不同亚型胃食管反流病患者呼气中挥发性标志物的筛选

doi:10.3877/cma.j.issn.2095-8765.2021.02.005

中华胃食管反流病电子杂志 ›› 2021, Vol. 08 ›› Issue (02) : 71 -76. doi: 10.3877/cma.j.issn.2095-8765.2021.02.005

论著

不同亚型胃食管反流病患者呼气中挥发性标志物的筛选

阿丽叶古丽·艾皮热¹, 阿卜杜喀迪尔², 买买提·依斯热依力¹, 王俭², 克力木·阿不都热依木³^,^†(

)

^1. 830001　乌鲁木齐，新疆维吾尔自治区人民医院普外微创研究所
^2. 830001　乌鲁木齐，新疆维吾尔自治区人民医院微创、疝和腹壁外科
^3. 830001　乌鲁木齐，新疆维吾尔自治区人民医院普外微创研究所；830001　乌鲁木齐，新疆维吾尔自治区人民医院微创、疝和腹壁外科

收稿日期:2021-01-12 出版日期:2021-05-15
通信作者: 克力木·阿不都热依木
基金资助:
新疆维吾尔自治区自然科学基金项目(2018D01C119)

Screening and Diagnostic Value of Volatile Markers in Exhaled Breath of Patients with Gastroesophageal Reflux Disease

Aliyeguli·Aipire¹, Abudukadier², Maimaiti·Yisireyili¹, Jian Wang², Kelimu·Abudureyimu³^,^†()

^1. Institute of minimally invasive Surgery, the People's Hospital of Xinjiang Uygur Autonomous Region, Urumqi 830001, China
^2. Department of minimally invasive, hernia, and abdo minal wall surgery, the People's Hospital of Xinjiang Uygur Autonomous Region, Urumqi 830001, China
^3. Institute of minimally invasive Surgery, the People's Hospital of Xinjiang Uygur Autonomous Region, Urumqi 830001, China; Department of minimally invasive, hernia, and abdo minal wall surgery, the People's Hospital of Xinjiang Uygur Autonomous Region, Urumqi 830001, China

Received:2021-01-12 Published:2021-05-15
Corresponding author: Kelimu·Abudureyimu

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引用本文：

阿丽叶古丽·艾皮热, 阿卜杜喀迪尔, 买买提·依斯热依力, 王俭, 克力木·阿不都热依木. 不同亚型胃食管反流病患者呼气中挥发性标志物的筛选[J]. 中华胃食管反流病电子杂志, 2021, 08(02): 71-76.

Aliyeguli·Aipire, Abudukadier, Maimaiti·Yisireyili, Jian Wang, Kelimu·Abudureyimu. Screening and Diagnostic Value of Volatile Markers in Exhaled Breath of Patients with Gastroesophageal Reflux Disease[J]. Chinese Journal of Gastroesophageal Reflux Disease(Electronic Edition), 2021, 08(02): 71-76.

目的

筛选胃食管反流病（GERD）及不同亚型GERD呼出气体中挥发性有机化合物（VOCs），评价其在诊断GERD中的价值。

方法

2019年11月至2020年10于新疆维吾尔自治区人民医院住院治疗的GERD患者及健康体检的人群作为研究对象。以内镜及食管24 h pH监测结果为标准，收集不同亚型GERD及非GERD呼气标本共126例。利用固相微萃取联用气相色谱-质谱分析样本中的VOCs，通过MPP软件分析并筛选出GERD及GERD亚型的特异性VOCs标志物，并采用受试者工作特征曲线（ROC）评价其在诊断GERD中的价值。

结果

不同亚型GERD患者的体质量，体质量指数与对照组比较有统计学差异（P＜0.05），而平均年龄无差异（P＞0.05）。GC-MS结果显示，GERD组与非GERD组比较筛选出了正十二烷、正十六烷、5-甲基-十一烷、5-乙基癸烷等4种差异性VOCs；不同亚型GERD分别与对照比较，糜烂性食管炎伴病理性酸反流筛选出正十四烷、正十六烷、5-甲基-十一烷和5-丙基壬烷等4种差异性VOCs；非糜烂性反流病筛选出邻三氟甲基苯甲酸，2-甲基-十一烷及正十二烷等3种差异性VOCs；糜烂性食管炎伴生理性酸反流筛选出5-甲基-十一烷、5-乙基癸烷、5-丙基壬烷等3种差异性VOCs。ROC曲线显示，5-乙基癸烷诊断GERD的灵敏度80.90%，特异度47.61%（P＞0.05），无参考价值。5-甲基-十一烷灵敏度88.40%，特异度48.40%。正十二烷灵敏度91.20%，特异度53.85%。正十六烷灵敏度91.20%，特异度53.86%。

结论

5-甲基-十一烷、正十二烷和正十六烷可作为筛选GERD和非GERD人群的标志性VOCs，其中正十二烷可能作为早期诊断GERD的新参考指标。

关键词: 胃食管反流病, 呼气分析, 气相色谱/质谱

Objective

To screen out specific VOCs associated with GERD and different phenotypes of GERD and further evaluate their value in the diagnosis of GERD.

Methods

The study subjects were grouped based on endoscopic findings and esophageal 24 h pH monitoring results . Breath specimens from GERD patients and healthy control patients were collected, and VOCs in the samples were analyzed by combined SPEM/GC-MS technique, and VOCs markers of GERD and GERD subtypes were screened by comparison with MPP software, and their value in the diagnosis of GERD was evaluated by ROC curve.

Results

There were significant differences in body weight and BMI between different subtypes of GERD and control group (P＜0.05), but no difference in age (P＞0.05);Four VOCs with significant differences, including n-dodecane, n-hexadecane, 5-methyl-undecane and 5-ethyldecane, were screened in GERD compared with the control group. N-tetradecane, n-hexadecane, 5-methyl-undecane and 5-propylnonane were screened in EE+pH⁺ group. O-trifluoromethylbenzoic acid, 2-methyl-undecane and n-dodecane, were screened in NERD. 5-methyl-undecane, 5-ethyl-decane and 5-propyl-nonane were screened in EE+pH^-. By making ROC curves, we found that the sensitivity of 5-ethyl-decane for the diagnosis of GERD was 80.90%, specificity 47.61% (P＞0.05), but no reference value. 5-methyl-undecane had 88.40% sensitivity and 48.40% specificity. The sensitivity of n-dodecane was 91.20% and the specificity was 53.85%. The sensitivity of n-hexadecane was 91.20% and the specificity was 53.86%.

Conclusion

5-methyl-undecane, n-dodecane and n-hexadecane can be used as landmark VOCs for early discri mination between GERD patients and healthy populations, among which n-dodecane may serve as a new reference indicator for early diagnosis of GERD.

Key words: gastroesophageal reflux disease, breath analysis, gas chromatography/mass spectrometry

表1 各组基础资料与对照组比较

变量/分组	例数	性别（男∶女）	平均年龄（岁）	体质量指数（kg/m²）
EE+24 h pH⁺组	24	14∶10	54.2±11.8	26.44（24.75~28.18）
EE+24 h pH^-组	28	15∶13	53.1±9.7	28.40（24.88~32.46）
NERD组	36	17∶19	48.0±12.5	27.75（25.66~35.84）
BE组	9	5∶4	49.6±6.9	28.73（25.73~32.88）
对照组	29	14∶15	49.2±13.3	26.04（22.48~31.36）

表1 各组基础资料与对照组比较

变量/分组	例数	性别（男∶女）	平均年龄（岁）	体质量指数（kg/m²）
EE+24 h pH⁺组	24	14∶10	54.2±11.8	26.44（24.75~28.18）
EE+24 h pH^-组	28	15∶13	53.1±9.7	28.40（24.88~32.46）
NERD组	36	17∶19	48.0±12.5	27.75（25.66~35.84）
BE组	9	5∶4	49.6±6.9	28.73（25.73~32.88）
对照组	29	14∶15	49.2±13.3	26.04（22.48~31.36）

图1 各组样本PCA得分图

为EE+24 h pH⁺，

为EE+24 h pH^-，

为NERD，

为BE组，

为对照组

表2 GERD差异代谢物鉴别结果

保留时间（min）	VOCs名称	分子式	调节	P
22.800	正十二烷	C₁₂H₂₆	下调	0.046
39.566	正十六烷	C₁₆H₃₄	上调	0.049
20.528	5-甲基-十一烷	C₁₂H₂₆	下调	0.025
19.990	5-乙基癸烷	C₁₂H₂₆	下调	0.021

表2 GERD差异代谢物鉴别结果

保留时间（min）	VOCs名称	分子式	调节	P
22.800	正十二烷	C₁₂H₂₆	下调	0.046
39.566	正十六烷	C₁₆H₃₄	上调	0.049
20.528	5-甲基-十一烷	C₁₂H₂₆	下调	0.025
19.990	5-乙基癸烷	C₁₂H₂₆	下调	0.021

表3 不同亚型GERD的差异代谢物鉴别结果

组别	保留时间（min）	VOCs名称	分子式	调节	P
EE+24 h pH⁺	31.757	正十四烷	C₁₄H₃₀	上调	0.021
	39.607	正十六烷	C₁₆H₃₄	上调	0.021
	20.531	5-甲基-十一烷	C₁₂H₂₆	下调	0.039
	19.297	5-丙基壬烷	C₁₂H₂₆	下调	0.013
NERD	40.651	邻三氟甲基苯甲酸	C₈H₅F₃O₂	下调	0.021
	28.087	2-甲基-十一烷	C₁₂H₂₆	上调	0.043
	22.800	正十二烷	C₁₂H₂₆	下调	0.045
EE+24 h pH^-	20.530	5-甲基-十一烷	C₁₂H₂₆	下调	0.004
	19.993	5-乙基癸烷	C₁₂H₂₆	下调	0.013
	19.299	5-丙基壬烷	C₁₂H₂₆	下调	0.011

表3 不同亚型GERD的差异代谢物鉴别结果

组别	保留时间（min）	VOCs名称	分子式	调节	P
EE+24 h pH⁺	31.757	正十四烷	C₁₄H₃₀	上调	0.021
	39.607	正十六烷	C₁₆H₃₄	上调	0.021
	20.531	5-甲基-十一烷	C₁₂H₂₆	下调	0.039
	19.297	5-丙基壬烷	C₁₂H₂₆	下调	0.013
NERD	40.651	邻三氟甲基苯甲酸	C₈H₅F₃O₂	下调	0.021
	28.087	2-甲基-十一烷	C₁₂H₂₆	上调	0.043
	22.800	正十二烷	C₁₂H₂₆	下调	0.045
EE+24 h pH^-	20.530	5-甲基-十一烷	C₁₂H₂₆	下调	0.004
	19.993	5-乙基癸烷	C₁₂H₂₆	下调	0.013
	19.299	5-丙基壬烷	C₁₂H₂₆	下调	0.011

表4 正十二烷、正十六烷、5-甲基十一烷、5-乙基十一烷的诊断价值

VOCs	临界值	灵敏度	特异度	曲线下面积	P	曲线下面积95%Cl
5-乙基癸烷	7.91×10^-11	80.90%	47.61%	0.603	0.157	0.456~0.749
5-甲基-十一烷	1.17×10^-10	88.40%	48.40%	0.685	0.011	0.537~0.834
正十二烷	9.08×10^-10	91.20%	53.85%	0.706	0.004	0.566~0.846
正十六烷	9.08×10^-10	91.20%	53.86%	0.680	0.013	0.538~0.821

表4 正十二烷、正十六烷、5-甲基十一烷、5-乙基十一烷的诊断价值

VOCs	临界值	灵敏度	特异度	曲线下面积	P	曲线下面积95%Cl
5-乙基癸烷	7.91×10^-11	80.90%	47.61%	0.603	0.157	0.456~0.749
5-甲基-十一烷	1.17×10^-10	88.40%	48.40%	0.685	0.011	0.537~0.834
正十二烷	9.08×10^-10	91.20%	53.85%	0.706	0.004	0.566~0.846
正十六烷	9.08×10^-10	91.20%	53.86%	0.680	0.013	0.538~0.821

图2 正十二烷、正十六烷、5-甲基十一烷、5-乙基十一烷的ROC曲线

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