皮肤癌诊断新突破：基于挥发性代谢组学的潜在生物标志物前瞻性研究

本研究针对皮肤癌早期诊断难题，开发了新型直接接触/顶空固相微萃取（DC/HS-SPME）技术，结合GC-MS分析皮肤病灶挥发性有机化合物（VOCs）。研究发现十六烷酸（Hexadecanoic acid）等特异性VOCs可作为皮肤癌生物标志物，为无创诊断提供新方法，成果发表于《EJC Skin Cancer》。

　　

皮肤癌是全球范围内发病率持续上升的恶性疾病，尤其在欧美地区，英国多塞特郡近年病例增长超30%。传统诊断依赖组织活检等侵入性手段，患者依从性低且早期筛查效率有限。近年来，科学家发现癌细胞代谢会产生特征性挥发性有机化合物（VOCs），这些"化学指纹"可通过非侵入方式获取，为癌症诊断开辟新途径。然而，皮肤VOCs采样面临浓度低、环境干扰大等技术瓶颈，现有方法如单纯顶空固相微萃取（HS-SPME）或直接接触采样（DI-SPME）各有局限。

为突破这一技术壁垒，Bournemouth大学的Richard Paul、Velupillai Ilankovan团队创新性地开发了DC/HS-SPME复合采样装置。该研究招募20例皮肤癌患者（含12例鳞状细胞癌、7例基底细胞癌和1例黑色素瘤）和10例健康志愿者，通过优化采样方案发现：结合3分钟直接接触与30分钟顶空采样的新方法，在改良的10 mL顶空瓶环境中，可显著提升VOCs捕获效率。GC-MS分析显示，该方法检测到42-120种皮肤VOCs，其中十六烷酸在45%癌症样本中高频出现，且发现20余种癌症特异性化合物如α-异甲基紫罗兰酮、苯甲醛衍生物等。这些分子可能源于癌细胞特有的脂肪酸代谢重编程和芳香族化合物代谢异常。

关键技术包括：1）便携式PDMS/DVB固相微萃取纤维的优化应用；2）组合式DC/HS-SPME采样装置的创新设计；3）Agilent 7890B GC-MS系统配合NIST 20数据库的高精度分析；4）严格的患者队列（头颈部皮肤癌）与健康对照设置。

研究结果部分：

1. 1.

   方法优化：DC/HS-SPME较传统方法VOCs信号增强3-5倍，且临床操作便捷。

2. 2.

   患者特征：癌症组平均年龄78.6岁（90%男性），对照组23岁（50%女性）。

3. 3.

   VOC特征：发现癌症特异性化合物如1-十八炔（SCC）、顺式-10-十七碳烯酸（BCC）等，对照组则检出胆甾醇等健康相关分子。

讨论指出，十六烷酸的频繁检出印证了癌细胞脂肪酸合成亢进的特性，而甲基化苯系物可能与肿瘤微环境氧化应激相关。相较于既往研究，该技术首次实现临床现场采样与实验室分析的无缝衔接，样本稳定性达24小时以上。

这项发表于《EJC Skin Cancer》的研究，不仅建立了皮肤癌VOCs指纹图谱，其DC/HS-SPME技术更可推广至其他体表肿瘤筛查。未来通过扩大样本验证特异性标志物，或将催生"嗅诊"皮肤癌的便携设备，改变现有诊疗模式。