J Clin Lab Anal. 丨基于GC-MS代谢组学鉴别结核性胸腔积液和恶性胸腔积液
胸膜积液(PEs)由多种全身性炎性、感染性和恶性疾病引起。当有胸腔积液时,应寻找积液产生的原因,确保适当的治疗。根据积液形成的机制,胸腔积液可分为漏出液和渗出液。如果病人,胸腔积液为漏出液,则可以进行全身治疗,无需将注意力转移到胸膜。如果存在渗出性积液,则应检查胸膜以找出局部问题的原因。中国超过833名未确诊的胸腔积液患者成功的接受了医学胸腔镜检查,在接受内科胸腔镜检查的患者中,有40%的患者确诊为结核性胸腔积液,远高于许多国家,并且在中国最常见未确诊的胸腔积液是恶性或结核性胸腔积液。本篇文献展示了一种区分结核性胸腔积液(TBPEs)和恶性胸腔积液(MPEs)的方法。
研究对象为17名患有结核性胸腔积液和17名恶性胸腔积液患者。恶性胸膜炎组和结核性胸膜炎组至少由两位不同的病理学家通过胸膜活检或胸腔镜检查确诊。所有患者均经胸部超声检查证实,并有临床资料。同时患有全身性疾病、免疫缺陷、自身免疫性疾病或血胸的患者将被排除在本研究之外。胸腔积液样本取自这些病人,患者信息详情见表1。
表1 两组受试者及胸腔积液特征
实验方法
胸腔积液样本在4°C下以1000 g离心10分钟。上清液储存在冷冻瓶中并保持在−80°C。对胸腔积液样本进行化学衍生(如图2),然后通过GC-MS进行分析。
图1样本处理
图2(A)GC-MS-TIC色谱图(B)PCA评分图(C) OPLS-DA评分图(D)由OPLS-DA模型构建的S图(E)排列试验
图3 分布在人体内的代谢途径
如图3所示,代谢途径包括甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢;半胱氨酸和蛋氨酸代谢;缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成;脂肪酸代谢;三羧酸(TCA)循环;尿素循环;谷胱甘肽代谢。黑色斜体表示显著减少;红色斜体表示显著增加。
结核性胸腔积液和恶性胸腔积液患者之间的许多差异性变量还未确定,其确定可能受到样本量和本研究中使用的单一代谢组学技术平台的限制。进一步的研究更大的样本量和多个分析平台的组合,以验证我们的结果是必要的。硬脂酸、L-胱氨酸和柠檬酸在结核性胸腔积液和恶性胸腔积液之间的差异更为明显。胸腔积液生化指标证实两组间尿素和游离脂肪酸含量有显著性差异。
目前基于GC/MS的代谢组学方法以小分子为研究对象,为结核性胸腔积液与恶性胸腔积液的鉴别提供了一种快速、灵敏的方法。结合硬脂酸、L-胱氨酸和柠檬酸等小分子作为新的生物标志物,可以鉴别结核性胸腔积液和恶性胸腔积液。使用GC/MS代谢组学技术可同时检测多种代谢物的变化,这比常规临床检查具有显著优势。作者团队当前正在进一步比较更大的临床样本,以确定当前基于GC/MS的代谢组学方法在临床上鉴别结核性胸腔积液和恶性胸腔积液的适用性。
Liu Y, Mei B, Chen D, Cai L. GC-MS metabolomics identifies novel biomarkers to distinguish tuberculosis pleural effusion from malignant pleural effusion.J Clin Lab Anal. 2021;00:e23706.