【佳學(xué)基因檢測(cè)】結(jié)直腸癌基因檢測(cè)與揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)測(cè)定的結(jié)合使用

佳學(xué)基因揮發(fā)性有機(jī)化合物基因檢測(cè)導(dǎo)讀：

癌癥代謝組定義為低于1500 Da的低分子量癌癥特異性代謝產(chǎn)物。其中一些代謝產(chǎn)物是揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）——在室溫下具有高蒸氣壓的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)。這些化合物的產(chǎn)生和釋放可能在某些疾病（如癌癥）中發(fā)生改變，因此可用于檢測(cè)這些疾病。導(dǎo)致細(xì)胞膜過氧化的遺傳和蛋白質(zhì)變化可能產(chǎn)生結(jié)直腸癌（CRC)特有的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs)。此外，腸道微生物群的改變直接影響VOC的產(chǎn)生情況。

尿液揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs)

尿液生物標(biāo)志物可能是結(jié)直腸癌篩查的備選方案，而非糞便檢測(cè)，因?yàn)槟蛞菏占?jiǎn)便、易于儲(chǔ)存。此外，該過程可重復(fù)且患者接受度高。

幾項(xiàng)研究使用了名為場(chǎng)不對(duì)稱離子遷移譜（FAIMS）和氣相色譜與離子遷移譜（GC–IMS）的質(zhì)譜技術(shù)，作為檢測(cè)尿液中揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs)的方法。

使用FAIMS技術(shù)檢測(cè)尿液揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs)的敏感性范圍為69%至88%，特異性為60%。在一項(xiàng)非常有趣的研究中，Widlak等人觀察到，在FIT假陰性（即未能檢測(cè)到癌癥）的情況下，增加尿液揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs)的檢測(cè)可以提高結(jié)直腸癌（CRC)的檢出率。同時(shí)使用糞便（FIT和糞便鈣衛(wèi)蛋白）和尿液VOC檢測(cè)可將結(jié)直腸癌（CRC)的診斷正確性從80%提高到97%，特異性提高到72%，適用于有下消化道癥狀的患者。

Mozdiak等人使用FAIMS和GC–IMS測(cè)試了FOBT陽(yáng)性患者的尿液揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs)。使用FAIMS和GGC–IMS區(qū)分結(jié)直腸癌（CRC)與健康對(duì)照的能力較高，AUC分別為0.98和0.82，敏感性分別為100%和80%，特異性分別為92%和83%。尿液揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs)顯示出對(duì)腺瘤檢測(cè)的高敏感性。然而，由于特異性不足和假陽(yáng)性率較高，這種方法并不能作為腺瘤檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)手段。

糞便揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs)

根據(jù)目前的數(shù)據(jù)分析，糞便揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs)在結(jié)直腸癌（CRC)和腺瘤篩查中具有很高的診斷價(jià)值。所有報(bào)道的文獻(xiàn)都指出，在糞便的氣相中，氨基酸和短鏈脂肪酸的含量增加，而膽汁酸和多元醇的含量降低。

通過選擇離子流管質(zhì)譜（SIFT-MS）分析了FOBT陽(yáng)性個(gè)體的糞便揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs)。與低風(fēng)險(xiǎn)受試者相比，高風(fēng)險(xiǎn)受試者樣本中源自硫化氫、二甲基硫和二甲基二硫的離子水平顯著升高。使用多元方法分析的結(jié)果表明，該測(cè)試對(duì)FOBT陽(yáng)性樣本的正確分類率為75%，特異性為78%，敏感性為72%，為FOB提供了潛在的有效替代方案。

硫化氫是導(dǎo)致結(jié)直腸癌（CRC)發(fā)展的糞便揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs)之一。

硫化氫是由腸道內(nèi)的內(nèi)源性酶促反應(yīng)和腸道微生物群產(chǎn)生的。硫化氫水平正常時(shí)較低，但水平過高（超過2.4mmol/kg）時(shí)則具有毒性。硫化氫與細(xì)胞色素c氧化酶的非競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合會(huì)抑制氧氣與細(xì)胞色素c氧化酶的結(jié)合，從而導(dǎo)致細(xì)胞腺苷三磷酸（ATP）減少。

硫化氫在ATP敏感性鉀通道的功能中發(fā)揮作用，該通道的激活反過來又影響硫化氫生物效應(yīng)的平衡。腸腔和糞便中硫化氫水平的升高會(huì)破壞微生物群的平衡。這種現(xiàn)象發(fā)生在例如結(jié)直腸癌（CRC)患者身上。此外，硫化氫還會(huì)導(dǎo)致DNA損傷，從而引發(fā)結(jié)直腸癌（CRC)。

Bond等人確定了一個(gè)由丙酮衍生的丙-2-醇、己-2-酮和乙基3-甲基丁酸酯組成的三糞便VOC檢測(cè)包，該檢測(cè)包是由乙醇與3-甲基丁酸反應(yīng)產(chǎn)生的，其存在與結(jié)直腸癌（CRC)診斷呈正相關(guān)。

在另一項(xiàng)研究中，使用氣相色譜法分析了結(jié)直腸癌（CRC)患者的糞便氣體化合物。T3–T4腫瘤患者和晚期疾病患者的氫氣含量明顯低于其他結(jié)直腸癌（CRC)患者，顯示出90%的敏感性、57.7%的特異性和75%的檢測(cè)正確性。含硫氣體甲基硫醇在結(jié)直腸癌（CRC)患者中的含量顯著升高。甲基硫醇的增加量可能由具核梭桿菌通過L-甲硫氨酸-α-脫氨基-γ-硫醇甲烷裂解酶從L-甲硫氨酸中產(chǎn)生。第二種假設(shè)認(rèn)為，甲基硫醇是含硫氨基酸與葡萄糖或乳酸反應(yīng)的結(jié)果。而乳酸是由癌細(xì)胞產(chǎn)生的（瓦伯格效應(yīng)）。
 

呼氣中揮發(fā)性有機(jī)物

呼出的氣體根據(jù)其健康狀況或疾病狀態(tài)會(huì)改變其化學(xué)成分。呼吸樣本的采集是非侵入性的且操作簡(jiǎn)單，但所需的呼吸測(cè)試次數(shù)卻并不多。癌癥特異性揮發(fā)性有機(jī)物在正常情況下不會(huì)出現(xiàn)在呼出的氣體中，因此可用于檢測(cè)結(jié)直腸癌。

Altmore等人研究表明，通過氣相色譜-質(zhì)譜法（GC–MS）識(shí)別并量化呼出氣體中的揮發(fā)性有機(jī)物，其初始特異性為83%，敏感性為86%，總體正確性為85%。

在后續(xù)研究中，使用GC–MS評(píng)估了呼吸樣本，共確定了四種揮發(fā)性有機(jī)物：丙酮、乙酸乙酯、乙醇和4-甲基辛烷。結(jié)直腸癌患者體內(nèi)的丙酮和乙酸乙酯水平較高，而乙醇和4-甲基辛烷的水平則較低。傳感器技術(shù)（基于呼吸模式來識(shí)別不同群體）能夠以85%的敏感性、94%的特異性和91%的正確性區(qū)分結(jié)直腸癌患者和健康個(gè)體。使用傳感器技術(shù)區(qū)分高級(jí)腺瘤和健康個(gè)體的敏感性為100%，特異性和正確性分別為88%和94% 。

Wang等人使用固相微萃取/氣相色譜-質(zhì)譜法（SPME/GC–MS）分析呼出的揮發(fā)性有機(jī)物。在結(jié)直腸癌患者中，揮發(fā)性有機(jī)物樣本中環(huán)己酮、2,2-二甲基癸烷、十二烷、4-乙基-1-辛炔-3-醇、乙基苯胺、環(huán)辛基甲醇、反式-2-十二碳烯-1-醇和3-羥基-2,4,4-三甲基戊基2-甲基丙酸酯的含量顯著升高，而6-叔丁基-2,2,9,9-四甲基-3,5-癸二烯-7-炔的含量顯著降低。

根據(jù)目前對(duì)排泄物氣態(tài)揮發(fā)性有機(jī)物的數(shù)據(jù)分析，呼吸揮發(fā)性有機(jī)物似乎為結(jié)直腸癌篩查提供了一種創(chuàng)新和有前途的方法。然而，缺乏統(tǒng)一的技術(shù)、用于診斷的底物種類繁多以及該方法可用性低是這種潛在診斷方法的主要缺點(diǎn)。

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