结肠发酵的标志物

实验室和临床研究结果表明，大肠发酵可能对结肠癌起到保护作用。氢和甲烷是结肠发酵的最终产物，被血液吸收，通过呼出的空气排出体外。因此，氢气和甲烷的呼吸水平被用作这一过程的标志。

甲烷发酵涉及细菌，细菌通过将厌氧降解的有机物分解为最终产物CO2和甲烷来获得生长所需的能量。涉及三种代谢菌群。发酵细菌水解脂质、蛋白质和多糖等物质，发酵大多数产物，排出醋酸盐和其他饱和脂肪酸，CO2和氢为主要终产物。第二组主要未知物种，产氢产乙酸细菌，从第一组的终产物中产生醋酸盐和氢。产甲烷细菌将终产物（主要是其他两组共同产生的醋酸盐、CO2和氢）分解为终产物。产甲烷菌在生态系统中维持极低的氢浓度对于有效调节产品形成至关重要，例如维持发酵细菌的低丙酸和其他减少的产品形成以及高醋酸盐和氢的形成，以及将脂肪酸和可能的芳香酸分解代谢为醋酸盐和氢的必要性讨论。简要讨论了影响发酵效率的化学计量、生长动力学和环境因素（Bryant, et al. 1979.）。

大肠息肉或癌症患者的粪便粪便粪便、吲哚和甲烷和氢气

Karlin等人在1985年第2期的《癌症研究临床肿瘤学杂志（J Cancer Res Clin Oncol.）》发表了“大肠息肉或癌症患者的粪便粪便粪便、吲哚和呼吸甲烷和氢气”的研究报告。文章描述了在未切除的大肠癌或息肉患者中，粪便粪便粪便、吲哚和呼吸甲烷和氢气作为厌氧结肠菌群代谢标志物的应用。与对照组、近端结肠癌患者和直肠癌患者相比，降结肠或乙状结肠患者更有可能成为呼气甲烷产生部位。在以下组中，排出呼气甲烷的对照受试者的粪便排泄物少于呼气甲烷排泄物：腺瘤性息肉患者、所有结直肠癌患者、近端结肠癌患者、降结肠和乙状结肠患者以及直肠癌患者。这些数据表明，粪便排泄量等于或大于100微克/克粪便可能有助于区分结直肠癌患者与对照组。29%（28名患者中的8名）的癌症患者具有“高”的粪便水平和呼气甲烷排泄量，而对照组只有2%（41名患者中的1名）（Karlin, et al. 1985.）。

呼气方法检测癌症

癌细胞生长释放分子生物标记物到血液中，可用于诊断测试，如血清生物标记物。血清生物标记物的使用涉及到侵入性样本采集程序。人类呼出的气体可能是潜在的癌症生物标志化合物的无创方法。一些呼气分析研究报告了呼气实验有90%的敏感性和80%的特异性，使用合适的呼出气体分析仪把癌症患者与对照组区分开来。建立呼吸分析作为一种可行的癌症诊断程序的一个重大挑战是确认诊断程序。

Szulejko等人在“呼气方法检测癌症”这篇综述文章介绍，自1900年以来，已经有超过2000项与呼吸相关的研究结果发表，包括呼气分析所报道方法和假定的呼气生物标志物，报告了各种各样的呼气中化学成分的分析方法和诊断结果；这些研究中只有一小部分与呼吸中的癌症分子生物标记物直接相关。与其他检测器和分离技术相比，质谱法和气相色谱法是最适合呼吸分析的技术。 呼气中可检测到的化合物，在癌症检测中具有潜在的诊断价值，包括气态小分子、挥发性有机化合物、蛋白质和DNA。先前通过呼气化学分析研究的癌症类型有乳腺癌、结肠癌、肝癌、肺癌、卵巢癌和胃癌（Szulejko, et al. 2010.）。这篇文章为研究人员提供了一份已发表的用于癌症检测的呼气分析数据目录，并对在癌症检测中标准化更精确的呼吸测试方法提出了具体建议。

Le Marchand等人在1999年11月《环境健康展望杂志（Environ Health Perspect.）》发表的“在流行病学研究中使用呼吸氢和甲烷作为结肠发酵的标志物：排泄的昼夜节律模式”文章中描述大肠发酵被认为对结肠癌具有保护作用。氢和甲烷是这一发酵过程的最终产物，被血液吸收并通过呼出的空气排出。氢的呼吸水平以及甲烷（在较小程度上）与结肠发酵密切相关，可以作为这一过程的有用生物标志物。在一项初步研究中，为了评估这两种标记物在流行病学研究中的有用性，我们使用配备有还原性气体专用固态检测器的气相色谱仪，跟踪了20名健康受试者在呼出的肺泡空气中每小时排泄两种气体48小时的情况。所有受试者均排出氢气，但71%的受试者未排出甲烷。根据呼吸二氧化碳水平，对样品可能受到的大气污染进行了校正。呼吸氢的排泄具有明显的昼夜节律模式，在清晨减少，然后在一天的其余时间逐渐增加。甲烷排泄在一天中是恒定的。这项研究表明，在方便的时间（0600、1300、1800和2200小时）采集的四个样本最适合通过24小时内呼出的氢气和甲烷来表征个体（Le Marchand, et al. 1992.）。