兩種癌癥的代謝輪廓分析方法研究.pdf

1、代謝組學(xué)是繼“基因組學(xué)”、“轉(zhuǎn)錄組學(xué)”、“蛋白質(zhì)組學(xué)”之后新興的又一門“組學(xué)”研究。其關(guān)注的是小分子的代謝物，通過核磁共振、色譜質(zhì)譜等實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的檢測(cè)，又借助于數(shù)據(jù)分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)高通量數(shù)據(jù)的分析。而模式識(shí)別就是一種常用且重要的數(shù)據(jù)分析技術(shù)。代謝組學(xué)模式識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，為生命科學(xué)，醫(yī)藥學(xué)以及臨床診斷等的發(fā)展帶來了契機(jī)。尤其基于核磁共振（NMR）的代謝組學(xué)技術(shù)，其在疾病診斷中的作用顯得越來越為重要。 胃癌作為全球第二大癌癥，一直威脅

2、著人類生命健康。盡管近幾十年來癌癥診斷技術(shù)發(fā)展迅速，例如各種內(nèi)鏡檢查（如色素內(nèi)鏡法、熒光光潛內(nèi)鏡法及超聲內(nèi)鏡等）和影像學(xué)檢查、細(xì)胞動(dòng)力學(xué)分析以及分子生物學(xué)診斷（如腫瘤基因、單克隆抗體、端粒酶和幽門螺桿菌感染等方面）等，但是這些方法多數(shù)存在陽(yáng)性率不高、技術(shù)性強(qiáng)、費(fèi)用昂貴等諸多問題，臨床應(yīng)用無法普及。 同時(shí)，引起科學(xué)界極大關(guān)注的還有近年來發(fā)病率逐年上升的膽道惡性腫瘤。膽道腫瘤起病隱匿，其臨床表現(xiàn)常被膽道結(jié)石等其他疾病的癥狀所掩蓋；就

3、診時(shí)往往已屬晚期，手術(shù)切除率低，術(shù)后生存期短，這些都極大地影響了治療效果。因此，尋求一種快速簡(jiǎn)單的診斷手段迫在眉睫。雖然ERCP（經(jīng)內(nèi)鏡逆行胰膽管造影）技術(shù)以及一些細(xì)胞學(xué)技術(shù)、影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展在一定程度上為疾病診斷帶來了幫助，但是由于它們高成本以及操作的復(fù)雜化使得研究者們迫切希望找到一種簡(jiǎn)單易普及的手段。 然而，代謝組學(xué)技術(shù)作為一種快速而強(qiáng)勁的分析手段，近年來在惡性腫瘤診斷中發(fā)展非常迅速，但是國(guó)內(nèi)外很少有對(duì)該方法應(yīng)用于胃癌與膽道

4、惡性腫瘤診斷的報(bào)道。 本文基于血漿與膽汁的核磁共振代謝組學(xué)數(shù)據(jù)，構(gòu)建了一套有監(jiān)督與無監(jiān)督相結(jié)合的模式識(shí)別研究方法，并將其應(yīng)用于胃癌以及膽道惡性腫瘤的診斷。首先，分別對(duì)收集到的病人血樣及膽汁進(jìn)行NMR檢測(cè)，獲取高分辨率的1H-NMR指紋圖譜。其次，根據(jù)譜圖數(shù)據(jù)特點(diǎn)分別嘗試使用三種預(yù)處理方法對(duì)其進(jìn)行主成分分析，獲得最佳預(yù)處理方法。再對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行有監(jiān)督模式識(shí)別預(yù)報(bào)，分別嘗試了主成分回歸（PCR）、偏最小二乘（PLS）以及核偏最小二乘（

5、KPLS）三種方法，并且對(duì)預(yù)報(bào)結(jié)果做了Relative Operating Characteristic（ROC）工作曲線。本文研究結(jié)果表明：線歸一（inf-norm）預(yù)處理方法比較適合基于NMR的代謝組學(xué)數(shù)據(jù)分析；同時(shí)，分別建立了適用于兩種癌癥診斷的良好識(shí)別模型，得到較高的auc評(píng)價(jià)值。 本文所建立的研究方法，能較好地應(yīng)用于基于核磁的代謝組學(xué)數(shù)據(jù)分析；同時(shí)提出將該種方法應(yīng)用到胃癌與膽道惡性腫瘤的診斷中，是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ陌┌Y