本文關(guān)鍵詞：呼出氣體中部分可揮發(fā)性有機(jī)物可用于肺癌的診斷

  更多相關(guān)文章： 肺癌可揮發(fā)性有機(jī)物 (VOCs) 生物標(biāo)記物

【摘要】：研究背景肺癌是全世界范圍內(nèi)男性和女性癌癥死亡的主要原因,每年有近百萬(wàn)人死于肺癌。在2012年,有182萬(wàn)全球新發(fā)病例,156萬(wàn)人死于肺癌,占癌癥死亡人數(shù)的19.4%。肺癌發(fā)病率最高的三個(gè)地區(qū)分別是北美、歐洲、東亞,2012年發(fā)現(xiàn)有超過(guò)三分之一的新發(fā)病例發(fā)生在中國(guó)。臨床數(shù)據(jù)表明,原位癌治愈率接近100%,Ⅰ期肺癌患者的5年生存率達(dá)60%-90%,而Ⅲb和Ⅳ期患者的5年生存率僅5%～20%。其高死亡率的主要原因是大部分肺癌患者在發(fā)現(xiàn)時(shí)已屬晚期,病情進(jìn)展迅速,此時(shí)根治性治療已經(jīng)無(wú)效,錯(cuò)失治療機(jī)會(huì)。顯然,早期診斷尤其對(duì)肺癌至關(guān)重要。目前,用于肺癌診斷的檢查手段主要有胸部X線片、計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography, CT)和肺活檢等。另外,當(dāng)CT檢查、正電子發(fā)射體層掃描(positron emission tomography, PET)、骨掃描或者腦部核磁共振顯像(magnetic resonance imaging, MRI)等影像學(xué)技術(shù)發(fā)現(xiàn)肺癌轉(zhuǎn)移時(shí),縱膈鏡檢查可用于對(duì)鄰近淋巴結(jié)進(jìn)行細(xì)胞學(xué)檢查。盡管目前在肺癌診斷和治療策略方面有很大進(jìn)展,肺癌患者的預(yù)后仍然很差,而根本原因上是由于缺乏早期診斷。本研究使用4200型Z-nose,即電子鼻(electronicnose),對(duì)人體呼出氣體進(jìn)行檢測(cè)并分析,這種由美國(guó)EST公司(Electronic Sensor Technology,1077 Business Center Circle, Newbury　Park)研發(fā)的快速氣相色譜分析儀可在幾秒內(nèi)完成對(duì)化學(xué)物質(zhì)的痕量檢測(cè),與只是檢測(cè)若干個(gè)選擇性化合物的其他檢測(cè)方法不同,電子鼻能夠根據(jù)氣味識(shí)別混合物所含有的完整化學(xué)成分。本研究旨在運(yùn)用4200型Z-nose檢測(cè)肺癌患者與健康人群呼出氣體中含有的多種化學(xué)成分,并相互比較從而確定呼出氣體中的與肺癌相關(guān)的可揮發(fā)性有機(jī)物(volatile organic compounds, VOCs)作為肺癌診斷的生物標(biāo)記物,同時(shí)結(jié)合年齡因素建立用于肺癌診斷的統(tǒng)計(jì)學(xué)模型。目的使用4200型Z-nose檢測(cè)比較已病理確診的肺癌患者和健康人的呼出氣體中的VOCs成分,尋找兩群體人體呼出氣體中VOCs成分的差異,作為肺癌的特異性生物標(biāo)記物。并結(jié)合考慮個(gè)體年齡因素等基本情況,來(lái)建立一種無(wú)創(chuàng)、快速、靈敏、便捷、廉價(jià)的早期篩查肺癌的檢測(cè)方法。方法(1)研究對(duì)象及其分組：將暨南大學(xué)第一附屬醫(yī)院腫瘤科(廣東省廣州市)63例已病理確診的肺癌住院患者納入試驗(yàn)組研究對(duì)象,將廣州市及周邊地區(qū)健康居民(均無(wú)肺癌,且無(wú)糖尿病、慢性腎功能不全、上呼吸道感染等慢性疾病)72例納入為健康對(duì)照組研究對(duì)象,對(duì)照組主要來(lái)源為試驗(yàn)組肺癌患者家屬、暨南大學(xué)第一附屬醫(yī)院醫(yī)務(wù)人員以及南方醫(yī)科大學(xué)部分教職工及其家屬。同時(shí),收集所有研究對(duì)象的年齡、性別、吸煙情況等基本信息,肺癌試驗(yàn)組還需收集病例資料(包括肺癌病理分型、臨床分期、轉(zhuǎn)移部位等)。所有研究對(duì)象在選取時(shí)性別與吸煙情況的按一定比例收集,年齡不作為考慮因素而隨機(jī)抽取。(2)氣體樣品采集：采用體積為1升、材質(zhì)為得維克(Devex)膜的氣體收集袋,收集上述135例研究對(duì)象的呼出氣體。所有研究對(duì)象采樣前晚至次日采樣前均已禁食任何有強(qiáng)烈氣味和辛辣刺激的食物(例如辣椒、酒、咖啡、濃茶、大蒜、韭菜、洋蔥等),晨起后至采樣前無(wú)需刷牙并禁食,再進(jìn)行呼出氣體的收集。(3)氣體樣品檢測(cè)所用相關(guān)試劑的配制：儀器校準(zhǔn)所用標(biāo)準(zhǔn)液(C6-C14正構(gòu)烷烴溶液)由己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷和十四烷9種有機(jī)溶液混合,再加甲醇稀釋配制而成；配制儀器定量所用標(biāo)準(zhǔn)液(C6-C20正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)液)由己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十六烷、十八烷和二十烷12種有機(jī)溶液混合而成。(4)氣體樣品檢測(cè)基本步驟：運(yùn)用4200型Z-nose對(duì)所有氣體樣品中的VOCs成分進(jìn)行定性定量分析。儀器開(kāi)機(jī)并完成所有條件設(shè)置之后,首先用C6-C14正構(gòu)烷烴溶液完成對(duì)色譜圖橫坐標(biāo)的保留指數(shù)[又名科瓦茨指數(shù)(kovats index,KI)]校準(zhǔn),再對(duì)各氣體樣品進(jìn)行檢測(cè),最后用C6-C20正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)液完成對(duì)所有檢測(cè)結(jié)果的色譜圖的峰下面積定量校準(zhǔn)。(5)特異性VOCs分子篩選：分析4200型Z-nose對(duì)試驗(yàn)組和對(duì)照組135例氣體樣品的檢測(cè)結(jié)果,根據(jù)保留指數(shù)確定每個(gè)VOCs成分的具體名稱(chēng),分析整理檢測(cè)所得所有VOCs成分種類(lèi),總結(jié)得出肺癌患者和健康人均具有的VOCs分子種類(lèi)列表。(6)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析：選用R3.0.3與IBM SPSS19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。其中兩組之間基線資料的比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)和χ2卡方檢驗(yàn)；經(jīng)篩選所得各VOCs成分的含量的組間比較行Mann-Whitney U檢驗(yàn),同時(shí)采用二變量logistic回歸模型確定其影響程度；采用逐步法對(duì)基線資料(性別、年齡、吸煙情況)及Mann-Whitney U檢驗(yàn)得出有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的VOCs成分作變量篩選,得出預(yù)報(bào)模型；分別以逐步logistic回歸得到的預(yù)報(bào)模型產(chǎn)生各個(gè)個(gè)體預(yù)測(cè)概率及有顯著意義的變量分別作為檢驗(yàn)變量,分組變量為因變量,建立受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic curve, ROC曲線),得出各檢驗(yàn)變量的曲線面積,評(píng)價(jià)回歸模型預(yù)報(bào)能力。統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)采用雙側(cè)檢驗(yàn),取a=0.05為統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)水準(zhǔn)。結(jié)果(1)肺癌組與健康組年齡差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=6.022,P0.001),平均年齡分別為59.34±14.35、46.38±9.72歲；而兩組男女性別(χ2=0.825,P=0.364)與吸煙情況(χ2=1.289,P=0.258)的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。(2)由于存在一定的VOCs種類(lèi)的個(gè)體差異,需將135例氣體樣品的檢測(cè)結(jié)果中出現(xiàn)的所有VOCs成分種類(lèi)進(jìn)行分析,總結(jié)得出肺癌患者和健康人均具有VOCs成分共23種,分別是二甲基甲烷、乙醇、甲烷、異戊二烯、已烷、甲基環(huán)戊烷、苯、庚烷、2-甲基庚烷、辛烷、3-甲基辛烷、二甲基苯、3-甲基壬烷、苯乙烯、2.2.4.6.6-五甲基庚烷、檸檬烯、篙屬酮、側(cè)柏醇、十二烷、十三烷、十四烷、苯丙基丁酸酯和1.2.6-三甲基萘。(3)運(yùn)用Mann-Whitney U檢驗(yàn)分析不同組別中23種VOCs成分的含量差異,統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示二甲基甲烷、乙醇、甲烷、己烷、2.2.4.6.6-五甲基庚烷、篙屬酮、側(cè)柏醇、十二烷和1.2.6-三甲基萘9種VOCs成分在肺癌患者和健康人群中的分布有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。(4)運(yùn)用逐步logistic回歸對(duì)兩組間有差異的9種VOCs成分(二甲基甲烷、乙醇、甲烷、己烷、2.2.4.6.6-五甲基庚烷、篙屬酮、側(cè)柏醇、十二烷、1.2.6-三甲基萘)和研究對(duì)象個(gè)體基本信息(性別、年齡、吸煙情況)進(jìn)行分析,得到的預(yù)測(cè)模型為P=1/[1+e(-9.006+0.101*X1+0.01*X2+0.02*X3-0.518*X4)](其中X1、X2、X3、X4分別為年齡、己烷、2.2.4.6.6-五甲基庚烷、1.2.6-三甲基萘)。其中,年齡、己烷、2.2.4.6.6-五甲基庚烷為危險(xiǎn)因素,而1.2.6-三甲基萘為保護(hù)因素。采用該模型對(duì)研究個(gè)體進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí),當(dāng)P0.55,可初步確定該個(gè)體為疑似肺癌；若P0.55,則該個(gè)體初步確定為健康人。此預(yù)報(bào)模型的判對(duì)率為82.2%,靈敏度和特異度分別為75%、84%。(5)根據(jù)ROC曲線評(píng)價(jià)回歸模型P=1/[1+e(-9.006+0.101*X1+0.01*X2+0.02*X3-0.518*X4)]的預(yù)報(bào)能力,得出年齡、己烷、2.2.4.6.6-五甲基庚烷和1.2.6-三甲基萘預(yù)測(cè)概率的曲線下面積(area under the curve, AUC)有顯著性意義(P0.05),且高于單個(gè)VOC的AUC,即診斷能力優(yōu)于單個(gè)VOC。預(yù)報(bào)模型產(chǎn)生的各個(gè)個(gè)體預(yù)測(cè)概率的AUC為0.844,靈敏度、特異度為0.75、0.87,截?cái)帱c(diǎn)為0.60。結(jié)論(1)肺癌患者呼出氣體中的二甲基甲烷、乙醇、甲烷、己烷、2.2.4.6.6-五甲基庚烷、篙屬酮、側(cè)柏醇、十二烷和1.2.6-三甲基萘9種VOCs成分可作為潛在的肺癌特異性生物標(biāo)記物而用于肺癌的早期篩查與診斷。(2)根據(jù)預(yù)測(cè)模型P=1/[1+e(-9.006+0.101*X1+0.01*X2+0.02*x3-0.518*x4)]分析己烷、2.2.4.6.6-五甲基庚烷和1.2.6-三甲基萘在人體呼出氣體中的含量,并結(jié)合年齡因素,可以更加有效地早期診斷肺癌。
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：R734.2

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 呂雷;;肺癌的預(yù)防、治療及研究[J];世界科學(xué);2014年04期

，

本文編號(hào)：1232966