背景
肝細(xì)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(fā)病機(jī)制中起著重要作用，但以往代謝組學(xué)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(xué)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(jìn)行比較，以發(fā)現(xiàn)可能促進(jìn)HCC進(jìn)展的代謝改變，為預(yù)防HCC發(fā)展提供潛在靶點。
2021年8月3日，香港中文大學(xué)于君，Vincent Wai-Sun Wong及上海交通大學(xué)夏強(qiáng)共同通訊在Gut (IF=23.06)在線發(fā)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(xì)的代謝組學(xué)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(guān)。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(hù)性代謝物的抗 HCC 功能。
研究材料
發(fā)現(xiàn)集（訓(xùn)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(shù)方法
代謝組學(xué)，生信分析
研究結(jié)果
在發(fā)現(xiàn)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(xué)進(jìn)行分析。
通過代謝組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，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(fā)現(xiàn)，與中心靜脈和健康對照組相比，肝細(xì)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(fā)現(xiàn)，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(fā)生了特異性改變。
通過對門靜脈和腫瘤組織中同時發(fā)生改變的代謝物進(jìn)行篩選，作者發(fā)現(xiàn)了6種代謝物。其中四種發(fā)生了上調(diào)，DL-3-苯乳酸、L-色氨酸、甘膽酸、1-甲基煙酰胺，2種發(fā)生了下調(diào)，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(jìn)一步驗證。
四種上調(diào)的代謝產(chǎn)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(yù)后不良有關(guān)，HCC門靜脈血清和糞便中兩種下調(diào)的代謝產(chǎn)物亞油酸和苯酚則顯著抑制肝癌細(xì)胞增殖的保護(hù)性代謝物減少。
小結(jié)
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(guān)。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(hù)性代謝物的抗HCC 功能?？傊?，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(fā)展中發(fā)揮作用。
