结直肠癌（CRC）是常见的恶性肿瘤之一，在我国的发病率位于恶性肿瘤第 3 位、死亡率排第 5 位，其发生被遗传和环境因素共同驱动。目前，结直肠癌的主要治疗方法为外科手术治疗、辅助放化疗，但晚期 CRC 患者的总体生存率仍然很低。因此，寻找经济有效的诊断及预后评估指标，为 CRC 患者提供有效的术后监测以及提高治愈率尤其关键。
01 案例一：（IF：8.579）
结直肠癌（CRC）是一种恶性肿瘤，在所有癌症中发病率排名第三。在宿主的遗传组成和环境暴露的驱动下，肠道微生物组及其代谢产物被认为是 CRC 发病机理的原因和调节因子。作者将人类粪便样品评估为无创且无偏见的替代品，以对 CRC 患者的肠道菌群和代谢组进行分类。对 CRC 患者（CRC 组，n = 50）和健康志愿者（H 组，n = 50）收集的粪便样本进行 16S rRNA 测序和 GC-MS 分析。随后对数据集进行了单独分析以及联合分析。粪便代谢组学分析确定了分布在两组中 40 条代谢途径中的 164 种代谢物。此外，H 组和 CRC 组的分别有 42 和 17 种特异性代谢物。微生物多样性的排序揭示了两组之间的 1084 个操作生物分类单位（OTU），并且 CRC 组的物种多样性少于 H 组。H 志愿者和 CRC 患者的菌群鉴定了 76 个区分性 OTU。联合分析发现 CRC 相关微生物与尸胺和腐胺等多胺类代谢产物相关联。这篇文章提供了肠道微生物组和代谢组（即多胺）之间新型相互作用的实质性证据，而这种相互作用在 CRC 中会受到严重干扰。其中，微生物相关代谢物可以用作治疗性探索中的诊断生物标志物。
技术路线：
实验样本：50 例 CRC 患者 VS 50 例健康志愿者
实验平台：16S rRNA 测序、GC-MS 非靶向代谢组
结果展示：
1. 16S rRNA 测序结果展示粪便菌群组成的变化
作者通过柱形图和热图展示 CRC 中粪便菌群组成的变化。
2. 粪便代谢组结果展示
作者首先将粪便代谢组的差异代谢物进行火山图展示，以及 KEGG 富集分析，关注差异代谢物显著富集到的生物学途径，并进一步对 H 和 CRC 组中的代谢物丰度进行了 HCA 分析，接着通过 OPLS-DA 寻找显著差异代谢物质。
3. CRC 患者代谢标志物的确定
作者将 16S rRNA 测序结果与代谢组结果通过 Pearson 相关性聚类分析展示两组学结果存在相互关联，并发现 CRC 组中微生物 - 代谢物之间存在正相关。接着，作者计算了粪便代谢产物丰度的变异系数（CV），发现多胺可能为潜在的标志物，并绘制 ROC 曲线确定与 CRC 显著相关两种代谢物为尸胺和腐胺。
（参考文献：doi: 10.7150/thno.35186）
02 案例二：（IF：7.36）
外泌体是自然分泌的纳米囊泡，由生化分子组成，包括 RNA，代谢产物，脂质和蛋白质，它们可以作为诊断工具和疾病特异性报告基因出现。为了研究 CRC 衍生的外泌体，作者选择了 mi-R19a，miR-21，miR-92a 和 miR-1246 阳性外泌体进行下游实验。在细胞培养和血清样品中比较了代谢组、脂质组和蛋白组的多组学变化。经过系统的多组学联合分析，共有 37 种（细胞培养物）和 31 种（血清）代谢物，130（细胞培养）和 56（血清）脂质，9 种（细胞培养物）和 13 种（血清）蛋白差异表达（p <0.05），可以区分 CRC 和对照。分析这些差异成分发现，主要涉及脂肪酸和氨基酸代谢相关途径的联合途径在 CRC 中发生了显着变化。这项研究增加了我们对 CRC 分子基础的了解，并为 CRC 的非侵入性检测和诊断提供了潜在的外泌体生物标志物。
技术路线：
作者通过提取出的外泌体，分别进行代谢组、脂质组和蛋白组检测。作者首先对三组组学数据分别进行展示，寻找差异物并对差异物质进行富集分析，聚焦他们所参与的生物学途径。接着，作者利用 MetaboAnalyst 软件对三组组学数据进行联合分析，聚焦显著发生改变的几种生物学途径，为 CRC 的诊断提供了潜在的外泌体生物标志物。
（参考文献：doi: 10.1016/j.canlet.2019.10.038）
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