[发明专利]基于代谢组学的胰腺癌诊断标志物及其筛选方法和应用

说明书

本发明公开了基于代谢组学的胰腺癌诊断标志物及其筛选方法，所述诊断标志物包含31种血浆代谢标志物的任意一种或多种的组合。本发明还提供了使用所述胰腺癌诊断标志物构建诊断模型的方法及其在诊断试剂盒中的应用。本发明通过高效液相色谱质谱联用技术对患者血浆进行非靶标代谢组学分析，通过人工智能数据分析技术发现胰腺癌患者与正常人群之间的差异代谢物，进一步通过靶标代谢组学分析及机器学习建模验证所述特异性差异代谢物即胰腺癌诊断标志物在胰腺癌诊断中的诊断能力。

技术领域

本发明属于临床检验诊断领域，具体涉及基于代谢组学和机器学习分析技术的胰腺癌诊断标志物，所述诊断标志物的筛选方法、应用所述诊断标志物构建诊断模型的方法及所述诊断标志物在胰腺癌诊断中的应用。

背景技术

胰腺癌(pancreatic cancer)是一种恶性程度很高、诊断和治疗都很困难的消化道恶性疾病，其发病率近年来呈快速上升趋势。根据中国国家癌症中心在2019年1月发布的全国癌症统计数据，胰腺癌位居我国恶性肿瘤发病第十位，且死亡率排名第七，诊治现状不容乐观。长期吸烟、高脂饮食、体重指数超标、过量饮酒、伴发糖尿病或慢性胰腺炎等是胰腺癌的发病危险因素。近年来在肿瘤学新理念的推动下，胰腺癌的临床诊疗水平取得了明显进步，但胰腺癌作为外分泌腺发生的腺癌，恶性程度高，病程短，发展和恶化速度快，预后差，死亡率极高。患者的五年生存率极低(不足5％)，被称为“癌王”。因此，若能在无症状或症状不明显的早期发现胰腺癌，及时进行针对性治疗，能够极大地提高胰腺癌病人的生存率和治愈率。

胰腺癌早期患者症状不典型，最多见的为食欲不振，伴有恶心，呕吐，消瘦，乏力，常常按其他疾病治疗，延误病情治疗。多数胰腺癌患者确诊时已是晚期。究其原因，一方面，胰腺位于人体腹部深处，若非专门做相关影像学检查，很难在早期确诊；另一方面，胰腺癌早期症状不典型，有时仅表现为轻度上腹部非特异性症状，与胃痛等症状相似，易误诊为慢性胃病。因此，开发出一种简单便捷的新型胰腺癌早期诊断方法将具有重大的临床意义和社会经济意义。

根据中国抗癌协会胰腺癌专业委员会在2018年发布的胰腺癌综合诊治指南(2018版)，目前主要以糖类抗原CA19-9作为最常用的胰腺癌诊断标志物，其临床特征为：将血清CA19-937U/ml作为阳性指标，诊断胰腺癌的灵敏度和特异度分别达到78.2％和82.8％(Poruk KE,Gay DZ,Brown K,et al.The clinical utility of CA 19-9 in pancreaticadenocarcinoma: Diagnostic and prognostic updates.Curr Mol Med,2013,13(3):340-351)。约10％的胰腺癌患者 Lewis抗原阴性，CA19-9不升高，此时还需结合其他肿瘤标志物如CA125和(或)癌胚抗原(carcinoembryonic antigen,CEA)等辅助诊断(Luo G,LiuC,Guo M,et al.CA 19-9-LowLewis(+)pancreatic cancer:A unique subtype.CancerLett,2017,385:46-50)。虽然此标志物已在临床应用，但其特异性并不高，在消化道恶性肿瘤如胰腺癌、胆囊癌、结肠癌、胃癌、肝癌等病人中均有增高，并且其早期诊断价值不大，主要作为病情监测和预示复发的指标。此外，如外周血内microRNA、ctDNA、外泌体内Glypican-1等也具有潜在临床应用前景，但基本停留在实验室研究阶段，仍存在假阳性率高、花费多等缺点，尚待高级别循证医学证据的证实(Xu J,Cao Z,Liu W,et al.PlasmamiRNAs effectively distinguish patients with pancreatic cancer from controls:A multicenter study.Ann Surg.2016,263(6):1173-1179；Xu L,Li Q,Xu D,et al.has-miR-141 downregulates TM4SF1 to inhibit pancreatic cancer cell invasion anmigration.Int J Oncol,2014,44(2):459-466；Melo SA,Luecke LB,Kahlert C,etal.Glypican-1 identifies cancer exosomes and detects early pancreaticcancer.Nature,2015,523(7559):177-182； Cohen JD,Javed AA,Thoburn C,etal.Combined circulating tumor DNA and protein biomarker-based liquid biopsyfor the earlier detection of pancreatic cancers.Proc Natl Acad Sci U S A,2017,114(38):10202-10207；Ma L,Tian X,Guo H,et al.Long noncoding RNA H19derived miR-675 regulates cell proliferation by down-regulating E2F-1 inhuman pancreatic ductal adenocarcinoma.J Cancer,2018,9(2):389-399；Li W,ZhangX,Lu X,et al. 5-Hydroxymethylcytosine signatures in circulating cell-free DNAas diagnostic biomarkers for human cancers.Cell Res,2017,27(10):1243-1257)。