近日，中国科学院合肥物质院健康所（中国科学院合肥肿瘤医院）医用光谱质谱研究团队采取糖酵解控制策略，通过气相色谱质谱（GC-MS）非靶向分析，发现用一种挥发性有机物（VOC）可以识别出肺癌细胞，该研究结果以“Controlling glycolysis to generate characteristic volatile organic compounds of lung cancer cells”为题发表在《Scientific Reports》期刊上。

2022年我国肺癌新发106.06万例，死亡73.33万例，发病率和死亡率均位列全部恶性肿瘤首位。早期肺癌多无明显症状，临床上多数患者出现症状就诊时已属晚期，晚期肺癌患者整体5年生存率在20%左右；若能早诊早治，五年生存率可达90%以上。呼气测试具有大众易于接受等特点，有望用于肺癌的无创筛查。然而，肺癌的呼气VOC标志物迄今还没有达成共识。因此，开展细胞实验，确立肺癌细胞特征VOC，将为肺癌呼气标志物检测技术的开发提供科学基础和依据。

在前期开展肺癌患者呼气分析研究的基础上，考虑到糖酵解是癌细胞普遍存在的代谢过程，并且利用该代谢特征的正电子发射计算机断层成像（PET-CT）已用于肿瘤的临床诊断，为此，研究团队采取抑制糖酵解的方法，检测分析了三种肺癌细胞（A549, PC-9, NCI-H460）和正常肺上皮细胞（BEAS-2B）挥发性代谢物的变化特征，发现肺癌细胞释放的羟基丁酮升高了2.6—3.3倍，而正常肺细胞挥发出的该物质几乎没有变化，表明用一种VOC即羟基丁酮就可以识别肺癌细胞。此外，还通过阻断谷氨酰胺酵解等实验手段，研究了肺癌细胞代谢物羟基丁酮异常的生化机制。该项工作发展的控制糖酵解产生肺癌细胞特征VOC新方法，将为癌细胞的鉴别提供一种新方案。

肺癌细胞识别与生化机制研究结果示意图

本文第一作者为健康所博士生储雅静，通讯作者为葛殿龙博士后、陆燕副研究员和储焰南研究员。本工作得到了中国科学院合肥物质院院长基金“融合专项”等课题的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41598-024-67379-x