《Life》：Can Stochastic Sensing of Amino Acids in Whole Blood, Urine, and Saliva Predict Gastric Tumor Growth and Extension?
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摘要专业翻译
背景：尽管氨基酸已被证实与胃癌进展相关，但既往研究大多聚焦于单一生物基质，且未区分两种对映异构体形式。
方法：本研究探讨了全血、尿液和唾液中12种氨基酸的立体异构体谱与胃癌临床病理特征之间的关联。研究人员采用随机传感平台分析了33例患者的样本，并
摘要专业翻译
背景：尽管氨基酸已被证实与胃癌进展相关，但既往研究大多聚焦于单一生物基质，且未区分两种对映异构体形式。
方法：本研究探讨了全血、尿液和唾液中12种氨基酸的立体异构体谱与胃癌临床病理特征之间的关联。研究人员采用随机传感平台分析了33例患者的样本，并使用Excel和MATLAB R1对数据进行处理。
结果：不同的氨基酸模式与肿瘤位置、大小、厚度、局部延伸及病理T分期（pathological T stage）相关。特定的立体异构体谱与肿瘤延伸至幽门、十二指肠及食管相关，亦与疾病分期相关。
结论：上述发现提示，跨多种生物体液联合分析L-型与D-型氨基酸立体异构体，可能为监测胃癌进展与侵袭提供有用的微创分子谱。
论文解读文章
一、研究背景与问题
肿瘤细胞代谢近年来随着生物分子检测方法的发展以及多条代谢通路的建立而受到广泛关注。氨基酸是参与正常细胞与肿瘤细胞代谢通路中蛋白质生物合成不可或缺的重要生物分子，监测氨基酸谱的变化能够靶向代谢重编程，而代谢重编程是致癌程序的重要组成部分。肿瘤细胞需要充足的蛋白源性氨基酸以维持增殖与存活，通过人为调整氨基酸水平或改造肿瘤微环境中的氨基酸浓度，可能抑制肿瘤细胞的生长与存活。
最初，代谢研究中仅关注L-型氨基酸。1939年，K?gl等人首次报道肿瘤细胞中存在D-型谷氨酸（D-Glu），由此开启了在其他真核细胞中评估D-型氨基酸存在的研究方向。鉴于氨基酸在肿瘤发生发展过程中的重要作用，监测氨基酸分子谱有望为此提供高度有价值的信息。
然而，既往研究存在明显不足：多数研究仅针对单一生物基质进行检测，且未区分氨基酸的L-型与D-型对映异构体形式。例如，Gu等人通过监测血浆游离氨基酸水平发现低水平苏氨酸（Thr）与较大肿瘤尺寸及更深侵袭相关，但未说明所测为L型、D型或两种形式，且仅在血浆中评估；Wu等人通过质谱分析发现L-半胱氨酸（L-Cys）和L-酪氨酸（L-Tyr）在侵袭性胃癌T3和T4期中的浓度高于T1和T2期，但该研究是在组织水平而非生物体液中评估。因此，本研究旨在同时区分氨基酸的两种对映异构体形式，并在全血、尿液和唾液三种生物体液中系统评估其与胃癌临床病理特征的关联。
二、研究内容与意义
研究人员采用随机传感平台，对33例胃癌患者全血、尿液和唾液样本中12种氨基酸——谷氨酰胺（Gln）、色氨酸（Trp）、半胱氨酸（Cys）、甲硫氨酸（Met）、赖氨酸（Lys）、丙氨酸（Ala）、苯丙氨酸（Phe）、缬氨酸（Val）、丝氨酸（Ser）、亮氨酸（Leu）、鸟氨酸（Orn）和哌啶酸（Pip）——的L-型和D-型对映异构体进行了同时检测与定量分析。研究评估了氨基酸立体异构体谱与肿瘤位置、最大表面尺寸、最大厚度、向幽门及贲门延伸情况以及TNM分期系统中pT参数之间的关联。
该研究的意义在于：首次在多种生物体液中同时区分并评估氨基酸的两种对映异构体形式与胃癌生长和侵袭特征的关系，为胃癌的微创监测提供了新的分子谱视角。L-型氨基酸受营养状况和肿瘤代谢需求的双重影响，而D-型氨基酸主要源于肿瘤细胞代谢紊乱，可通过间质液进入血液进而到达唾液和尿液，也可通过胃反流进入唾液，其存在不依赖营养摄入，推测与DNA扭转有关。联合分析两种异构体形式可提供更全面的肿瘤对邻近组织影响的信息。
三、关键技术方法
本研究采用随机传感平台进行检测，核心工作电极为β-环糊精/氧化银纳米颗粒修饰的多壁碳纳米管复合材料（β-CD/Ag2ONPs@MWCNT/CPE），配合Ag/AgCl参比电极和铂对电极。随机信号由两个连续事件产生：分析物瞬时阻塞导电通道产生toff值，作为分子签名用于定性识别；分析物与通道壁相互作用产生ton值，用于定量测定。氨基酸浓度依据校准关系1/ton = a + b × 浓度计算。样本来自33例胃癌患者，研究经罗马尼亚Targu-Mure?县急救医院（批准号32647/2018）和Bihor县急救临床医院伦理委员会（批准号35965/21.11.2024）批准，所有参与者均签署书面知情同意书。数据分析采用Excel和MATLAB R1，经Bonferroni校正后显著性阈值设为α = 0.000694。
四、研究结果
4.1 肿瘤位置与氨基酸谱的关联
肿瘤位于胃穹隆和贲门部时，与全血中L-丝氨酸（L-Ser）和D-亮氨酸（D-Leu）的存在相关，与唾液中D-色氨酸（D-Trp）、D-半胱氨酸（D-Cys）和L-缬氨酸（L-Val）的缺失相关。计数分析显示，85.71%的穹隆或贲门部肿瘤患者至少存在一种正相关氨基酸可检出，而其他位置仅为61.11%；正负相关氨基酸检出数之差为正值者在穹隆或贲门部肿瘤中占78.57%，其他位置仅占19.05%。
肿瘤位于胃体时，与全血中L-甲硫氨酸（L-Met）和D-苯丙氨酸（D-Phe）以及唾液中D-苯丙氨酸（D-Phe）和D-丝氨酸（D-Ser）的水平相关。所有胃体肿瘤患者均至少检出三种相关氨基酸，而其他位置患者仅34.61%。
肿瘤位于胃窦和幽门部时，与全血中L-谷氨酰胺（L-Gln）、L-半胱氨酸（L-Cys）、D-甲硫氨酸（D-Met）、L-苯丙氨酸（L-Phe）、D-哌啶酸（D-Pip）以及尿液中L-缬氨酸（L-Val）的缺失相关，与全血中L-丙氨酸（L-Ala）的存在正相关。75%的胃窦肿瘤患者至多检出四种相关氨基酸，而71.43%的其他位置患者至少检出五种。
4.2 肿瘤最大表面尺寸与氨基酸谱的关联
肿瘤最大表面尺寸增大与全血中L-谷氨酰胺（L-Gln）、L-丙氨酸（L-Ala）浓度降低，尿液中L-甲硫氨酸（L-Met）浓度降低，唾液中D-色氨酸（D-Trp）、D-苯丙氨酸（D-Phe）、D-哌啶酸（D-Pip）浓度降低相关；与尿液中D-甲硫氨酸（D-Met）、D-缬氨酸（D-Val）以及唾液中D-谷氨酰胺（D-Gln）浓度升高相关。
4.3 肿瘤最大厚度与氨基酸谱的关联
肿瘤厚度与全血中L-谷氨酰胺（L-Gln）、L-丙氨酸（L-Ala）浓度呈负相关，与尿液中L-甲硫氨酸（L-Met）呈负相关，与唾液中D-色氨酸（D-Trp）、D-苯丙氨酸（D-Phe）、D-哌啶酸（D-Pip）呈负相关；与尿液中D-甲硫氨酸（D-Met）、D-缬氨酸（D-Val）以及唾液中D-谷氨酰胺（D-Gln）呈正相关。
4.4 肿瘤向幽门延伸与氨基酸谱的关联
26例患者中仅3例存在向幽门的延伸。研究发现，向幽门延伸与唾液中D-色氨酸（D-Trp）、D-半胱氨酸（D-Cys）、D-缬氨酸（D-Val）、D-丝氨酸（D-Ser）和D-哌啶酸（D-Pip）五种氨基酸密切相关。所有向幽门延伸的患者均同时检出全部五种唾液氨基酸，而无延伸的患者中无一例同时检出全部五种，仅47.82%检出其中四种。因此，唾液中五种D-型氨基酸的同时存在可作为向幽门延伸的可能指标，但因样本量小，该结果仅为探索性观察。
4.5 肿瘤向贲门延伸与氨基酸谱的关联
26例患者中7例存在向贲门的延伸。该延伸与全血中L-谷氨酰胺（L-Gln）、L-半胱氨酸（L-Cys）、L-丝氨酸（L-Ser）、L-哌啶酸（L-Pip），尿液中L-半胱氨酸（L-Cys）、L-丝氨酸（L-Ser）、L-哌啶酸（L-Pip）以及唾液中L-半胱氨酸（L-Cys）共八种氨基酸相关。所有向贲门延伸的患者至少检出八种氨基酸中的七种，而无延伸者仅36.84%达到该标准。
4.6 pT分期与氨基酸谱的关联
患者分为pT1/pT2（13例）、pT3（10例）和pT4a/pT4b（10例）三组。pT4a/pT4b与全血中D-赖氨酸（D-Lys）、L-苯丙氨酸（L-Phe），尿液中D-色氨酸（D-Trp）、L-赖氨酸（L-Lys）、D-丙氨酸（D-Ala），以及唾液中D-色氨酸（D-Trp）、L-甲硫氨酸（L-Met）、L-丙氨酸（L-Ala）、D-丙氨酸（D-Ala）、D-苯丙氨酸（D-Phe）、D-缬氨酸（D-Val）、L-丝氨酸（L-Ser）、D-哌啶酸（D-Pip）相关。70%的pT4a/pT4b患者至少检出11种正相关氨基酸中的七种，而65.22%的pT1/pT2/pT3患者至多检出六种。正负相关氨基酸检出数之差≥7者在pT4a/pT4b中占70%，在pT1/pT2/pT3中仅占17.4%。
区分pT3与pT1/pT2则基于全血中L-谷氨酰胺（L-Gln）、L-色氨酸（L-Trp）、L-丙氨酸（L-Ala）、L-缬氨酸（L-Val）、L-鸟氨酸（L-Orn）和L-哌啶酸（L-Pip）六种氨基酸的检出情况，其在pT3患者中更为常见，90%的pT3患者至少检出其中四种，而64.29%的pT1/pT2患者至多检出三种。
五、讨论总结与结论翻译
讨论部分总结：既往研究已在胃癌背景下考察过多种生物体液的氨基酸谱，但存在未区分对映异构体形式或仅在单一基质中检测的局限。本研究在三种生物体液中同时区分并评估L-型和D-型氨基酸，提供了更广泛的肿瘤对邻近组织影响的信息。随机传感器具有极低检测限等优势，可很好地评估生物体液中氨基酸的存在。L-型氨基酸受营养和肿瘤代谢双重影响，D-型氨基酸主要源于肿瘤细胞代谢紊乱，不依赖营养摄入。所有纳入患者的潜在混杂因素均在正常范围内，样本采集于手术或肿瘤治疗前，口腔菌群生理正常，肾功能保留，所有患者幽门螺杆菌阴性。此外，cfDNA分析作为互补的液体活检方法，与氨基酸谱分析的整合可能改善胃癌进展评估，是未来研究的新方向。
结论部分翻译：包含L型和D型两种立体异构体形式的氨基酸谱可用于追踪胃癌患者的肿瘤生长、延伸和直接肿瘤浸润。某些氨基酸相对于随机传感器检测限的存在或缺失及其浓度，可为评估肿瘤大小、向幽门或贲门的延伸以及TNM分期中的pT参数提供大量有用信息。肿瘤位于胃贲门和穹隆部时更常与全血中L-丝氨酸（L-Ser）和D-亮氨酸（D-Leu）的存在相关，与唾液中D-色氨酸（D-Trp）、D-半胱氨酸（D-Cys）和L-缬氨酸（L-Val）的缺失相关；胃体部肿瘤更常与全血中L-甲硫氨酸（L-Met）和D-苯丙氨酸（D-Phe）以及唾液中D-苯丙氨酸（D-Phe）和D-丝氨酸（D-Ser）的存在相关；胃窦远端位置与全血中L-谷氨酰胺（L-Gln）、L-半胱氨酸（L-Cys）、D-甲硫氨酸（D-Met）、L-苯丙氨酸（L-Phe）、D-哌啶酸（D-Pip）以及尿液中L-缬氨酸（L-Val）的不可检出相关。最大尺寸与尿液中D-甲硫氨酸（D-Met）、D-缬氨酸（D-Val）以及唾液中L-谷氨酰胺（L-Gln）、D-谷氨酰胺（D-Gln）正相关，与全血中L-谷氨酰胺（L-Gln）、L-丙氨酸（L-Ala）、尿液中L-甲硫氨酸（L-Met）、L-苯丙氨酸（L-Phe）以及唾液中D-色氨酸（D-Trp）、D-苯丙氨酸（D-Phe）、D-哌啶酸（D-Pip）负相关。肿瘤厚度与全血中L-谷氨酰胺（L-Gln）、L-丙氨酸（L-Ala）、尿液中L-甲硫氨酸（L-Met）、唾液中D-色氨酸（D-Trp）、D-苯丙氨酸（D-Phe）、D-哌啶酸（D-Pip）负相关，与尿液中D-甲硫氨酸（D-Met）、D-缬氨酸（D-Val）及唾液中D-谷氨酰胺（D-Gln）正相关。向幽门的延伸可根据唾液中D-色氨酸（D-Trp）、D-半胱氨酸（D-Cys）、D-缬氨酸（D-Val）、D-丝氨酸（D-Ser）和D-哌啶酸（D-Pip）评估，因为所有向幽门和十二指肠延伸的患者均同时检出全部五种唾液氨基酸。向贲门的延伸与八种氨基酸相关，即全血中L-谷氨酰胺（L-Gln）、L-半胱氨酸（L-Cys）、L-丝氨酸（L-Ser）、L-哌啶酸（L-Pip），尿液中L-半胱氨酸（L-Cys）、L-丝氨酸（L-Ser）、L-哌啶酸（L-Pip）以及唾液中L-半胱氨酸（L-Cys），大多数向贲门和食管延伸的患者至少检出八种中的七种。TNM分期系统中pT值评估的胃壁浸润程度与各分期特有的多种氨基酸相关，pT4a和pT4b与全血中D-赖氨酸（D-Lys）、尿液中D-色氨酸（D-Trp）、L-赖氨酸（L-Lys）以及唾液中D-色氨酸（D-Trp）、L-甲硫氨酸（L-Met）、L-丙氨酸（L-Ala）、D-丙氨酸（D-Ala）、D-苯丙氨酸（D-Phe）、D-缬氨酸（D-Val）、L-丝氨酸（L-Ser）和D-哌啶酸（D-Pip）正相关；pT3与pT1/pT2的区别基于全血中六种可检出氨基酸，即L-谷氨酰胺（L-Gln）、L-色氨酸（L-Trp）、L-丙氨酸（L-Ala）、L-缬氨酸（L-Val）、L-鸟氨酸（L-Orn）和L-哌啶酸（L-Pip），其在pT3患者中更常见。
