背景
肝细胞癌(HCC)是癌症死亡的第三大原因，5年生存率为50-70%，代谢物在HCC的发病机制中起着重要作用，但以往代谢组学研究多采用外周血来反映HCC患者的代谢变化，而门静脉代谢组特征尚未见报道。本研究采用综合代谢组学分析门静脉血液中代谢物的变化，并与HCC患者和健康肝供者肝脏组织和粪便样本中的代谢物变化进行比较，以发现可能促进HCC进展的代谢改变，为预防HCC发展提供潜在靶点。
2021年8月3日，香港中文大学于君，Vincent Wai-Sun Wong及上海交通大学夏强共同通讯在Gut (IF=23.06)在线发表题为“Integrative metabolomic characterisation identifies altered portal vein serum metabolome contributing to human hepatocellular carcinoma ”的研究论文，该研究详细的代谢组学评估显示，HCC 患者和对照个体的血清、肝组织和粪便样本中存在明显的代谢物簇 (p<0.001)。HCC 患者的门静脉血清和 HCC 组织代谢物 DL-3-苯基乳酸、L-色氨酸、甘胆酸和 1-甲基烟酰胺水平显著高于健康对照组，这与肝功能受损和生存率低有关。另一方面，HCC 患者在门静脉和粪便样本中的亚油酸和苯酚水平低于健康对照组。亚油酸和苯酚显著抑制 HCC 增殖，推断它们具有作为保护性代谢物的抗 HCC 功能。
研究材料
发现集（训练集）102份血清样本（52例HCC患者和50例健康对照组）；验证集：肝组织(52例HCC肿瘤和52例癌旁组织、50例正常肝脏)和102例粪便样本:独立验证队列中包含100例受试者(50例HCC患者和50例健康对照)。
技术方法
代谢组学，生信分析
研究结果
在发现队列中，收集102例受试者(52例HCC患者和50例健康对照组)的血清(门静脉和中心静脉)、肝组织(52例HCC肿瘤和52例癌旁组织、50例正常肝脏)和102例粪便样本:独立验证队列中包含100例受试者(50例HCC患者和50例健康对照)，共660例样本采用非靶向代谢组学进行分析。
通过代谢组学分析发现，HCC患者和对照组的血清、肝组织和粪便样本中有明显的代谢物簇改变。
研究发现，与中心静脉和健康对照组相比，肝细胞癌患者门静脉中56种代谢物特异性升高。同时通过代谢通路分析发现，这些代谢物主要是DL-3-苯乳酸、L-色氨酸、甘胆酸、1-甲基烟酰胺等致病性代谢物。
而在肿瘤组织中，与邻近的非肿瘤和正常肝脏组织相比，患者的肿瘤组织有116种代谢物发生了特异性改变。
通过对门静脉和肿瘤组织中同时发生改变的代谢物进行筛选，作者发现了6种代谢物。其中四种发生了上调，DL-3-苯乳酸、L-色氨酸、甘胆酸、1-甲基烟酰胺，2种发生了下调，亚油酸和苯酚。这六种改变的代谢物在HCC患者的独立验证队列中被进一步验证。
四种上调的代谢产物DL-3-苯乳酸、L-色氨酸、甘胆酸、1-甲基烟酰胺致病性与肝功能受损及预后不良有关，HCC门静脉血清和粪便中两种下调的代谢产物亚油酸和苯酚则显著抑制肝癌细胞增殖的保护性代谢物减少。
小结
HCC 患者和对照个体的血清、肝组织和粪便样本中存在明显的代谢物簇 (p<0.001)。HCC 患者的门静脉血清和 HCC 组织代谢物 DL-3-苯基乳酸、L-色氨酸、甘胆酸和 1-甲基烟酰胺水平显著高于健康对照组，这与肝功能受损和生存率低有关。另一方面，HCC 患者在门静脉和粪便样本中的亚油酸和苯酚水平低于健康对照组。亚油酸和苯酚显著抑制 HCC 增殖，推断它们具有作为保护性代谢物的抗HCC 功能。总之，血清、组织和粪便代谢物的综合代谢组分析揭示了 HCC 患者的代谢改变。在门静脉中，该研究确定了升高和耗尽的代谢物，表明它们可能在 HCC 发展中发挥作用。
