质谱分析DPPC判断肺腺癌肿瘤边界的实验研究

Nearly 13% of patients with non-small cell lung cancer have local recurrence, which presents a new challenge to the current tumor diagnostic approach. We found that direct mass spectrometry analysis can distinguish human lung squamous carcinoma from normal tissue according to the 4 differences phospholipid signals, such as, 2-palmitoyl phosphatidyl choline (DPPC), mass spectrum tumor boundary positive rate was positively correlated with lung adenocarcinoma postoperative recurrence rate, which makes the basis study of mass spectrum tumor boundary more urgent. We hypothesize that, according to the mass spectrum margin resection can improve the prognosis of lung adenocarcinoma，metabolic disorder of phospholipids probably are the early signals and basic of diagnosis tumor by mass spectrometry. In this research, prognosis of lung adenocarcinoma animal models and pathologically negative margin vs. mass spectrometry negative margin will be analyzed. The lipids metabolic disorder and pathogenesis of lung adenocarcinoma will be studied by analyzing metabolism of phospholipids with different tumor-burdened status in animal models. Diagnosis of lung adenocarcinoma margin based on the phospholipids disorder detected by mass spectrometry may provide a new strategy to malignancy diagnosis.

病理切缘阴性非小细胞肺癌(NSCLC)患者术后约13%发生局部复发，这对目前肿瘤边界检测方法提出新挑战；质谱分析具有灵敏度高、特异性强、响应速度快等优势，已成为肿瘤边界检测方法研究的新热点。我们发现：直接质谱分析技术能基于二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)等磷脂不同区分癌和正常组织、质谱肿瘤边界阳性率与肺腺癌术后复发率呈正相关，这在肯定了质谱肿瘤边界潜力的同时、也对其基础研究提出了更高的要求。我们提出假设：质谱分析肿瘤边界新技术可发现一条更接近肿瘤生物学行为的肺腺癌边界，根据质谱边界切除肿瘤可取得更好的预后，DPPC等磷脂水平变化是质谱肿瘤边界存在的物质基础。本研究拟：1.利用直接质谱分析新技术判断肿瘤边界，证明质谱边界较病理边界在改善动物模型预后的优势，为研发更理想的肿瘤边界检测方法奠定基础；2.分析不同荷瘤状态下动物模型体内磷脂代谢差异，为质谱分析判断肿瘤边界提供理论依据。

1、项目的背景 .针对目前临床上病理切缘阴性的非小细胞肺癌（NSCLC）存在术后局部复发的现象。根据本研究小组的实验结果表明：本项目组自制精密取样器和自主开发的 iEESI-MS 对肺癌样本进行分析，根据样本的 DPPC 等磷脂类质谱指纹图谱的差异，结合化学计量学方法区分肺癌及癌旁正常肺组织，并与组织病理切片对照，从而确定肺癌的质谱肿瘤边界与病理检查肿瘤边界的差异，为开发质谱分析磷脂类物质确定肿瘤边界的新技术奠定理论基础，为研究脂代谢异常参与肺癌发病机制提供了新的方向。.2、主要研究内容 .2.1整合组学研究以提高肺癌分子诊断准确度方法的开发.本工作通过系统地研究各实验参数探索同一组织样品中脂质、小分子代谢物和蛋白质顺次萃取的电离机制。建立的方法具有样品耗量低（约2.0mg）和操作简便等优点，在提高临床肺癌分子诊断的准确度和系统生物学研究方面具有潜在的应用价值。.2.2肺癌分子边界的探究.本工作结合裸鼠肺癌模型，利用专用、定量iEESI电离源跟LTQ-MS平台结合，实现了裸鼠肺癌组织样本、正常组织样本和癌旁组织样本中磷脂分子信息的直接表征，准确度可达95.83%。发现在距离病理肿瘤边界约1-2 mm的地方可能存在一条潜在的肺癌分子边界。.2.3肝癌小鼠模型和人体间磷脂变化的比较研究。.通过iEESI-MS技术直接表征了不同类型小鼠组织样本和人体肝癌组织样本中磷脂的变化情况。结合统计学方法，在小鼠组织样本和人体组织样本中筛选出的化合物中找到了在小鼠组织样本和人体组织样本中共同存在的差异性识别化合物有27个。其中6种磷脂在肝癌的分子诊断中显示出一定的潜在应用价值。.3、科学意义 .1)比较病理肺癌边界与基于质谱分析磷脂再判断肺癌边界的差异，为防止肺癌局部复发、改善患者预后服务。分析不同荷瘤状态下机体 DPPC 等磷脂的代谢规律，揭示肺表面活性物质(PS)代谢异常与肺癌发病机制的联系，为质谱分析磷脂类物质再判定肺癌边界提供生物学基础。.2)开发了一种根据 DPPC 等磷脂含量差异、手术中快速区分肺癌组织的方法，为基于脂类诊断恶性肿瘤提供新方向。