Page 148 - 南京医科大学学报自然科学版

第41卷第2期
·298 · 南 京 医 科 大 学 学 报 2021年2月

差异代谢物筛选和代谢通路富集分析。其中模型 行反复验证以使模型具有更高的可靠性。
构建是对多元变量统计分析的关键步骤，主要方法 综上，代谢组学拥有一套完整的方法体系，其
包括无监督的主成分分析法（principal component 工作流程如图1所示。相比于其他组学（基因组学、
analysis，PCA）和有监督的偏最小二乘法判别分析 转录组学、蛋白组学），代谢组学位于组学终端，代
法（partial least squares discriminant analysis，PLS ⁃ 谢产物的变化往往更能代表肿瘤细胞内发生的各
DA），目的是对代谢组学的高维数据进行降维处 种生理生化反应的整体信息和最终结果，被认为是
理。前者适用于分类信息未知的样品，反映不同组 反映生物表型最有效的分子，能为肿瘤的机制研
别间自然的聚类趋势，在代谢组学中主要用于质控 究、药物靶标发现、生物标志物研究和临床诊疗等
评价或分组。后者是代谢组学使用较多的方法，强调 提供更多有价值的信息。
自变量对因变量的解释和预测作用，去除对回归无益
2 胶质母细胞瘤与代谢异常机制
噪声的影响，使分类模型包含最少的变量数，为避免
模型因过拟合而造成的预测作用不佳，还要对模型进 神经胶质瘤是最常见的脑部恶性肿瘤，约占脑

肿瘤组织
肿瘤患者 HPLC/GC⁃MS
样本采集 样本提取 送样检测
肿瘤细胞培养
NMR
对照组和实验组
荷瘤小鼠
生物体液（血浆、脑脊液等）

2⁃hydroxy⁃glutaric acid 数据采集与
信息挖掘 聚类分析 PLS⁃DA分析 统计学分析

tryptophan
肿瘤标志物
PCA分析 通路分析
图1 代谢组学工作流程图
Figure 1 Working flowchart of metabolomics

部恶性肿瘤的 80%，其中胶质母细胞瘤（glioblasto⁃ ab）是目前唯一获美国FDA批准的GBM分子靶向药，
［24］
ma，GBM）属于神经胶质瘤中的级别最高的分型（Ⅳ 它通过抑制肿瘤血管新生而发挥抗肿瘤效应 。
级），恶性程度相对较高，治疗后的 5 年生存率仅为 代谢失调是细胞癌变的重要标志之一，该特征
［19］
2% 。目前，GBM 的治疗多采用手术切除癌灶再 在GBM中也得到充分体现，推测其原因可能是肿瘤
辅助放化疗的策略 ［20］ 。替莫唑胺（temozolomide， 细胞为更好维持其在体内的生存、增殖和侵袭所做
TMZ）是目前胶质瘤治疗的一线药物，临床试验表明 出的适应性调整，包括对细胞内糖类、谷氨酰胺、脂
接受放疗联合TMZ治疗的患者的中位生存期明显长 质、核苷酸等重要物质进行的代谢重编程（metabol⁃
于仅接受放疗的患者 。另外，合用TMZ能延长神 ic reprogramming） 。因此，解析其异常的代谢机
［21］
［25］
经胶质瘤患者手术后的生存期 。亚硝基脲类烷化 制是阻止肿瘤发生发展，提高治疗收益以及改善预
［22］
剂如卡莫司汀（carmustine）、洛莫司汀（lomustine） 后的关键所在。Marin⁃Valencia等 ［26］ 研究表明，通过
18
等，常单用或与其他化疗药物如甲基苄肼（procarba⁃ 18 F⁃脱氧葡萄糖正电子发射断层成像（ F deoxyglu⁃
zine）和长春新碱（vincristine）等组成联合化疗方案 cose⁃positron emission tomography，FDG⁃PET），证
18
应用于恶性胶质瘤的治疗 ［23］ 。另外，靶向血管内皮 实在GBM中葡萄糖代谢十分活跃，同位素标记显示
生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF） 从葡萄糖衍生的谷氨酸合成谷氨酰胺的生化反应

的重组人单克隆 IgG1 抗体贝伐珠单抗（bevacizum⁃ 异常活跃是GBM的重要代谢特征，由于谷氨酰胺酶