背景
肝細胞癌(HCC)是癌癥死亡的第三大原因，5年生存率為50-70%，代謝物在HCC的發病機制中起著重要作用，但以往代謝組學研究多采用外周血來反映HCC患者的代謝變化，而門靜脈代謝組特征尚未見報道。本研究采用綜合代謝組學分析門靜脈血液中代謝物的變化，并與HCC患者和健康肝供者肝臟組織和糞便樣本中的代謝物變化進行比較，以發現可能促進HCC進展的代謝改變，為預防HCC發展提供潛在靶點。
2021年8月3日，香港中文大學于君，Vincent Wai-Sun Wong及上海交通大學夏強共同通訊在Gut (IF=23.06)在線發表題為“Integrative metabolomic characterisation identifies altered portal vein serum metabolome contributing to human hepatocellular carcinoma ”的研究論文，該研究詳細的代謝組學評估顯示，HCC 患者和對照個體的血清、肝組織和糞便樣本中存在明顯的代謝物簇 (p<0.001)。HCC 患者的門靜脈血清和 HCC 組織代謝物 DL-3-苯基乳酸、L-色氨酸、甘膽酸和 1-甲基煙酰胺水平顯著高于健康對照組，這與肝功能受損和生存率低有關。另一方面，HCC 患者在門靜脈和糞便樣本中的亞油酸和苯酚水平低于健康對照組。亞油酸和苯酚顯著抑制 HCC 增殖，推斷它們具有作為保護性代謝物的抗 HCC 功能。
研究材料
發現集（訓練集）102份血清樣本（52例HCC患者和50例健康對照組）；驗證集：肝組織(52例HCC腫瘤和52例癌旁組織、50例正常肝臟)和102例糞便樣本:獨立驗證隊列中包含100例受試者(50例HCC患者和50例健康對照)。
技術方法
代謝組學，生信分析
研究結果
在發現隊列中，收集102例受試者(52例HCC患者和50例健康對照組)的血清(門靜脈和中心靜脈)、肝組織(52例HCC腫瘤和52例癌旁組織、50例正常肝臟)和102例糞便樣本:獨立驗證隊列中包含100例受試者(50例HCC患者和50例健康對照)，共660例樣本采用非靶向代謝組學進行分析。
通過代謝組學分析發現，HCC患者和對照組的血清、肝組織和糞便樣本中有明顯的代謝物簇改變。
研究發現，與中心靜脈和健康對照組相比，肝細胞癌患者門靜脈中56種代謝物特異性升高。同時通過代謝通路分析發現，這些代謝物主要是DL-3-苯乳酸、L-色氨酸、甘膽酸、1-甲基煙酰胺等致病性代謝物。
而在腫瘤組織中，與鄰近的非腫瘤和正常肝臟組織相比，患者的腫瘤組織有116種代謝物發生了特異性改變。
通過對門靜脈和腫瘤組織中同時發生改變的代謝物進行篩選，作者發現了6種代謝物。其中四種發生了上調，DL-3-苯乳酸、L-色氨酸、甘膽酸、1-甲基煙酰胺，2種發生了下調，亞油酸和苯酚。這六種改變的代謝物在HCC患者的獨立驗證隊列中被進一步驗證。
四種上調的代謝產物DL-3-苯乳酸、L-色氨酸、甘膽酸、1-甲基煙酰胺致病性與肝功能受損及預后不良有關，HCC門靜脈血清和糞便中兩種下調的代謝產物亞油酸和苯酚則顯著抑制肝癌細胞增殖的保護性代謝物減少。
小結
HCC 患者和對照個體的血清、肝組織和糞便樣本中存在明顯的代謝物簇 (p<0.001)。HCC 患者的門靜脈血清和 HCC 組織代謝物 DL-3-苯基乳酸、L-色氨酸、甘膽酸和 1-甲基煙酰胺水平顯著高于健康對照組，這與肝功能受損和生存率低有關。另一方面，HCC 患者在門靜脈和糞便樣本中的亞油酸和苯酚水平低于健康對照組。亞油酸和苯酚顯著抑制 HCC 增殖，推斷它們具有作為保護性代謝物的抗HCC 功能。總之，血清、組織和糞便代謝物的綜合代謝組分析揭示了 HCC 患者的代謝改變。在門靜脈中，該研究確定了升高和耗盡的代謝物，表明它們可能在 HCC 發展中發揮作用。
