中文摘要：

大肠癌是最常见的消化系统恶性肿瘤，有效的筛查及早诊早治是大肠癌的重要防治策略。目前临床常用筛查诊断手段存在敏感性差、或有创伤性、或价格昂贵等缺陷。离体高分辨 质子 NMR 谱定量检测粪便肿瘤相关性代谢组是颇有前景的大肠癌筛查诊断新技术。本项目是医、工、理多学科交叉的基于质子 NMR的粪便代谢组学研究，将9.4T 频谱参数优化、离体组织检测及人粪便检测试验相结合，通过检测比较正常人、大肠癌患者的粪便代谢物和大肠癌手术前、手术后的粪便代谢物，同时结合原位活体大肠癌组织的高分辨 质子NMR 谱，应用多变量数据分析的模式识别方法，全面识别大肠癌粪便中的肿瘤相关性代谢组标志物；并结合结肠镜检查及术后病理活检，评价基于质子 NMR谱的粪便肿瘤相关性代谢组学研究在大肠癌筛查诊断和肿瘤分期的可行性、准确性和可重复性。本项目的顺利实施将提供具有高敏感性及特异性、便宜、无创伤、人群依从性高的大肠癌筛查新手段。

结论摘要：

大肠癌是最常见的消化系统恶性肿瘤，有效的筛查及早诊早治是大肠癌的重要防治策略。目前临床常用筛查诊断手段存在敏感性差、或有创伤性、或价格昂贵等缺陷。离体高分辨质子 NMR 谱检测粪便肿瘤相关性代谢组是颇有前景的大肠癌筛查诊断新技术。本项目是医、工、理多学科交叉的基于高分辨1H-NMR指纹谱和模式识别的粪便代谢组学研究，将1H-NMR参数优化、多变量数据处理优化及人粪样检测试验相结合，通过检测正常健康人、大肠癌癌前病变、大肠癌的粪便上清液，应用模式识别方法，识别与大肠癌发病相关的潜在代谢组标志物。本项目按预定研究计划执行，取得了下列主要研究结果(1）通过外标准模型实验，优化并比较了一维ZGPR和Noesypr1d 检测序列，发现Noesypr1d采集的NMR谱质量明显高于ZGPR序列。(2) 比较主成分分析（PCA）和偏最小二乘法（PLS-DA）的判别分析能力，证明PLS-DA为灵敏度和准确性均较高的模式识别方法，可以有效区分大肠癌组和健康组的粪便上清液代谢物（R2=0.895，Q2=0.817）。(3) 通过样本检测试验，初步确定大肠癌组和健康组的差异性粪便上清液代谢物，结合PLS-DA判别分析，发现大肠癌组中的短链脂肪酸（如丙酸、丁酸、醋酸）、天冬酰胺、甲醇、葡萄糖的含量较健康组明显降低，而乳酸、甘油的含量则明显升高。(4) 整体分析比较健康人群、溃疡性结肠炎（大肠癌前病变）及大肠癌三组粪样， PLS-DA得分图显示健康组、溃疡性结肠炎及大肠癌三组样本分布成顺时针趋势漂移，溃疡性结肠炎和大肠癌处于完全不同于健康组的病理状态，进一步提示粪便代谢物谱改变可能是大肠癌发病的早期事件，伴随大肠粘膜上皮细胞的恶性转化过程可能存在粪便代谢物谱里程碑意义的特征性改变。该项目的顺利实施具有良好的临床应用前景，将为我国大肠癌的早期筛查提供无创的、高敏感性和特异性、人群依从性高、经济实惠且筛检窗口可能前移的检测新手段，补充完善我国大肠癌的筛查、防治水平。该项目资助下发表2篇英文论著，3篇中文核心期刊文章； 2篇ISMRM会议论文并大会发言，3篇国内磁共振学术会议论文并大会发言，培养2名硕士研究生，一名已于2013年7月份顺利毕业，另一名研究生在读。项目负责人因此项课题研究通过了广东省副主任医师资格的评审，被评为硕士生导师，并且成功申请到2014年国家自然科学基金面上项目资助。