué)分析

篩選出的8種腸道菌群血清代謝物8

圖2?基于LC-MS/MS平臺(tái)建立的檢測(cè)模型

在結(jié)直腸腫瘤不同階段的檢測(cè)效能

中精普康基于LC-MS/MS平臺(tái)及AI分析技術(shù)建立結(jié)直腸腫瘤檢測(cè)模型

目前，在以上研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，中精普康基于LC-MS/MS平臺(tái)及AI分析技術(shù)建立結(jié)直腸腫瘤檢測(cè)模型，通過(guò)LC-MS/MS方法采用無(wú)創(chuàng)、非侵入性血清質(zhì)譜檢測(cè)項(xiàng)目，結(jié)合自主研發(fā)的GMSM腸道菌群代謝物多組學(xué)模型，僅需采集受檢者3mL靜脈血，通過(guò)檢測(cè)血清中腸道“促瘤菌群”和“抑瘤菌群”結(jié)直腸腫瘤相關(guān)代謝物的相對(duì)豐度變化進(jìn)行模型分析，從而對(duì)腸道健康早期預(yù)警，為患者提供做結(jié)直腸鏡檢查的輔助檢測(cè)依據(jù)，可廣泛應(yīng)用于早期結(jié)直腸癌篩查，以及腺瘤切除術(shù)后的隨訪監(jiān)測(cè)。基于質(zhì)譜檢測(cè)的高通量，以及同時(shí)精準(zhǔn)檢測(cè)多種靶標(biāo)的優(yōu)異性能，也進(jìn)一步提示臨床質(zhì)譜檢測(cè)在腫瘤篩查診斷等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)?

1.國(guó)家癌癥中心中國(guó)結(jié)直腸癌篩查與早診早治指南制定專家組.中國(guó)結(jié)直腸癌篩查與早診早治指南(2020, 北京)[J].中華腫瘤雜志,2021,43(01):16-38.

2. Siegel RL,et al. Colorectal cancer statistics,?

2020. CA Cancer J Clin. 2020 May;70(3):145-164.

3. Janney A, et al. Nature. 2020 Sep;585(7826):509-517.?

4. Wilmanski T, et al. Nature Biotechnology.?

2019;37:1217-28.

5. Visconti A,et al. Nat Commun. 2019 Oct 3;10(1):4505.?

6.Vujkovic-Cvijin I, et al. Nature.?

2020 Nov;587(7834):448-454.?

7. Bar N, et al. Nature. 2020 Dec;588(7836):135-140.?

8. Chen F, et al. Gut. 2022 Jul;71(7):1315-1325.

文末寄語(yǔ)

解決臨床診療難題一直都是醫(yī)療界的目標(biāo)，SCIEX愿與您同行，讓臨床質(zhì)譜發(fā)揮更大的作用，為開(kāi)拓為改變而努力！如果您有臨床質(zhì)譜相關(guān)問(wèn)題，可以撥打咨詢熱線：400 821 3897（手機(jī)撥打）/800 820 3488（座機(jī)撥打）。

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