胸膜积液（PEs）由多种全身性炎性、感染性和恶性疾病引起。当有胸腔积液时，应寻找积液产生的原因，确保适当的治疗。根据积液形成的机制，胸腔积液可分为漏出液和渗出液。如果病人，胸腔积液为漏出液，则可以进行全身治疗，无需将注意力转移到胸膜。如果存在渗出性积液，则应检查胸膜以找出局部问题的原因。中国超过名未确诊的胸腔积液患者成功的接受了医学胸腔镜检查，在接受内科胸腔镜检查的患者中，有40%的患者确诊为结核性胸腔积液，远高于许多国家，并且在中国最常见未确诊的胸腔积液是恶性或结核性胸腔积液。本篇文献展示了一种区分结核性胸腔积液(TBPEs)和恶性胸腔积液(MPEs)的方法。
应用案例基于GC/MS代谢组学鉴别结核性胸腔积液和恶性胸腔积液01研究背景结核性胸腔积液和恶性胸腔积液是两种最常见和最严重的渗出性胸腔积液。结核病是发展中国家的一个主要公共卫生问题。结核病作为传染病导致的死亡已经超过了艾滋病。结核性胸膜炎（TBP）是肺外结核最常见的形式之一，也是肺栓塞最常见的原因。然而，如果患者患有结核性胸膜炎，能及时准确的诊断很重要，因为它很可能发展为肺结核或肺外结核。恶性胸腔积液是肺癌的常见并发症，在许多国家是导致癌症死亡的主要原因。恶性胸腔积液（MPE）在95％的病例中是渗出液，通常是淋巴细胞。也有充分的文献证明，肺结核和癌症是渗出性肺栓塞最常见的两个原因。结核性胸腔积液和恶性胸腔积液均以淋巴细胞为主，生化和常规检查结果相似。此外，不同的胸腔积液可引起相似的临床表现。因此，胸腔积液的诊断是治疗策略的关键。代谢组学技术是一个强大的工具。而作为经典的色谱技术，气相色谱-质谱联用仪（GC/MS）具有分离能力强、灵敏度高、峰容量大、重复性好和保留时间稳定的优点。在本研究中，作者采用基于GC/MS代谢组学对中国的结核性胸腔积液和恶性胸腔积液患者进行了研究，并探讨结核性胸腔积液与恶性胸腔积液之间的代谢产物差异，以及寻找潜在的标记物来鉴别结核性胸腔积液与恶性胸腔积液病例。02实验材料与方法实验材料研究对象为17名患有结核性胸腔积液和17名恶性胸腔积液患者。恶性胸膜炎组和结核性胸膜炎组至少由两位不同的病理学家通过胸膜活检或胸腔镜检查确诊。所有患者均经胸部超声检查证实，并有临床资料。同时患有全身性疾病、免疫缺陷、自身免疫性疾病或血胸的患者将被排除在本研究之外。胸腔积液样本取自这些病人，患者信息详情见表1。
表1两组受试者及胸腔积液特征
实验方法
胸腔积液样本在4°C下以g离心10分钟。上清液储存在冷冻瓶中并保持在?80°C。对胸腔积液样本进行化学衍生（如图2），然后通过GC-MS进行分析。
图1样本处理
03实验结果在此研究中，胸膜结核主要影响年轻人（平均年龄为48岁），这些病例可能处于疾病的初级阶段。胸膜结核以男性为主，男女比例为1.2:1。结核性胸腔积液最常见的表现为急性或亚急性疾病，导致54.6%以上的患者出现发热、咳嗽和胸膜性胸痛。其他症状包括盗汗、体重减轻、不适和呼吸困难，严重程度根据积液的大小而有所不同。一般来说，急性疾病更可能发生在免疫能力更强的年轻患者身上。相反，恶性胸腔积液的平均发病年龄为75岁。呼吸困难是最常见的症状。患者也可能有咳嗽、胸痛和体质症状，如体重减轻、不适和厌食。也可能出现潜在恶性肿瘤的症状，如咳血、排便习惯改变或直肠出血。图2显示了基于两种类型胸腔积液的研究患者的临床数据，两组间各项指标均有显著性差异。图2（A）GC-MS-TIC色谱图（B）PCA评分图（C）OPLS-DA评分图（D）由OPLS-DA模型构建的S图（E）排列试验
如图2A所示，同一样品的六个代表性GC-MS-TIC色谱图显示出轻微的重叠，峰无明显漂移，保留时间稳定，说明了测量的重复性和可靠性。为了更好地显示复杂数据集之间细微的相似性和差异，进行了主成分分析（PCAs）和正交偏最小二乘鉴别分析（OPLS-DAs）。主成分分析以一种无偏见的方式显示数据集的内部结构，并将多维数据压缩成若干主要成分。在主成分分析得分图中，每个数据点代表一个样本，得分图上点之间的距离表示样本之间的相似性。PCA评分图的检查（图2B）显示结核性胸腔积液和恶性胸腔积液患者之间的数据分离不理想。为了获得更高水平的组分离和更好地理解负责分类的变量，进行了监督OPLS-DA（图2C和D）。在主成分分析得分图中，每个数据点代表一个样本，得分图上点之间的距离表示样本之间的相似性。PCA评分图的检查（图2B）显示结核性胸腔积液和恶性胸腔积液患者之间的数据分离不理想。为了获得更高水平的组分离和更好地理解负责分类的变量，进行了监督OPLS-DA（图2C和D）。随后，根据该软件进行分类的参数为R2Y=0.和Q2Y=0.，具有良好的拟合和预测能力。采用七次交叉验证的方法对模型的鲁棒性和预测能力进行了估计，并通过排列检验进一步验证了模型的有效性。如OPLS-DA评分图所示，结核性胸腔积液与恶性胸腔积液明显分离（图2C），表明结核性胸腔积液和恶性胸腔积液具有显著不同的代谢特征。图3分布在人体内的代谢途径
如图3所示，代谢途径包括甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢；半胱氨酸和蛋氨酸代谢；缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成；脂肪酸代谢；三羧酸(TCA)循环；尿素循环；谷胱甘肽代谢。黑色斜体表示显著减少；红色斜体表示显著增加。
04结论与讨论结核性胸腔积液和恶性胸腔积液患者之间的许多差异性变量还未确定，其确定可能受到样本量和本研究中使用的单一代谢组学技术平台的限制。进一步的研究更大的样本量和多个分析平台的组合，以验证我们的结果是必要的。硬脂酸、L-胱氨酸和柠檬酸在结核性胸腔积液和恶性胸腔积液之间的差异更为明显。胸腔积液生化指标证实两组间尿素和游离脂肪酸含量有显著性差异。
目前基于GC/MS的代谢组学方法以小分子为研究对象，为结核性胸腔积液与恶性胸腔积液的鉴别提供了一种快速、灵敏的方法。结合硬脂酸、L-胱氨酸和柠檬酸等小分子作为新的生物标志物，可以鉴别结核性胸腔积液和恶性胸腔积液。使用GC/MS代谢组学技术可同时检测多种代谢物的变化，这比常规临床检查具有显著优势。作者团队当前正在进一步比较更大的临床样本，以确定当前基于GC/MS的代谢组学方法在临床上鉴别结核性胸腔积液和恶性胸腔积液的适用性。?文献出处LiuY,MeiB,ChenD,CaiL.GC-MSmetabolomicsidentifiesnovelbiomarkerstodistinguishtuberculosispleuraleffusionfrommalignantpleuraleffusion.JClinLabAnal.;00:e.
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