特征标记物在制备胆道系统恶性肿瘤和良性病变诊断产品中的应用、检测方法和筛选方法

1.本发明涉及检测技术领域，尤其是涉及一种特征标记物在制备胆道系统恶性肿瘤和良性病变诊断产品中的应用、检测方法和筛选方法。


背景技术：

2.胆道系统是人体消化系统的重要组成部分，主要包括胆囊、胆管和肝管，在正常的生理状态下，对进入人体的食物进行消化吸收，确认正常的新陈代谢过程，但是在某些病理性诱因存在的情况下，胆道系统将出现病变，主要包括各种结石，炎症和恶性肿瘤，同时表现出一系列临床症状，也给人体的健康造成了巨大的危害。其中的胆道系统恶性肿瘤，主要包括胆囊癌、胆管癌等，恶性程度高，进展迅速，难以在早期发现，治疗困难，患者预后差，死亡率高。
3.目前对于胆道系统疾病(尤其是胆道恶性肿瘤)的诊断和鉴别诊断仍然比较困难，主要表现在：
①
不同类型的疾病之间具有类似的临床表现和症状，包括腹痛、恶心呕吐等非特异性消化道症状。
②
目前尚无非常有效的检测方法。当前临床上对于胆道系统疾病的检查方法有实验室检查(血常规、生化检查)和影像学检查(b超、经皮肝穿刺胆管造影、逆行性胰腺管造影诊断治疗术和磁共振胰胆管成像)。这些检查方法缺乏一定的灵敏度或特异性，不能很好地实现疾病诊断或疾病类型区分。
4.纵观当前的临床检验现状，以胆汁作为标本的检验项目较少，主要包括胆汁的显微镜检查、生化检查和微生物培养检查。作为人体一项极其重要的体液样本，胆汁检测的临床价值尚未完全开发。
5.不论是常规的实验室检查方法，还是影像学检查，都对胆道系统恶性肿瘤的诊断和鉴别诊断缺乏一定的灵敏度和特异性。具体描述如下：
6.实验室检查：针对胆道系统恶性肿瘤的实验室检测主要包括血常规和肿瘤标志物的检测。血常规可反映机体的炎症情况，但是缺乏特异性，全身多个部位的炎症反应都有可能在血常规中体现出来，包括恶性肿瘤本身也会诱导炎症反应。而常规的肿瘤标志物，例如cea(癌胚抗原)、ca199、ca242、ca125等，在疾病发展的早期升高并不显著甚至不升高，到开始或明显升高时，往往已经发展到了疾病的中晚期，而且上述肿瘤标志物本身也缺乏显著的特异性，因此也不能很好地进行诊断和鉴别诊断。
7.超声检查：对于恶性肿瘤，超声检查能够直接观察到病变的部位，具有较好的针对性，但是同样需要病变组织或者病情发展到一定的程度，达到能够被超声发现的阶段才能较好地被检查到，由于恶性肿瘤的快速生长特性，到能够被超声所发现的阶段，往往疾病也已经发展到了中晚期，失去了治疗的最佳时机。
8.众所周知，组织细胞病理检查仍然是当前确诊恶性肿瘤的金标准，但是病理组织的取材需要一个手术的过程，因此对于临床怀疑为胆道系统恶性肿瘤的患者(实际上可能只是胆囊炎或者其他良性疾病)，往往最终也会考虑采用手术的方法进行处理，取组织进行
病理检查，但很多情况下，结果往往也只是普通的炎症，只需要进行针对炎症的消炎处理就可以了。由于早期缺乏有效的诊断和鉴别诊断，造成了过度医疗，给患者造成了不必要的身体伤害和巨大的经济负担。
9.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

10.本发明的第一目的在于提供一种特征标记物在制备胆道系统恶性肿瘤和良性病变诊断产品中的应用，以解决上述问题中的至少一种。
11.本发明的第二目的在于提供一种非治疗目的的样本中挥发性有机物(以下简称：vocs)的检测方法，该方法检测特异性高、灵敏度好、检测速度快。
12.本发明的第三目的在于提供一种胆道系统恶性肿瘤和良性病变诊断特征标记物的筛选方法。
13.第一方面，本发明提供了如下特征标记物在制备胆道系统恶性肿瘤和良性病变诊断产品中的应用：苯乙酮、己醛、环己酮、苯甲酸甲酯、壬醛、反-2-戊烯醛、正戊醇、2-戊酮、1-辛烯-3-酮、反-2-辛烯醛、2-乙基-1-己醇、反-2-己烯醛或者反-2-庚烯醛的中的至少一种；
14.所述特征标记物的存在形式包括单体和/或二聚体。
15.作为进一步技术方案，所述胆道系统恶性肿瘤包括胆管癌和胆囊癌；
16.所述良性病变包括胆囊炎、胆囊结石、胆囊结石伴胆囊炎、胆管结石、胆管结石伴胆管炎、胆囊息肉、胆总管结石、胆总管结石伴胆管炎、梗阻性黄疸和急性胰腺炎；
17.优选地，相较于良性病变，苯乙酮、2-乙基-1-己醇、环己酮、2-戊酮和苯甲酸甲酯在胆道系统恶性肿瘤中上调表达；正戊醇、壬醛、己醛、1-辛烯-3-酮、反-2-戊烯醛、反-2-己烯醛、反-2-庚烯醛和反-2-辛烯醛在胆道系统恶性肿瘤中下调表达。
18.作为进一步技术方案，胆囊癌和良性病变诊断特征标记物包括苯甲酸甲酯、正戊醇、壬醛、2-戊酮、1-辛烯-3-酮、2-乙基-1-己醇、己醛、环己酮、苯乙酮、反-2-辛烯醛、反-2-己烯醛、反-2-庚烯醛或反-2-戊烯醛中的至少一种；
19.作为进一步技术方案，胆管癌和胆囊炎诊断特征标记物包括2-乙基-1-己醇、己醛、环己酮、苯乙酮、反-2-辛烯醛、反-2-己烯醛、反-2-庚烯醛或反-2-戊烯醛中的至少一种。
20.第二方面，本发明提供了一种非治疗目的的样本中挥发性有机物的检测方法，采用气相色谱-离子迁移谱联用的方法对样本进行检测，所述气相色谱-离子迁移谱的条件包括：
21.升压梯度为：0～2min ims漂移气流量为150ml/min，gc载气流量为2ml/min；2～10min ims漂移气流量为150ml/min，gc载气流量从2ml/min升高至150ml/min；
22.所述挥发性有机物包括苯乙酮、己醛、环己酮、苯甲酸甲酯、壬醛、反-2-戊烯醛、正戊醇、2-戊酮、1-辛烯-3-酮、反-2-辛烯醛、2-乙基-1-己醇、反-2-己烯醛或者反-2-庚烯醛中的至少一种；
23.所述挥发性有机物的存在形式包括单体和/或二聚体；
24.优选地，所述挥发性有机物还包括2-庚酮、苯甲醛、烯丙基甲基硫醚、甲基异丁基
酮、乙酸丁酯或者乙酸甲酯中的至少一种。
25.作为进一步技术方案，所述气相色谱-离子迁移谱的条件还包括以下条件中的至少一种：
26.进样方式包括顶空进样，优选为孵化后顶空进样；
27.进样口温度：60～80℃；
28.色谱柱类型包括非极性色谱柱或者极性色谱柱，所述极性色谱柱包括mxt-5，15m，0.53mm id；
29.载气包括氮气或者空气；
30.漂移管温度：40～80℃；
31.气相色谱柱温度：40～80℃；
32.进样口-色谱柱转换器温度：40～80℃；
33.色谱柱-迁移管转换器温度：40～80℃；
34.离子模式包括正离子或者负离子模式；
35.所述进样方式中，进样条件包括：
36.进样针温度：50～90℃；
37.进样体积：100～1000μl；
38.搅拌速度：300～500rpm；
39.孵化温度：30～100℃；
40.孵化时间：5～15min；
41.优选地，所述样本包括胆汁样本。
42.作为进一步技术方案，所述气相色谱-离子迁移谱的条件包括：
43.进样方式：孵化后顶空进样；
44.进样口温度：80℃；
45.色谱柱类型：mxt-5，15m，0.53mm id；
46.载气：氮气；
47.漂移管温度：45℃；
48.气相色谱柱温度：60℃；
49.进样口-色谱柱转换器温度：60℃；
50.色谱柱-迁移管转换器温度：45℃；
51.离子模式：正离子模式；
52.进样针温度：85℃；
53.进样体积：1ml；
54.搅拌速度：500rpm；
55.孵化温度：80℃；
56.孵化时间：10min；
57.升压梯度为：0～2min ims漂移气流量为150ml/min，gc载气流量为2ml/min；2～10min ims漂移气流量为150ml/min，gc载气流量从2ml/min线性升高至150ml/min。
58.第三方面，本发明提供了一种胆道系统恶性肿瘤和良性病变诊断特征标记物的筛选方法，包括以下步骤：
59.a.取胆道系统恶性肿瘤患者和胆道系统良性病变患者的胆汁样本，采用上述检测方法检测所述胆汁样本；
60.b.对a步骤的检测结果进行分析，筛选得到存在显著性差异的挥发性有机物作为胆道系统恶性肿瘤和良性病变诊断特征标记物。
61.作为进一步技术方案，所述胆道系统恶性肿瘤患者包括胆管癌患者和胆囊癌患者；
62.所述胆道系统良性病变患者包括胆囊炎患者、胆囊结石患者、胆囊结石伴胆囊炎患者、胆管结石患者、胆管结石伴胆囊炎患者、胆囊息肉患者、胆总管结石患者、胆总管结石伴胆管炎患者、梗阻性黄疸患者和急性胰腺炎患者。
63.作为进一步技术方案，所述分析包括建立胆道系统恶性肿瘤患者和胆道系统良性病变患者的区分模型和wilcoxon秩和检验分析；
64.优选地，建立区分模型的算法包括偏最小二乘判别分析、决策树、线性判别分析、k最近邻、支持向量机或人工神经网络算法中的至少一种。
65.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
66.本发明提供了一种特征标记物在制备胆道系统恶性肿瘤和良性病变诊断产品中的应用，经发明人研究发现，该特征标记物在胆道系统恶性肿瘤和良性病变之间存在显著性差异，能够实现对胆道系统恶性肿瘤和良性病变的有效区分，进而应用于对胆道系统恶性肿瘤和良性病变的辅助诊断和鉴别诊断。
67.本发明提供的样本中挥发性有机物的检测方法，其中，样本中挥发性有机物包括上述特征标记物，该检测方法操具有以下优势：
68.①
gc-ims检测技术在医学检测领域的全新应用。目前应用于医学检测领域的同类型相关分析技术包括gc-ms，lc-ms，maldi-tof-ms等，gc-ims分析技术应用于医学检测属于国内首创项目。
69.②
检测特异性进一步提升，gc-ims中的gc模块，能够对胆汁中的各种vocs进行有效地分离，不同组分经过gc分离色谱柱后得到充分的分离，依次通过ims模块进行检测，有效避免了各组分之间在检测过程中的干扰，显著减少了干扰因素。
70.③
检测灵敏度进一步提升，ims模块能够对痕量的vocs进行有效的检测，检出限低至ppb浓度级别，可有效地在病变的早期阶段检出具有临床意义的vocs。
71.④
检测速度进一步提升，成本进一步降低，操作方式进一步简化。传统的检测方法，检测前需要对待检测的标本进行浓缩处理以提高检测的灵敏度，而且检测过程可长达1小时以上，费用也比较高。本方案中的gc-ims检测技术，检测灵敏度达到ppt级别，采集样本后无需对样本进行前处理即可直接上机检测，同时检测时长缩短至10分钟，显著提升了检测操作的简便新和检测时间，提升了效率。
72.⑤
能够用于胆汁样本的检测，完善胆道系统疾病的实验诊断方法。在疾病发展的早期阶段，能够用于对胆道系统的炎症和癌症性疾病进行辅助诊断和鉴别诊断。
73.本发明提供的胆道系统恶性肿瘤和良性病变诊断特征标记物的筛选方法，该筛选方法简单，能够快速准确地实现对胆道系统恶性肿瘤和良性病变诊断特征标记物的筛选。
附图说明
74.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
75.图1为本胆汁样本gc-ims谱图；
76.图2为胆囊炎和胆管癌患者胆汁vocs主成分分析得分图；
77.图3为胆囊癌和非胆管癌患者胆汁vocs主成分分析得分图；
78.图4为胆囊炎和胆管癌患者胆汁vocs的pls-da潜变量得分图。
具体实施方式
79.下面将结合实施方式和实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施方式和实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
80.离子迁移谱(ion mobility spectrometry，ims)技术是基于不同气相离子在电场中迁移速度的差异来对化学离子物质进行表征的一项分析技术。样品在载气气流的带动下，进入离子迁移谱的电离区，氚源放射的β射线，激发载气n2带上正电荷，经过一系列电荷转移反应，载气中痕量的h2o分子上带上质子，形成水合质子峰(h3o

)n(即反应离子峰rip)，此时样品中挥发性有机物质子亲和力大于水的物质(如a)抢夺rip峰上的质子，形成ah

。带电物质ah

等在载气的作用下进入迁移区，仪器中离子门30ms开启一次，在载气、电场和逆向大流量漂移气的作用下，带电物质在迁移管中进行漂移，由于带电物质的分子质量、空间结构不同，在迁移管中的迁移率不同，到达法拉第盘的时间亦不同。分子质量小，空间结构小的物质先到达法拉第盘，分子质量大，空间结构大的物质后到达法拉第盘，在检测器上出现信号峰的时间不同，即迁移时间不同，根据离子所用的漂移时间可以计算出离子的迁移率(迁移率是指在单位电场强度作用下离子的漂移速度)。进而根据迁移率的不同实现对物质的分离检测。气相色谱(gc)与离子迁移谱(ims)联用后，复杂基质的样品经过气相色谱预分离后进入离子迁移管进行二次分离，既保证了气相色谱的高分离度，又保证了离子迁移谱的高灵敏度。通过物质的出峰时间可以对物质进行定性。
81.鉴于上述目前针对胆道系统恶性肿瘤检测方法的局限性，以及气相色谱离子迁移(gc-ims)技术的独特性，本发明方案提出一种新型的通过检测胆汁中的vocs来实现对胆道系统恶性肿瘤早期辅助诊断的新方法，补充现有检测技术的不足，在疾病发展的早期阶段，通过该方法的应用，实现对胆道系统恶性肿瘤的辅助诊断以及和其他良性疾病的鉴别诊断。
82.第一方面，本发明提供了如下特征标记物在制备胆道系统恶性肿瘤和良性病变诊断产品中的应用：苯乙酮、己醛、环己酮、苯甲酸甲酯、壬醛、反-2-戊烯醛、正戊醇、2-戊酮、1-辛烯-3-酮、反-2-辛烯醛、2-乙基-1-己醇、反-2-己烯醛或者反-2-庚烯醛的中的至少一
种；
83.所述特征标记物的存在形式包括单体和/或二聚体。
84.以上述“特征标记物的存在形式包括单体和/或二聚体”为例对“和/或”的含义进行说明。本发明中，“特征标记物的存在形式包括单体和/或二聚体”是指特征标记物的存在形式可以为单体，也可以为二聚体，还可以为单体和二聚体。
85.本发明提供了一种特征标记物在制备胆道系统恶性肿瘤和良性病变诊断产品中的应用，经发明人研究发现，该特征标记物在胆道系统恶性肿瘤和良性病变之间存在显著性差异，能够实现对胆道系统恶性肿瘤和良性病变的有效区分，进而应用于对胆道系统恶性肿瘤和良性病变的辅助诊断和鉴别诊断。
86.在一些优选的实施方式中，所述胆道系统恶性肿瘤包括胆管癌和胆囊癌；
87.所述良性病变包括胆囊炎、胆囊结石、胆囊结石伴胆囊炎、胆管结石、胆管结石伴胆囊炎、胆囊息肉、胆总管结石、胆总管结石伴胆管炎、梗阻性黄疸和急性胰腺炎；
88.相较于良性病变，苯乙酮、2-乙基-1-己醇、环己酮、2-戊酮和苯甲酸甲酯在胆道系统恶性肿瘤中上调表达；正戊醇、壬醛、己醛、1-辛烯-3-酮、反-2-戊烯醛、反-2-己烯醛、反-2-庚烯醛和反-2-辛烯醛在胆道系统恶性肿瘤中下调表达。
89.以上特征标记物中，苯甲酸甲酯、正戊醇、壬醛、2-戊酮、1-辛烯-3-酮、2-乙基-1-己醇、己醛、环己酮、苯乙酮、反-2-辛烯醛、反-2-己烯醛、反-2-庚烯醛或反-2-戊烯醛在胆囊癌患者和良性病变患者中存在更为显著的差异，优选将上述挥发性有机物作为胆囊癌和良性病变诊断特征标记物；2-乙基-1-己醇、己醛、环己酮、苯乙酮、反-2-辛烯醛、反-2-己烯醛、反-2-庚烯醛或反-2-戊烯醛在胆管癌患者和胆囊炎患者中存在更为显著的差异，优选将上述挥发性有机物作为胆管癌和胆囊炎诊断特征标记物。
90.第二方面，本发明提供了一种非治疗目的的样本中挥发性有机物的检测方法，采用气相色谱-离子迁移谱联用的方法对样本进行检测，所述气相色谱-离子迁移谱的条件包括：
91.升压梯度为：0～2min ims漂移气流量为150ml/min，gc载气流量为2ml/min；2～10min ims漂移气流量为150ml/min，gc载气流量从2ml/min升高至150ml/min；
92.所述挥发性有机物包括苯乙酮、己醛、环己酮、苯甲酸甲酯、壬醛、反-2-戊烯醛、正戊醇、2-戊酮、1-辛烯-3-酮、反-2-辛烯醛、2-乙基-1-己醇、反-2-己烯醛或者反-2-庚烯醛中的至少一种；
93.所述挥发性有机物的存在形式包括单体和/或二聚体；
94.优选地，所述挥发性有机物还包括2-庚酮、苯甲醛、烯丙基甲基硫醚、甲基异丁基酮、乙酸丁酯或者乙酸甲酯中的至少一种。
95.本发明提供的检测方法的特异性高、灵敏度好、检测速度快。
96.需要说明的是，本发明提供的样本中挥发性有机物的检测方法是非治疗目的的，例如可以用于实验室样本中挥发性有机物的检测，用于机理研究等。
97.在一些优选的实施方式中，所述气相色谱-离子迁移谱的条件还包括以下条件中的至少一种：
98.取样量例如可以为，但不限于200μl、400μl、600μl、800μl或1000μl；
99.进样方式包括顶空进样，例如可以为，但不限于静态顶空、动态顶空、顶空固相微
萃取等，优选为孵化后顶空进样；
100.进样口温度例如可以为，但不限于60℃、65℃、70℃、75℃或80℃。
101.色谱柱类型包括非极性色谱柱或者极性色谱柱，所述极性色谱柱包括mxt-5，15m，0.53mm id；
102.载气包括氮气或者空气；
103.漂移管温度例如可以为，但不限于40℃、50℃、60℃、70℃或80℃；
104.气相色谱柱温度例如可以为，但不限于40℃、50℃、60℃、70℃或80℃；
105.进样口-色谱柱转换器温度例如可以为，但不限于40℃、50℃、60℃、70℃或80℃；
106.色谱柱-迁移管转换器温度例如可以为，但不限于40℃、50℃、60℃、70℃或80℃；
107.离子模式包括正离子或者负离子模式；
108.所述进样方式中，进样条件包括：
109.进样针温度例如可以为，但不限于50℃、60℃、70℃、80℃或90℃；
110.进样体积例如可以为，但不限于100μl、200μl、400μl、600μl、800μl或1000μl；
111.搅拌速度例如可以为，但不限于300rpm、350rpm、400rpm、450rpm或500rpm；
112.孵化温度例如可以为，但不限于30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃或100℃；
113.孵化时间例如可以为，但不限于5min、7min、9min、11min、13min或15min；
114.优选地，所述样本包括但不限于胆汁样本，或者其他包括上述挥发性有机物的样本，胆汁样本中包括上述挥发性有机物，因此能够实现胆汁中挥发性有机物的检测。
115.在一些优选的实施方式中，所述气相色谱-离子迁移谱的条件包括：
116.进样方式：孵化后顶空进样；
117.进样口温度：80℃；
118.色谱柱类型：mxt-5，15m，0.53mm id；
119.载气：氮气；
120.漂移管温度：45℃；
121.气相色谱柱温度：60℃；
122.进样口-色谱柱转换器温度：60℃；
123.色谱柱-迁移管转换器温度：45℃；
124.离子模式：正离子模式；
125.进样针温度：85℃；
126.进样体积：1ml；
127.搅拌速度：500rpm；
128.孵化温度：80℃；
129.孵化时间：10min；
130.升压梯度为：0～2min ims漂移气流量为150ml/min，gc载气流量为2ml/min；2～10min ims漂移气流量为150ml/min，gc载气流量从2ml/min线性升高至150ml/min。
131.通过对气相色谱-离子迁移谱的条件的进一步优化和调整，提高有机挥发性物质检测的准确性、特异性，缩短检测时间。
132.第三方面，本发明提供了一种胆道系统恶性肿瘤和良性病变诊断特征标记物的筛选方法，包括以下步骤：
133.a.取胆道系统恶性肿瘤患者和胆道系统良性病变患者的胆汁样本，采用上述检测方法检测所述胆汁样本；
134.b.对a步骤的检测结果进行分析，筛选得到存在显著性差异的挥发性有机物作为胆道系统恶性肿瘤和良性病变诊断特征标记物。
135.本发明提供的筛选方法简单，能够快速准确地实现对胆道系统恶性肿瘤和良性病变诊断特征标记物的筛选。
136.在一些优选的实施方式中，所述胆道系统恶性肿瘤患者包括胆管癌患者和胆囊癌患者；
137.所述胆道系统良性病变患者包括胆囊炎患者、胆囊结石患者、胆囊结石伴胆囊炎患者、胆管结石患者、胆管结石伴胆囊炎患者、胆囊息肉患者、胆总管结石患者、胆总管结石伴胆管炎患者、梗阻性黄疸患者和急性胰腺炎患者。
138.在一些优选的实施方式中，所述分析包括建立胆道系统恶性肿瘤患者和胆道系统良性病变患者的区分模型和wilcoxon秩和检验分析；
139.优选地，建立区分模型的算法包括偏最小二乘判别分析、决策树、线性判别分析、k最近邻、支持向量机或人工神经网络算法中的至少一种。
140.下面通过具体的实施例和对比例进一步说明本发明，但是，应当理解为，这些实施例仅仅是用于更详细地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。
141.实施例1
142.胆汁样本(来自胆囊炎患者、胆囊结石患者、胆囊结石伴胆囊炎患者、胆管结石患者、胆管结石伴胆囊炎患者、胆囊息肉患者、胆总管结石患者、胆总管结石伴胆管炎患者、梗阻性黄疸患者和急性胰腺炎患者)采集后于-80℃冷冻保存，试验前取出在室温下复融。采用气相色谱-离子迁移谱(gc-ims)联用技术在以下条件分析胆汁样本中的vocs：
143.进样方式：孵化后顶空进样；
144.进样口温度：80℃；
145.色谱柱类型：mxt-5，15m，0.53mm id；
146.载气：氮气；
147.漂移管温度：45℃；
148.气相色谱柱温度：60℃；
149.进样口-色谱柱转换器温度：60℃；
150.色谱柱-迁移管转换器温度：45℃；
151.离子模式：正离子模式。
152.进样针温度：85℃；
153.进样体积：1ml；
154.搅拌速度：500rpm；
155.孵化温度：80℃；
156.孵化时间：10min。
157.gc-ims检测条件中的升压梯度如下表：
158.time(min)ims漂移气(ml/min)gc载气(ml/min)00:00,0001502
02:00,000150210:00,000150150
159.得到的谱图如图1所示，图中深蓝色为背景，红色和浅蓝色的点为化合物信号峰，峰强度与物质浓度呈正相关。根据化合物信号峰的峰体积可以对化合物进行定量分析。根据物质出峰的位置(气象色谱的保留时间和离子迁移的迁移时间)可对物质进行定性。
160.基于上述的检测条件和物质定性方法，得到检测结果见表1。表1表示了本发明方法实施例中运用gc-ims检测到的胆道系统恶性肿瘤和良性病变患者胆汁中的vocs的相关信息，共包含38个信号峰，总共19种vocs(苯乙酮、2-庚酮、苯甲醛、己醛、环己酮、烯丙基甲基硫醚、苯甲酸甲酯、壬醛、反-2-戊烯醛、正戊醇、甲基异丁基酮、乙酸丁酯、2-戊酮、1-辛烯-3-酮、乙酸甲酯、反-2-辛烯醛、2-乙基-1-己醇、反-2-己烯醛或者反-2-庚烯醛)。
161.表1胆汁样品中所测得vocs
162.[0163][0164]
通过仪器自带的vocal数据分析处理软件提取每个物质的峰体积，使用matlab r2016a进行数据挖掘，对38个信号峰的峰体积进行建模分析。图2和图3表示本实施例中，首先观察胆道系统恶性肿瘤和良性病变患者胆汁vocs的主成分分析得分图。从图中可以看出，两组患者(胆囊炎与胆管癌、胆囊癌与非胆囊癌(胆囊炎、胆囊结石、胆囊结石伴胆囊炎、胆管结石、胆管结石伴胆囊炎、胆囊息肉、胆总管结石、胆总管结石伴胆管炎、梗阻性黄疸和急性胰腺炎)之间胆汁vocs区分良好，具有比较明显的差异，初步判定能够较好地鉴别胆道系统恶性肿瘤和良性病变。
[0165]
图4表示本实施例中进一步对胆道系统恶性肿瘤和良性病变患者运用偏最小二乘判别分析(pls-da)模型计算得到的潜变量得分图。从图中可以看出，两组患者之间胆汁vocs区分良好，具有明显的差异。通过该模型计算对胆囊癌和非胆囊癌检测的灵敏度为0.94，特异性为0.83，auc为0.98。
[0166]
表2列出了通过决策树、线性判别分析、k最近邻、支持向量机、人工神经网络算法建立的胆道系统恶性肿瘤和良性病变(胆囊癌与非胆囊癌)区分模型的效果。
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表2机器学习模型区分胆囊癌与非胆囊癌效果
[0168][0169]
表3列出了通过决策树、线性判别分析、k最近邻、支持向量机、人工神经网络算法建立的胆道系统恶性肿瘤和良性病变(胆囊炎和胆管癌)区分模型的效果。
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表3机器学习模型区分胆囊炎和胆管癌效果
[0171][0172]
采用wilcoxon秩和检验分析两类患者胆汁中差异贡献较大的挥发性有机物，其中取p＜0.05的物质为胆道系统恶性肿瘤和良性病变诊断的特征性vocs，包括苯乙酮，己醛，环己酮，苯甲酸甲酯，壬醛，反-2-戊烯醛，正戊醇，2-戊酮，1-辛烯-3-酮，反-2-辛烯醛，2-乙基-1-己醇，反-2-己烯醛，反-2-庚烯醛中的一种或多种，及其上述vocs的一种或多种的单体和二聚体的组合。其中，苯甲酸甲酯、正戊醇、壬醛、2-戊酮、1-辛烯-3-酮、2-乙基-1-己醇、己醛、环己酮、苯乙酮、反-2-辛烯醛、反-2-己烯醛、反-2-庚烯醛和反-2-戊烯醛在胆囊癌和非胆囊癌患者两组间具有显著性差异；2-乙基-1-己醇、己醛、环己酮、苯乙酮、反-2-辛烯醛、反-2-己烯醛、反-2-庚烯醛和反-2-戊烯醛在胆囊炎和胆管癌两组患者间存在显著性差异。
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最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。