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目的准确的术前分期对指导结直肠癌的个体化治疗有重要意义,肿瘤分期及淋巴结分期是临床病理分期的主要内容,本研究旨在利用表面增强激光解析离子化飞行时间质谱仪(surface enhanced laser desorption/ionization-time of flight-mass spectrometry,SELDI-TOF-MS)发现结直肠癌Ⅰ期及淋巴结分期特异蛋白质,建立结直肠癌Ⅰ期诊断及淋巴结分期血清蛋白质分类树模型,进而指导结直肠癌的个体化治疗及预后评估。方法应用SELDI-TOF-MS和固化金属螯合(immobilized metal affinity capture,IMAC30-Cu2+)蛋白质芯片检测血清样本245例(其中结直肠散发性中分化腺癌210例、正常人16例及结直肠良性病19例)得到血清蛋白质谱图,利用Biomarker Wizard软件进行蛋白峰值鉴定和聚类。应用Biomarker Wizard软件及Biomarker Pattern软件分析结直肠癌Ⅰ期患者31例与非癌组样本35例(正常人16例及结直肠良性病19例)得到结直肠癌Ⅰ期特异蛋白质,建立结直肠癌Ⅰ期诊断分类树模型,在测试模式下评价其诊断效率,另外,应用酶联免疫法检测样本CEA做为对照,比较结直肠癌Ⅰ期分类树模型与CEA的灵敏度、特异度;将210例结直肠癌患者分成训练组和测试组(训练组包括伴区域淋巴结转移者70例和年龄性别相匹配无区域淋巴结转移者75例,测试组包括伴区域淋巴结转移者35例和年龄性别相匹配无区域淋巴结转移者30例),应用Biomarker Wizard软件及Biomarker Pattern软件分析训练组,得到结直肠癌淋巴结分期特异蛋白质,建立结直肠癌淋巴结分期分类树模型,以测试组样本进行独立样本的双盲验证。结果对结直肠癌Ⅰ期患者31例与非癌组样本35例(正常人16例及结直肠良性病19例)分析,BioMarker Wizard软件识别了61个质峰,其中质荷比(M/Z)为5,828等9个蛋白差异有显著性(P<0.005),BioMarker Pattern软件分析结果显示由质荷比为2,787、3,777、3,816、3,852、5,065、5,828、5,855和4,172等8个蛋白质构成的结直肠癌Ⅰ期诊断分类树模型可以有效鉴别结直肠癌Ⅰ期与非癌组,在学习模式下灵敏度和特异度分别是93.55%及91.43%,在测试模式下灵敏度、特异度和阳性预测值分别是70.97%、82.86%及78.57%,显著优于CEA(P<0.05)。分析70例伴区域淋巴结转移的结直肠癌患者和75例年龄性别相匹配无区域淋巴结转移的结直肠癌患者血清蛋白质组,Biomarker Wizard软件识别了46个质峰,其中质荷比为5,867等22个蛋白差异有显著性(P<0.05),由质荷比为3,104、3,781、5,867、7,970、9,290等5个蛋白质构成的结直肠癌淋巴结分期分类树模型可以有效鉴别结直肠癌患者伴或不伴区域淋巴结转移,灵敏度和特异度分别是94.29%及100.00%,以测试组样本进行独立样本的双盲验证,其灵敏度、特异度及阳性预测值分别是96.67%、91.43%及90.63%。结论结直肠癌Ⅰ期患者与非癌组血清中有9个蛋白质含量差异显著,伴区域淋巴结转移者与不伴局域淋巴结转移者血清中有22个蛋白质含量差异显著,它们在结直肠癌Ⅰ期及淋巴结转移过程中过程中高表达或低表达,为结直肠癌的术前分子分期提供了潜在标志物。SELDI-TOF-MS检测得到的血清蛋白质组结直肠癌Ⅰ期诊断分类树模型可以准确鉴别结直肠癌Ⅰ期患者与非癌组样本,对结直肠癌Ⅰ期的筛查有重要意义,结直肠癌淋巴结分期分类树模型可以准确鉴别结直肠癌患者伴或不伴区域淋巴结转移,对结直肠癌术前淋巴分期有重要意义。