随着新疗法的发展，能够早期诊断癌症的技术进步对改善患者预后至关重要。一些筛查项目和转诊途径正在使表现出特定癌症症状的个人能够及时识别癌症。但对于有更普遍症状的患者，如疲劳和无法解释的体重减轻，诊断的过程可能要长得多。迫切需要更好的方法来更快地识别这些患者的癌症，并减少与晚期癌症诊断相关的负面影响。
最近发表在临床癌症研究一组科学家展示了基于核磁共振(NMR)的代谢组学在检测非特异性症状患者的癌症以及确定癌症是否转移的潜力。该方法被证明具有高度敏感性和特异性，识别实体瘤患者的敏感性为94%，特异性为82%。在这项研究中，研究人员分析了294名患者的血液，并检测了患有和没有癌症，以及有无转移的患者的代谢“指纹”之间的差异。重要的是，在两名患者中，血液代谢组学分析能够比传统成像方法更早地检测出新的或复发的癌症。
188金宝搏备用有幸与第一作者交谈，拉金博士了解更多关于该研究的信息，生物流体代谢组学的好处，以及基于nmr的方法如何有助于改善对非特异性症状患者的癌症检测和监测方式。
安娜·麦克唐纳(AM):你能告诉我们目前癌症转诊途径的一些局限性吗?对于出现非特异性症状的患者有哪些选择?
詹姆斯·拉金:目前大多数癌症转诊途径是为有特定症状的人设计的。例如，如果你持续咳嗽是潜在肺癌的症状，或者如果你最近有明显的肿块。有非特异性症状的患者，如体重减轻或疲劳，很难诊断，因为有很多潜在的原因，全科医生很难准确地将患者转介到进一步的调查中。在很多情况下，患者被要求监测他们的症状，如果病情恶化就返回，这意味着如果他们确实患有癌症，它会越来越严重。
这已经被认为是一个问题，最近在英国有一个转变，推动引入非特异性症状途径。未来几年，这些药物将在全国范围内推广，但它们仍然存在一个问题，即许多具有非特异性症状的患者实际上并没有患癌症。我们需要的是一种像我们这样的测试，能够准确、快速地判断一个有非特异性症状的病人是否患有癌症。这将允许全科医生快速转诊患者进行成像，并确信他们没有送不必要的人。
AM:是什么促使您研究生物流体代谢组学作为这组患者的替代方法?
莱托:我们一直对癌症诊断很感兴趣，但这种特定的方法是受到我们以前在其他疾病方面工作的启发。我们当时正在研究多发性硬化症等炎症性疾病，并试图弄清楚身体对这些疾病的反应。随着研究的深入，我们发现其中一个影响是免疫系统反应的改变。我们怀疑这种免疫系统的变化会对身体其他部分的代谢产生影响。我们开始探索新陈代谢的变化发现你可以使用变化的模式来预测多发性硬化症患者何时从早期的“复发缓解”过渡到后期的“继发性进展”形式。
众所周知，癌症涉及强烈的免疫系统反应，也涉及新陈代谢的变化。这让我们假设，我们可能能够使用相同的方法来识别和监测癌症。我们开始只研究继发性脑瘤，但很快就扩展到更广泛的癌症，因为迫切的临床需要。
AM:你能简单地给我讲讲核磁共振代谢组学分析吗?
莱托:当然。这个过程分为三个部分。首先是血液采集，其次是核磁共振分析本身，第三是核磁共振数据的计算分析。
第一步，血液样本，是常规的，就像任何其他血液测试一样——将一根针放在静脉里，通常是在你的手臂上，我们在常规的血液采集管中收集血液样本。我们需要大约5毫升的血，大约一茶匙。然后，血液在离心机中旋转，将红细胞从血液的透明部分血清中分离出来。我们用血清进行核磁共振分析。
核磁共振分析使用一种叫做核磁共振谱仪的机器。这是一台大型机器，利用强磁场和无线电波来观察样品的成分。这是因为所有分子都有一个特定的共振频率，就像音叉在一个特定的频率上共振一样。核磁共振分析的工作原理很像同时敲击数千个音叉，然后仔细听声音，找出哪个音叉存在。这为我们提供了一个数据丰富的“光谱”，其中包含了血清中存在的所有小分子或代谢物的信息。
资料来源:詹姆斯·拉金
第三步也是最后一步是计算分析。我们使用机器学习和其他统计技术来观察患者血液样本中代谢物的模式。我们发现有一些模式更可能发生在癌症中，而有些模式更可能发生在非癌症疾病中。我们可以利用这些变化的模式来确定病人是否患有癌症。
AM:在你的研究中，你证明了代谢组学生物标志物可以用于识别具有非特异性症状的癌症患者。你能告诉我们在研究中观察到的两组之间的一些主要代谢变化吗?是什么导致了这些变化?
莱托:这一点很有趣。我们进行这项工作的原因是想看看我们是否可以用我们的技术来诊断癌症。要想进行诊断，最重要的是“患者血液中代谢物的模式是否与癌症患者或非癌症患者血液中的模式密切匹配?”这意味着从诊断的角度来看，我们不需要理解，甚至不需要观察我们所看到的个体代谢物的变化。
当然，特定代谢物的变化在试图了解潜在的癌症方面具有巨大的重要性。我们在论文中推测了一些为什么会发生这些变化，但总的来说，我们看到癌症患者的脂肪酸减少了，葡萄糖和一些氨基酸增加了。我们怀疑我们所看到的是身体对癌症存在的反应，而不仅仅是癌症本身。新陈代谢通常受到严格控制，因此可以检测到的变化几乎肯定涉及身体的某些部位，如肝脏。
AM:你还能够区分转移性和非转移性癌症。这些信息通常是如何获得的?一项能够确定转移状态的血液测试对患者的路径有什么不同?
莱托:通常情况下，转移的存在可以通过成像(如正电子发射断层扫描(PET))或活检(去除局部淋巴结并在显微镜下检查)来确认。决定哪些病人需要检查是肿瘤学家的事情，这将取决于个体发生转移的风险。这个过程并不完美，现在许多没有转移的患者被送去做影像学检查，许多有转移的患者没有及时被送去做影像学检查。确定转移的血液测试可以更好地识别那些需要进行影像学检查的患者，可以优先考虑资源，更快地确定更多转移患者。能够识别转移是很重要的，因为有一些疗法，如免疫疗法，对转移患者是最有益的。和所有癌症治疗一样，越早越好。
AM:在两个病例中，在常规影像学检查之前，通过代谢组学分析确定了癌症。代谢组学如何应用于临床以支持早期癌症诊断?
莱托:代谢组学在很多方面都有帮助。首先，如我之前所说，非特异性症状的患者可以受益。除此之外，还有很多例子，我们可以看到潜在的好处。考虑到复发监测——在一个癌症患者完成一个疗程的治疗后，他们将被跟踪几年，以确保癌症不会复发。
第二个例子是患有可能发展为癌症的非癌症疾病的患者，例如良性肿块可能保持良性，但可能发展为癌症。其中许多情况都有适当的监测途径，但许多通过这些途径的患者永远不会发展成癌症。这使得这些途径效率低下，而且可能成本高昂。代谢组学分析可以提供某种“早期预警”，表明良性疾病可能会转变为癌变。
AM:这种方法与其他液体活检方法(如ctDNA分析)相比如何?它有什么好处?
莱托:一般来说，癌症检测的其他方法要么是通过寻找肿瘤释放的特定物质，比如特定的血液标记物或循环肿瘤DNA，要么是通过物理方法寻找肿瘤，也许是使用像MRI或CT这样的成像方法。
我们的方法是不同的，因为我们正在研究一系列小的代谢物，没有一个是单独针对肿瘤的。所有人体内都有这些代谢产物，它们对生命至关重要。我们的方法的独特之处在于，我们只观察这些代谢物的模式，并观察这种模式本身在癌症中是如何变化的。我们强烈怀疑我们的信号正在被身体的其他部分“放大”，这使我们在检测能力方面具有优势。此外，通过使用常规血液样本，我们希望能够将我们的测试部署在尽可能多的地方。
AM:这项研究的主要作者Fay Probert博士在一份新闻稿中评论说:“我们的目标是生产一种任何全科医生都可以要求的癌症测试。”在实现这一目标之前需要采取哪些步骤?这项检测是否仍将保持广泛，检测一系列癌症，或者您是否设想开发几种检测特定癌症的检测方法?
莱托:就像所有的医疗诊断测试一样，我们必须将我们的技术从目前的形式中提炼出来，并将其整合成经过监管部门批准的可销售产品。这是一个复杂的过程，我们正在从牛津大学成立一家衍生公司来开展这项工作。在最简单的层面上，我们需要在更多患者中进行更大规模的试验，以证明我们的技术在广泛人群中是可靠的，是安全的，并且在发现癌症方面是有效的。我们收集的大量证据将被送到医疗监管机构审批。
在下游，我们预计会进行一系列测试，每一项测试都针对一种特定的癌症。然而，目前我们拥有的最有力的证据是用于检测一系列癌症的广泛测试。我们分析的聪明之处在于，随着我们招募更多的患者参加试验，我们将能够利用这些患者的数据开发出更好的诊断测试。这将大大提高我们开发新的特定测试的速度。
詹姆斯·拉金博士接受了科技网络科学作家安娜·麦克唐纳的采访。188金宝搏备用
