于君/缪应雷/沈洪兵团队Cancer Cell封面论文：鉴定出腺瘤-结直肠癌进展中的功能性代谢物及早期诊断生物标志物

香港中文大学于君教授、昆明医科大学缪应雷教授及南京医科大学沈洪兵院士等在 Cancer Cell 期刊发表了题为：Integrative plasma and fecal metabolomics identify functional metabolites in adenoma-colorectal cancer progression and as diagnostic biomarkers 的研究论文，该论文被选为当期封面论文。

该研究整合了血浆和粪便代谢组学，鉴定出了腺瘤-结直肠癌进展中的功能性代谢物，并将其作为结直肠癌的早期诊断生物标志物。

该研究描述了血浆和粪便代谢物在结直肠癌（CRC）中的机制意义和诊断潜力。该封面描绘了帆船旅程，象征着结直肠癌的进展。海豚（代表异胆酸等抑制性代谢物）沿着远离风暴的船游动，而鲨鱼（代表油酸等促进代谢物）则跟随驶向风暴的船。分叉路上的浮标表示基于代谢物分析的早期肿瘤诊断。

结肠镜检查是结直肠癌诊断的标准方法，但其侵入性和高昂的运行成本限制了其在大规模筛查中的应用。随着代谢组学技术的进步，多项研究显示了检测粪便代谢物作为结直肠癌无创诊断的可行性。例如，于君团队之前报道了一组联合粪便代谢物和细菌生物标志物可以鉴别不同分期的结直肠癌患者。同时，在样本量相对较小的研究中，血液代谢物在结直肠癌诊断中的应用也的到来越来越多的认可。

但值得注意的是，目前仍缺乏比较粪便和血液代谢物诊断性能的研究。

在这项最新研究中，研究团队收集了1251例结直肠癌（CRC）患者、结直肠腺瘤（CRA）患者和健康对照组的样本（422名结直肠癌患者、399名结直肠腺瘤患者、430名健康对照组），包括373例来自发现队列的粪便和血浆样本，以及878例来自三个独立验证队列的血浆样本。

通过代谢组学分析，研究团队分别识别了健康对照组、CRA组和CRC组的粪便和血浆代谢物标签，特别是沿着腺瘤-肿瘤方向的油酸富集和别胆酸消耗。这些关键代谢物的作用通过CRC细胞系、患者来源的类器官（PDO）和小鼠CRC模型得到证实，油酸在CRC细胞系、患者来源的类器官（PDO）和小鼠CRC模型中表现出促肿瘤作用，而别胆酸具有相反的作用。进一步分析显示，油酸或别胆酸分别与结直肠癌细胞中的α-烯醇化酶（ENO1）或法尼醇X受体-1（FXR1）直接结合，从而调控癌症相关通路。

此外，研究团队还比较了粪便代谢物和血浆代谢物的临床潜力，发现后者具有更好的诊断性能。

在临床上，研究团队在一个发现队列和三个验证队列中建立了一个包含17种血浆代谢物的生物标志物诊断组合，这些代谢物可以准确区分不同阶段的结直肠癌患者 （AUC=0.848-0.987）。

总的来说，该研究在结直肠癌和结直肠腺瘤中发现了血浆代谢物和粪便代谢物的改变，结直肠癌富集的油酸和结直肠癌缺少的别胆酸是结直肠癌的关键代谢物，这两种代谢物分别与不同的肿瘤细胞受体结合，调控下游癌症相关铜路，并建立了一个能够准确诊断结直肠腺瘤和结直肠癌的血浆代谢物组合。