简要摘要
结直肠癌（CRC）是全球癌症死亡的主要原因之一，很大程度上是因为它往往被诊断过晚。现有的筛查方法存在侵入性、费用高昂或患者依从性低等局限，因此迫切需要开发新的、更简便的检测手段。本研究探讨了人体及肠道菌群自然产生的尿液中的化学化合物能否有助于识别结直肠癌患者。研究者使用一种专门检测这些化合物的技术，分析了19名结直肠癌患者和17名健康对照（HC）的尿液样本。共鉴定出67种化合物，包括萜类化合物、酮类、酚类化合物和法尼烯类化合物，其中18种化合物在两组的差异与肠道菌群改变、氧化应激、脂质过氧化、慢性炎症以及能量代谢改变相关。这些差异与已知发生在癌症中的变化相吻合，例如肠道菌群失调和细胞应激升高。利用这些化合物，基于计算机的分析能够将大多数癌症患者与健康人群区分开来。有趣的是，一名最初被归类为健康的人后来被确诊为晚期结直肠癌，而在该诊断被知晓之前，其尿液特征模式已经与癌症患者的模式相似。尽管这只是单个病例，仍需进一步验证，但它提示尿液检测未来或许能以简便、无创的方式帮助更早地发现结直肠癌。在将该方法应用于临床实践之前，仍需要开展更大规模的研究。
摘要
结直肠癌（CRC）仍然是全球癌症相关死亡的主要原因之一，很大程度上归因于诊断延迟。现有的筛查方法受到侵入性、成本和患者依从性低的限制，凸显了迫切需要非侵入性生物标志物以补充现有策略。与癌症相关的代谢重编程，连同宿主—微生物组相互作用的改变，反映在尿液挥发性组中，为候选生物标志物提供了潜在的来源。在这项探索性病例对照先导研究中，研究者使用顶空固相微萃取结合气相色谱—质谱联用技术（HS-SPME/GC–MS），对结直肠癌患者（CRC，n = 19）和健康对照（HCs，n = 17）的尿液挥发性有机代谢物（VOMs）进行了特征分析。采用单变量和多变量统计建模来表征疾病相关的代谢模式。共鉴定出67种尿液VOMs，其中萜类、酮类、酚类化合物和法尼烯类是主要的化学类别。在参与者水平分析和多重比较校正后，18种VOMs在两组的差异仍具有统计学显著性，这与以往与结直肠癌发生相关的代谢紊乱一致，包括肠道菌群失调、氧化应激、脂质过氧化、慢性炎症和能量代谢改变。经参与者水平交叉验证和1000次置换检验验证的正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）显示，CRC组与HC组之间存在分离，支持了疾病相关尿液挥发性组特征谱的存在。值得注意的是，一名最初被归类为HC的参与者随后被诊断为转移性CRC。在未知情境下（即不知晓后续诊断的情况下）使用原始分组标签进行的无监督分析中，该参与者被聚类到CRC组，这提出了一个有待前瞻性队列确认的假说：尿液挥发性组改变可能在临床诊断之前即已可被检测到。我们的结果表明，尿液挥发性组特征分析能够捕捉到与CRC相关的代谢变化，并为非侵入性生物标志物发现提供了一个有前景的、产生假说的起点。
