[发明专利]一种结直肠癌预测系统及其应用

说明书

本发明提供了一种结直肠癌预测系统及其应用，利用代谢组学的方法，通过分析结直肠癌症患者和正常人的尿液中具有显著性差异的代谢物，筛选出系列能早期预示结直肠癌发生风险的生物标志物，并从中进一步筛选出一组生物标志物构建结直肠癌的诊断模型，可用于便捷、无创、高效地预测个体是否患结直肠癌，满足临床所需。

技术领域

本发明涉及医学领域，具体而言，涉及利用代谢组学筛选结直肠癌的生物标志物并用于结直肠癌的诊断，尤其涉及一种通过检测尿液样本来预测结直肠癌发生风险的预测系统及其应用。

背景技术

代谢组学（Metabolomics）是对机体中相对分子量小于1000的小分子代谢物进行定性和定量分析的一门学科。通过代谢组学分析可以反映机体的生理和病理状况，也可以区分不同个体间的差异。随着质谱技术的发展，液相色谱与质谱联用技术（LC-MS）已成为代谢组学研究中最主要的研究工具。目前，代谢组学已经广泛应用与临床诊断领域，主要是发现与疾病诊断与治疗相关的代谢标志物。

结直肠癌（CRC）在全球和我国都是最常见的恶性肿瘤之一。2018年中国癌症统计报告显示，我国结直肠癌发病率、死亡率在全部恶性肿瘤中分别位居第3位和第5位，其中新发病例37.6万，死亡病例19.1万。而根据2020年《中国结直肠癌早诊早治专家共识》，我国结直肠癌的发病率已跃居城市恶性肿瘤发病率第2位（33.17/10万），死亡率第4位（15.98/10万）。农村地区恶性肿瘤发病率（19.71/10万）和死亡率（9.68/10万）第5位。几乎全国所有肿瘤登记地区的结直肠癌发病率均在逐年上升。结直肠癌的防治经历长期基础研究和临床实践已经取得一定的进步，但总的五年生存率仍较低，原因包括缺乏有效的能早期预示CRC发生风险的生物标记物。因此提高结直肠癌总体生存率的关键还是在于早发现和早治疗。

目前，对结直肠癌的诊断主要还是基于肠镜和影像学。在癌症生物标记物的研究发现过程中，基于系统生物学的各种组学（Omics）技术也发挥着重要的作用。基于基因组学和蛋白质组学研究结果发现的生物标志物在癌症研究中已有应用，比如针对结直肠癌的KRAS基因突变及BMP3/NDRG4基因甲基化检测的基因诊断体外诊断试剂盒“KRAS基因突变及BMP3/NDRG4基因甲基化和便隐血联合检测试剂盒（PCR荧光探针法-胶体金法）”已于2020年11月9日获得国家药监局批准上市，应用于对肠镜依从性差的结直肠癌高风险人群的筛查。

近年来代谢组学研究产生的大量研究成果正越来越广泛地见诸于各种学术期刊中。2014年，Cross et al.对254例结直肠癌病人和匹配的254例无病对照人群进行了血清的代谢组学研究。从鉴定到的447个血清代谢物中没有筛选到具体确定哪些血清代谢物和直肠癌风险有直接的关联，但是一个有趣的发现是，女性群体中，胆汁酸中的甘氨鹅脱氧胆酸（glycochenodeoxycholate）的含量和直肠癌的风险呈显著正相关。在另外一个针对结直肠癌的代谢组学研究中，Long et al.首先对30例CRC患者和30例健康对照人的血清进行了非靶向的代谢组学研究。以上这些为数不多针对CRC的早期发现和预警的研究从理论上证明了通过代谢组学技术发现CRC相关代谢生物标志物的可行性。但目前已经报道的针对结直肠的代谢生物标记物所需样品类型都是血样，而针对结直肠癌风险的基因检测则需用到粪便样品，在样品收集的无创性和简易性方面都不具备优势。

因此急需找到一种能方便快捷地无创取样，并能早期预测个体是否具结直肠癌风险的生物标记物，从而能够实现更高效地评估结直肠癌风险。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种结直肠癌检测的生物标志物，利用代谢组学的方法，通过分析结直肠癌症患者和正常人的尿液中具有显著性差异的代谢物，筛选出一系列能早期预示结直肠癌（CRC）发生风险的生物标记物，并从中进一步筛选出一组生物标志物构建结直肠癌的诊断模型，可用于便捷、无创、高效地预测个体是否患结直肠癌，满足临床所需。