胸水を利用した肺がん診断のための「ガス生検」戦略を開発(Scientists Develop “Gas Biopsy” Strategy for Lung Cancer Diagnosis Using Pleural Effusion)

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2026-06-22 合肥物質科学研究院(HFIPS)

中国科学院合肥物質科学研究院(HFIPS)の王宏志教授らの研究チームは、肺がんに伴う胸水中の揮発性代謝物を利用した新しい診断補助法「ガス生検(Gas Biopsy)」を開発した。肺がん患者では病状進行に伴い悪性胸水が生じることがあり、胸水には腫瘍やその微小環境に由来する代謝情報が含まれている可能性がある。研究チームは、ヘッドスペース固相マイクロ抽出法とガスクロマトグラフィー質量分析法(GC-MS)を用いて、悪性胸水、良性胸水、肺がん組織および隣接正常組織の揮発性代謝物を解析した。単なる悪性・良性比較ではなく、胸水と腫瘍組織のデータを横断的に解析することで、肺がん代謝を反映する有望なバイオマーカーを探索した。その結果、アルデヒド類の一種であるヘキサナール(Hexanal)が胸水と肺がん組織の双方で一貫した変動を示すことを発見した。さらに定量分析法も確立し、肺がん診断への応用可能性を示した。本研究は、細胞や核酸を対象とする従来のリキッドバイオプシーを拡張し、揮発性代謝シグナルを活用した新たな診断技術の可能性を提示している。

胸水を利用した肺がん診断のための「ガス生検」戦略を開発(Scientists Develop “Gas Biopsy” Strategy for Lung Cancer Diagnosis Using Pleural Effusion)
Gas chromatography–mass spectrometry-based “gas biopsy” workflow (Image by WANG Hongzhi)

<関連情報>

質量分析法による胸水ガス生検を用いた肺癌診断 Gas Biopsy of Pleural Effusion to Diagnose Lung Cancer by Mass Spectrometry

Wenting Liu, Jian Qi, Yajing Chu, Jijuan Zhou, Yue Liu, Li Ke, Xiangxue Zheng, Yan Lu, Dianlong Ge, Yannan Chu, Hongzhi Wang
MedComm  Published: 04 June 2026
DOI:https://doi.org/10.1002/mco2.70787

ABSTRACT

Lung cancer (LC) is a leading cause of cancer mortality worldwide, frequently complicated by malignant pleural effusion (MPE). This study aimed to investigate volatile organic compounds (VOCs) in pleural effusion to identify metabolic biomarkers for LC. A total of 107 LC-related MPE and 112 benign pleural effusion (BPE) patients were enrolled and divided into discovery (MPE: n = 75; BPE: n = 78) and validation (MPE: n = 32; BPE: n = 34) cohorts. Paired tumor and adjacent nontumor tissues from 14 LC patients formed an independent cohort. Differential VOCs were identified using criteria of q < 0.05, |log2 fold change| > 1, and VIP > 1.5 in both the pleural effusion discovery cohort and the tissue cohort. Hexanal was identified as the only LC-associated VOC present across both compartments. In the validation cohort, hexanal demonstrated strong diagnostic performance in distinguishing MPE from BPE (AUC = 0.8339; sensitivity 75.00%; specificity 65.71%). Single-cell analysis indicated that hexanal accumulation is linked to fatty acid metabolism reprogramming. This study supports pleural effusion-based gas biopsy as a promising LC diagnostic approach.

医療・健康
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