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一文读懂系列 | 了解氨基酸检测与肿瘤患者之间的关系

英盛生物
2021.12.20

氨基酸是构成蛋白质分子的基本单位,是构成人体内最基本物质之一,当然除了合成组织蛋白质之外,也能变成酸、激素、抗体、肌酸等含氨物质,还可以转变成碳水化合物和脂肪,同时氧化成二氧化碳和水及尿素,产生能量,对于促进生长,进行正常代谢,维持生命提供了物质基础[1]。

细胞代谢异常是肿瘤的十大特征之一,故肿瘤的发生、发展和氨基酸代谢关系密。近年来研究证明[2-4],某些特定的氨基酸在肿瘤的发生发展中发挥着重要的作用。这些研究包括:潜在肿瘤生物标志物检测,氨基酸衍生物治疗肿瘤,肿瘤产生机制研究,肿瘤的靶向治疗等,对于氨基酸代谢在肿瘤临床治疗上的应用具有指导意义。

氨基酸与肿瘤患者

来自国外学者的一篇研究[6],共纳入五种癌症患者,包括肺癌、胃癌、结直肠癌、乳腺癌和前列腺癌患者,研究患者血浆游离氨基酸谱及其在早期诊断中的应用,通过对比以上5种癌症患者血液中氨基酸谱的变化,发现肿瘤患者体内包括缬氨酸、亮氨酸在内的多个氨基酸谱发生显著变化,采用氨基酸谱可有效协助改善癌症筛查和诊断。

■  结直肠癌 

以中老年人群为研究对象[7],共纳入629例腺瘤和584例对照人群,检测亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸的血浆浓度,在调整潜在混杂因素后发现,高血浆浓度的亮氨酸,缬氨酸和总BCAA与结直肠腺瘤风险呈负相关,BCAAS可能对结肠直肠癌的发生过程产生有益的影响。另有一项研究,62例在癌症中心接受过CRC根治性切除术的患者,在切除前1周内和切除后0.5-6.5年从空腹患者中采集血液样本,比较术前和术后患者体内的氨基酸水平,研究氨基酸谱在结直肠癌(CRC)患者中的作用,结果发现,携带肿瘤的情况会改变氨基酸谱,氨基酸谱可用于预测CRC肿瘤切除术后患者的预后并监测其复发情况[8]。

■  结直肠癌淋巴结转移

利用液相色谱-质谱联用的方法对265例结直肠癌患者的外周血中氨基酸的代谢水平进行分析,结果表明结直肠癌患者中有淋巴结转移和无淋巴结转移患者之间18种血清氨基酸的代谢水平差异均有统计学意义,而且利用筛选出的6种血清代谢物(天门冬氨酸、苏氨酸、组氨酸、天冬酰胺、鸟氨酸、精氨酸)构建的诊断模型具有较高的诊断能力,在预测结直肠癌的预后、个体化治疗及研究淋巴结转移机制方面具有一定的应用前景[9]。

■  肺癌

在一项纳入70例肺癌患者为观察组[10],同时选取70名健康同龄者为对照组的研究中,观察组患者的血清苏氨酸、色氨酸水平均低于对照组,而谷氨酸水平则高于对照组,且随着临床分期的逐渐升高,肺癌患者血清苏氨酸及色氨酸水平逐渐降低,谷氨酸水平逐渐升高,对于肺癌分期方面具有一定的辅助诊断意义。

■ 乳腺癌

73例有远处转移并进行化疗的晚期乳腺癌患者,对有明确预后的患者,分为恶化(疾病进展)组和好转(完全缓解、部分缓解和疾病稳定)组,甘氨酸、L-谷氨酰胺和肌氨酸的含量水平在化疗第1个疗程后的变化对晚期乳腺癌化疗疗效具有一定的预测价值,较影像学检查可能更早预测化疗疗效,有助于优化晚期乳腺癌的治疗策略[11]。

■ 肿瘤放化疗患者营养支持

肿瘤患者营养不良的发生率相当高,营养不良不仅影响肿瘤治疗的临床决策,还会增加并发症发生率和病死率,降低患者的生活质量,影响患者的临床结局。肿瘤患者的营养支持已成为肿瘤多学科综合治疗的重要组成部分。合理、有效地提供营养支持对改善肿瘤患者的预后及生活质量具有积极作用[14]。

肿瘤放化疗患者入院时营养风险和营养不足发生率较高,且出院时营养风险及营养不足较入院时明显增加。营养不足患者的放化疗副反应有增加的趋势,且营养支持不尽合理。因此,应重视放疗患者营养风险的动态评估,并由营养支持小组根据评估结果制定合理的营养支持方案。复方氨基酸注射液促进肿瘤患者肌肉蛋白质合成代谢,发挥纠正负氮平衡、修复损伤组织、合成蛋白质的作用[13],对于改善恶性肿瘤化疗病人的营养状况效果明显,并且可以提高患者对化疗的耐受力、增强免疫功能[12]。

氨基酸过量危害

■  氨基酸之间的相互比例,又称氨基酸模式,是十分重要的,只有同时按适当的比例供给氨基酸,才能达到最高的利用率。

氨基酸的代谢和其代谢产物的排泄都要经过肝脏和肾脏,因此,人若大量摄入氨基酸制剂,就会增加肝脏和肾脏的负担,可引发肝、肾疾病。在体内过量的话,也会使多余的氨基酸被当作脂肪储存起来,从而引发肥胖问题。

准确评估体内氨基酸水平,根据自身的真实情况科学补充,才能使摄入的氨基酸模式接近人体的需要,提高其在人体内的利用率,定期监测患者体内氨基酸水平,有针对性提供辅助治疗方案。

氨基酸检测方法学

■  关于氨基酸的检测方法,传统的氨基酸分析法多采用衍生化,使其生成具有紫外或荧光基团的衍生物后进行检测,但其方法操作繁琐、影响因素多、分析时间长,给临床检测带来诸多不便。其后,随着现代氨基酸技术的发展,人们又开发出许多新的氨基酸分析方法,如柱前衍生反相高效液相色谱法、高效阴离子交换色谱-积分脉冲安培检测法、毛细管电泳法、核磁共振波谱法、气相色谱法、质谱法和液质联用法等。其中高效液相色谱串联质谱法(LC-MS/MS)具有重复性好、灵敏度高、样品处理简单、自动化程度高、无需衍生和能够实现同分异构体的基线分离等特点,可在较短时间内完成测定,方法操作简单、快速、高通量,可用于临床诊疗和科研样本的检测。与传统的毛细管电泳法、HPLC法、氨基酸分析仪比较,无论是精度、还是检测的范围和检测结果的准确度都有很大的提高和改善。《液相色谱-质谱临床应用建议》指出与免疫方法相比,液相色谱-质谱法更适合用于小分子化合物的定性、定量检测(如激素、药物及其代谢产物、维生素、氨基酸等)[15-16]。

英盛生物氨基酸检测一站式解决方案

■  英盛生物基于LC-MS/MS平台,研发多种氨基酸检测试剂盒,共检测23种氨基酸指标,采用同位素内标校正,外标法定量,具有定量准、灵敏度高、检出限低、检测动态范围宽等特点,为体内多种氨基酸的精准评估提供保证。

 参考文献

[1] 刘雪梅. 氨基酸与人类健康[J]. 赤峰学院学报:自然科学版, 2008(4):2.

[2]徐钰,宋捷,项蓉蓉,梁文波. 氨基酸代谢在抗肿瘤领域的研究进展[J]. 药物评价研究,2018,41(02):340-344.[3]姜洪丽, 蒋学阳, 汤同中,等. 干预肿瘤代谢的新策略:氨基酸代谢的调控途径及其药物研究进展[J]. 药学学报, 2019, 54(3):13.

[4]陈星伊, 王旭, 周陶,等. 氨基酸代谢调控与肿瘤免疫研究进展[J]. 药学研究, 2021, 40(1):5.

[5] Miyagi Y ,  Higashiyama M ,  Gochi A , et al. Plasma Free Amino Acid Profiling of Five Types of Cancer Patients and Its Application for Early Detection[J]. Plos One, 2011, 6.

[6] Miyagi Y ,  Higashiyama M ,  Gochi A , et al. Plasma Free Amino Acid Profiling of Five Types of Cancer Patients and Its Application for Early Detection[J]. Plos One, 2011, 6.

[7] S. Budhathoki.etal. Association of plasma concentrations of branched-chain amino acids withrisk of colorectal adenoma in a large Japanese population. December 22, 2016.Ann Oncol.[8] Katayama K , Higuchi A , Yamamoto H ,et al. Perioperative dynamics and significance of plasma-free amino acidprofiles in colorectal cancer[J]. BMC Surgery, 2018, 18(1):11.[9] 刘金豪, 王季堃, 史祚秀,等. 血清氨基酸水平与结直肠癌淋巴结转移关系的初步研究[J]. 中华普通外科杂志, 2021, 36(6):2.

[10] 承婷. 肺癌患者血清游离氨基酸及肺表面活性蛋白的表达及临床意义[J]. 中国当代医药, 2016, 23(33):3.

[11] 徐君南, 李晓睿, 孙涛. 基于超高效串联质谱的氨基酸代谢组学预测晚期乳腺癌化疗反应初探[J]. 中国肿瘤临床, 2017, 44(24):5.[12] 张亚茹, 李春霞, 李燕琴,等. 80例肿瘤放化疗患者营养风险及营养支持状况分析[J]. 肿瘤代谢与营养电子杂志, 2016(1):3.

[13] 复方氨基酸注射液临床应用专家共识[J]. 肿瘤代谢与营养电子杂志, 2019, 6(2):7.[14] 肿瘤患者营养支持指南[J]. 中华外科杂志, 2017, 55(11):29.

[15]李鹏飞, 陶蓓蓓, 张绪得,等. 高效液相色谱-串联质谱法测定人体内30种氨基酸[J]. 分析化学, 2013(9):1347-1352.

[16]唐涛. 氨基酸柱前衍生化HPLC方法发展及应用[D]. 南京理工大学, 2006.

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