接受辅助乳腺放疗患者的代谢特征：是否具有生物剂量测定的潜力？

《International Journal of Radiation Biology》：Metabolic signature in patients undergoing adjuvant breast irradiation: a potential for biodosimetry?

本研究评估了20例绝经后乳腺癌患者接受辅助放疗期间及后续血液和尿液代谢物变化，发现放疗期间（第5-6周）血液中Hypoxanthine、3-羟基异丁酸等5种代谢物显著降低，尿液无显著变化。通过UHPLC-HRMS结合PLS-DA和随机森林分析，识别出氨基酸、嘌呤及胆汁酸等代谢物与辐射暴露相关，血液检测模型AUC达0.669。该成果为辐射剂量生物标志物开发提供依据，需进一步扩大样本验证。

　　

摘要

研究目的

本研究旨在评估接受辅助放疗（RT）的乳腺癌患者血液和尿液样本中的代谢变化，以识别潜在的辐射暴露生物标志物，并为生物剂量测定工具的开发做出贡献，例如用于核事故应对。

材料与方法

这项前瞻性观察研究纳入了20名绝经后的乳腺癌患者，这些患者在接受术后放疗期间进行了研究。在放疗前、放疗期间及放疗后共六个时间点采集了血液和尿液样本。代谢分析采用超高效液相色谱-高分辨率质谱联用技术进行，同时运用多元分析方法（包括偏最小二乘判别分析（PLS-DA）和随机森林算法）来识别具有区分性的代谢物。所有分析均使用R语言4.1.2版本完成。

结果

对血液样本的单变量分析显示，在放疗第5至6周期间，有五种代谢物显著下调：次黄嘌呤、3-羟异丁酸、L-乳酸和黄嘌呤（所有p值<0.05）。尿液样本中未发现统计学上的显著变化。通过PLS-DA进行的多元分析识别出一组与辐射暴露相关的代谢物，其中包括多种氨基酸、嘌呤和胆汁酸。极端梯度提升（Extreme Gradient Boosting）模型在区分受辐射个体方面的表现中等，血液样本的AUC值为0.669。

结论

本研究发现了几种在放疗过程中发生变化的血液代谢物，揭示了辐射暴露对代谢的影响。这些发现可为开发用于检测辐射暴露的诊断工具提供依据。需要进一步开展更大规模、更具多样性的研究来验证这些生物标志物的有效性。