技术概述

肿瘤代谢组学检测是近年来生物医学研究领域迅速发展起来的一门前沿技术，它通过系统性地分析肿瘤细胞或肿瘤患者体内代谢产物的变化规律，揭示肿瘤发生发展的代谢机制。代谢组学作为系统生物学的重要分支，主要研究生物体内所有小分子代谢物的整体变化，这些代谢物包括氨基酸、脂质、糖类、核苷酸等分子量小于1000道尔顿的小分子化合物。

肿瘤细胞具有独特的代谢特征，这一现象最早由德国科学家Warburg在20世纪20年代发现，即肿瘤细胞即使在有氧条件下也倾向于通过糖酵解途径产生能量，这一现象被称为"Warburg效应"。随着研究的深入，科学家们发现肿瘤细胞的代谢重编程不仅涉及糖代谢，还包括氨基酸代谢、脂质代谢、核苷酸代谢等多个方面。肿瘤代谢组学检测正是基于这些代谢特征的改变，通过高通量、高灵敏度的分析技术，全面表征肿瘤相关的代谢谱变化。

从技术层面来看，肿瘤代谢组学检测具有多维度的特点。它不仅可以检测数百甚至上千种代谢物，还能够通过多元统计分析方法，筛选出与肿瘤发生、发展、转移、治疗抵抗等密切相关的关键代谢标志物。这些代谢标志物在肿瘤的早期诊断、预后评估、疗效监测等方面具有重要应用价值。与基因组学和蛋白质组学相比，代谢组学更能直接反映生物体的生理和病理状态，因为代谢物是基因与环境相互作用最终的产物。

肿瘤代谢组学检测的研究策略主要分为靶向代谢组学和非靶向代谢组学两大类。非靶向代谢组学侧重于对样本中所有可检测代谢物进行全面扫描，获取代谢指纹图谱，适合于发现新的代谢标志物和探索性研究；靶向代谢组学则针对特定的代谢通路或已知的代谢物进行精准定量分析，具有更高的灵敏度和准确性，适合于验证性研究和临床转化应用。两种策略相辅相成，共同推动着肿瘤代谢研究的发展。

在肿瘤精准医疗时代，肿瘤代谢组学检测正扮演着越来越重要的角色。通过解析肿瘤代谢图谱，可以为肿瘤的分子分型、治疗方案选择、药物反应预测等提供科学依据。同时，肿瘤代谢组学检测还有助于发现新的肿瘤治疗靶点，为抗肿瘤药物的研发提供新思路。随着分析技术的不断进步和生物信息学方法的日益成熟，肿瘤代谢组学检测必将在肿瘤的基础研究和临床应用中发挥更大的作用。

检测样品

肿瘤代谢组学检测可使用的生物样本类型多样，研究人员需要根据研究目的、检测条件和伦理要求等因素综合考虑，选择合适的样本类型。不同类型的样本具有各自的优势和局限性，在实验设计时需要充分评估。

  • 肿瘤组织样本：新鲜冷冻的肿瘤组织是肿瘤代谢组学检测最理想的样本类型，能够最直接地反映肿瘤细胞本身的代谢特征。组织样本的采集需要在手术或活检后迅速处理，一般要求在离体后30分钟内进行液氮速冻或-80℃低温保存，以防止代谢物的降解和转化。肿瘤组织样本需要进行病理学质量控制，确保样本中肿瘤细胞的含量达到研究要求，同时评估坏死组织、炎症细胞等混杂成分的影响。
  • 癌旁组织样本：癌旁组织是指紧邻肿瘤的看似正常的组织，它通常处于肿瘤微环境的影响之下，代谢状态可能介于正常组织和肿瘤组织之间。癌旁组织样本是肿瘤代谢组学研究的重要对照，有助于识别肿瘤特异性的代谢改变。癌旁组织的采集和保存要求与肿瘤组织相同。
  • 正常组织样本：来自健康志愿者或远离肿瘤部位的正常组织是肿瘤代谢组学研究的重要参照。然而，正常组织样本的获取往往受到伦理限制，实际研究中常采用癌旁组织或公共数据库中的正常组织代谢谱作为替代。
  • 血液样本：血液样本包括血清和血浆两种类型，是肿瘤代谢组学检测最常用的临床样本。血液代谢物来源于全身各组织器官的分泌和交换，能够反映肿瘤患者整体的代谢状态，具有采样方便、可重复获取、适合动态监测等优势。血液样本的采集需要严格遵守标准操作规程，注意抗凝剂的选择、溶血的控制、离心条件的一致性等因素。
  • 尿液样本：尿液是机体代谢废物排出的主要途径，含有大量内源性和外源性代谢物。尿液代谢组学检测具有非侵入性、样本量大、代谢物浓度高等特点，特别适合于泌尿系统肿瘤的代谢标志物筛选。尿液样本的采集需要注意时间点的标准化，以及尿液的浓缩稀释效应对代谢定量的影响。
  • 其他体液样本：包括唾液、脑脊液、胸腹水、胆汁等，这些样本在特定类型肿瘤的代谢研究中具有重要价值。例如，脑脊液代谢组学检测在脑肿瘤研究中应用广泛，胸腹水代谢组学检测对卵巢癌、肺癌等伴发浆膜腔积液的患者具有诊断参考价值。
  • 细胞样本：肿瘤细胞系、原代培养细胞、类器官等体外培养体系是肿瘤代谢机制研究的重要模型。细胞代谢组学检测可以在可控条件下研究特定基因改变、药物处理等对肿瘤细胞代谢的影响，具有背景清晰、条件均一等优势。细胞样本的代谢物提取需要考虑培养基成分的干扰，通常采用快速洗涤和淬灭步骤。

无论采用何种类型的样本，肿瘤代谢组学检测对样本质量都有严格要求。样本采集前的饮食、用药、运动等因素可能影响代谢谱，需要在实验设计中加以控制。样本保存过程中的反复冻融会导致代谢物的降解，应尽量避免。样本量也是需要考虑的重要因素，不同检测平台和不同代谢物类别对样本量的要求存在差异，需要根据预实验结果确定最佳样本量。

检测项目

肿瘤代谢组学检测涉及的代谢物种类繁多，根据化学结构和代谢通路的不同，主要可以分为以下几大类别。针对不同的研究目的，研究人员可以选择全谱扫描或特定类别的靶向检测。

氨基酸及代谢物检测是肿瘤代谢组学检测的核心内容之一。氨基酸不仅是蛋白质合成的原料，还参与多种重要的代谢通路，如一碳代谢、谷氨酰胺代谢、支链氨基酸代谢等。肿瘤细胞常表现出对特定氨基酸的依赖性，如谷氨酰胺的过度消耗、精氨酸的合成缺陷等。氨基酸检测项目涵盖20种蛋白氨基酸及其代谢衍生物，如谷氨酸、天冬氨酸、精氨酸、瓜氨酸、鸟氨酸、牛磺酸、肌酸、同型半胱氨酸等。

脂质及代谢物检测在肿瘤代谢组学检测中占有重要地位。脂质代谢重编程是肿瘤的重要特征之一，涉及脂肪酸合成、脂肪酸氧化、磷脂代谢、胆固醇代谢等多个方面。脂质组学检测项目包括脂肪酸类、甘油酯类、甘油磷脂类、鞘脂类、固醇脂类、糖脂类等多类别。其中，磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、神经酰胺、鞘氨醇-1-磷酸等脂质分子在多种肿瘤中表达异常，是潜在的诊断标志物和治疗靶点。

糖类及代谢物检测关注肿瘤糖代谢的特征性改变。肿瘤细胞的糖酵解活性增强，导致葡萄糖消耗增加和乳酸产生增多，同时伴有中间代谢产物的积累。糖代谢检测项目包括葡萄糖、果糖、半乳糖等单糖，蔗糖、乳糖等双糖，以及糖酵解中间产物如丙酮酸、乳酸、柠檬酸、琥珀酸、苹果酸、延胡索酸等三羧酸循环相关代谢物。

核苷酸及代谢物检测反映肿瘤细胞的核酸代谢状态。肿瘤细胞增殖活跃，对核苷酸的需求增加，同时核苷酸代谢酶类的异常表达与肿瘤的发生发展密切相关。核苷酸检测项目涵盖嘌呤核苷酸及其代谢物，如腺苷、肌苷、黄嘌呤、尿酸等，以及嘧啶核苷酸及其代谢物，如尿苷、胞苷、胸苷等。核苷酸代谢物在肿瘤的化疗敏感性预测和毒性监测方面具有重要价值。

胆汁酸及代谢物检测在消化系统肿瘤的研究中应用较多。胆汁酸是胆固醇在肝脏的代谢产物，参与脂质的消化吸收和信号传导。原发性胆汁酸和次级胆汁酸在肝癌、胆管癌、结直肠癌等肿瘤中表达谱发生改变，胆汁酸代谢组学检测有助于理解肠道微生物组与肿瘤的关系。

维生素及辅酶检测关注微量营养素的代谢状态。维生素作为多种代谢酶的辅因子，参与机体的氧化还原反应、一碳代谢、能量代谢等重要生理过程。维生素B族、维生素C、维生素D及其代谢产物在肿瘤代谢研究中受到越来越多的关注。

能量代谢物检测聚焦于ATP、ADP、AMP、NAD+、NADH、NADP+、NADPH等能量相关分子。能量代谢是肿瘤细胞生存和增殖的基础，能量状态的改变反映了肿瘤细胞的代谢适应策略。能量代谢物的不稳定性给检测带来了挑战，需要特殊的样本处理方法。

氧化应激标志物检测评估肿瘤细胞的氧化还原状态。活性氧的产生与清除失衡是肿瘤的重要特征之一。氧化应激标志物包括谷胱甘肽及其氧化还原态、丙二醛、4-羟基壬烯醛、8-羟基脱氧鸟苷等，反映脂质过氧化和DNA氧化损伤的程度。

检测方法

肿瘤代谢组学检测主要依赖分析化学技术，尤其是色谱-质谱联用技术和核磁共振波谱技术。不同的检测方法各有优势，研究人员需要根据研究目的和实验条件选择合适的技术平台。

气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）是肿瘤代谢组学检测的经典方法之一。GC-MS具有分离效率高、灵敏度好、质谱库完善等优势，适合于挥发性化合物和热稳定性较好化合物的分析。对于非挥发性或极性较强的代谢物，需要进行衍生化处理以提高其挥发性和热稳定性。GC-MS在氨基酸、脂肪酸、有机酸、糖类等代谢物的检测中应用广泛，尤其是脂肪酸组成分析和有机酸谱分析具有显著优势。GC-MS的局限性在于需要衍生化步骤，操作相对复杂，且不适合热不稳定化合物的分析。

液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）是目前肿瘤代谢组学检测应用最广泛的技术平台。LC-MS不需要衍生化处理，适合于极性强、热不稳定、分子量较大的代谢物分析，覆盖的代谢物范围更广。根据色谱分离模式的不同，LC-MS主要包括反相色谱和亲水相互作用色谱两种类型。反相色谱适合于中等极性至非极性化合物的分离，如脂质、脂肪酸等；亲水相互作用色谱适合于极性化合物的分离，如氨基酸、核苷酸、糖磷酸酯等。LC-MS在氨基酸、脂质、核苷酸、胆汁酸等多类别代谢物检测中均有出色表现。

超高效液相色谱-质谱联用技术（UPLC-MS）是LC-MS的升级版本，采用亚2微米颗粒的色谱柱和更高的系统压力，实现了更高的分离效率和更短的分析时间。UPLC-MS在代谢组学研究中已成为主流技术，能够更好地分离复杂基质中的代谢物，提高检测的通量和灵敏度。

毛细管电泳-质谱联用技术（CE-MS）是一种新兴的代谢组学检测技术，特别适合于离子型化合物的分析。CE-MS具有样品用量少、分离效率高、分析速度快等优势，在氨基酸、核苷酸、有机酸等带电荷代谢物的检测中表现出色。CE-MS的局限性在于进样量有限，灵敏度相对较低。

核磁共振波谱技术（NMR）是肿瘤代谢组学检测的另一重要技术平台。NMR具有样品无需前处理、非破坏性、定量准确、可鉴定未知化合物等优势，特别适合于代谢物结构解析和绝对定量。氢核磁共振是最常用的NMR方法，可以同时检测样本中含氢的代谢物，提供代谢指纹图谱。NMR的局限性在于灵敏度相对较低，难以检测低丰度代谢物。NMR与MS技术的联合应用可以互补优势，提高代谢组学检测的覆盖率。

靶向代谢组学检测方法针对特定的代谢物或代谢通路进行优化设计，采用稳定同位素标记的内标物进行绝对定量分析。靶向方法在样品前处理、色谱分离、质谱检测等方面都进行了优化，具有更高的灵敏度、准确性和重现性，适合于候选标志物的验证研究和临床转化应用。目前已有多种商业化的靶向代谢组学检测试剂盒，可以便捷地应用于肿瘤代谢研究。

代谢成像技术如基质辅助激光解吸电离质谱成像（MALDI-MSI）和二次离子质谱成像（SIMS）可以在组织切片上原位检测代谢物的空间分布。代谢成像技术能够保留代谢物的组织位置信息，揭示肿瘤内部的代谢异质性，对于理解肿瘤微环境与代谢的关系具有重要价值。

检测仪器

肿瘤代谢组学检测依赖于高端的分析仪器设备，仪器的性能直接决定检测结果的准确性和可靠性。以下是肿瘤代谢组学检测常用的仪器设备：

质谱仪是代谢组学检测的核心仪器。根据质量分析器的类型，质谱仪主要分为四极杆质谱、飞行时间质谱、离子阱质谱、轨道阱质谱、傅里叶变换离子回旋共振质谱等。四极杆质谱结构简单、稳定性好，适合于靶向定量分析；飞行时间质谱扫描速度快、分辨率适中，适合于非靶向全谱分析；轨道阱质谱和傅里叶变换离子回旋共振质谱具有超高分辨率和质量精度，可以精确鉴定代谢物的分子式。串联质谱如三重四极杆质谱、四极杆-飞行时间质谱、离子阱-轨道阱质谱等在代谢组学检测中应用广泛。

液相色谱仪是LC-MS系统的关键组成部分。超高效液相色谱仪采用高压输液泵、自动进样器、柱温箱等模块，实现样品的高效分离。二元高压梯度泵可以快速改变流动相组成，优化色谱分离条件。自动进样器支持大批量样品的自动分析，通常配备温控样品室以保持样品稳定性。柱温箱控制色谱柱温度，保证分离的重现性。

气相色谱仪是GC-MS系统的前端分离设备。气相色谱仪包括进样口、色谱柱、柱温箱等核心部件。进样口支持分流和不分流两种进样模式，适应不同浓度的样品分析。色谱柱选择需要根据目标化合物的极性和沸点进行优化。柱温箱程序升温是实现复杂样品分离的关键参数。

核磁共振波谱仪是代谢组学检测的另一重要仪器。高场核磁共振波谱仪通常采用600MHz或更高频率的超导磁体，提供更高的灵敏度和分辨率。自动进样器支持大批量样品的自动分析。低温探头技术可以提高检测灵敏度。核磁共振波谱仪的维护成本较高，需要定期补充液氦和液氮。

样品前处理设备是代谢组学检测不可或缺的辅助设备。高速冷冻离心机用于样品的离心分离；涡旋混匀器用于样品的充分混匀；氮吹仪用于样品的干燥浓缩；冷冻干燥机用于样品的低压干燥；超声波破碎仪用于组织和细胞的破碎；自动化液体处理工作站用于大规模样品的标准化前处理。

超低温冰箱用于代谢组学样品和标准品的长期保存，通常设置在-80℃温度。低温条件可以抑制酶活性，减少代谢物的降解和转化。超低温冰箱需要配备温度监控和报警系统，确保样品的安全。

液氮罐用于新鲜组织样品的快速冷冻保存。液氮速冻可以在极短时间内将样品温度降至-196℃，最大程度地保持代谢物的原始状态。液氮罐需要定期补充液氮，配备液位报警装置。

生物信息学服务器用于代谢组学数据的存储和处理。非靶向代谢组学检测产生的数据量庞大，需要高性能计算平台支持数据处理和统计分析。服务器通常配备多核处理器、大容量内存和存储阵列，安装专业的代谢组学数据分析软件。

应用领域

肿瘤代谢组学检测在肿瘤基础研究、转化医学和临床应用等多个领域都有广泛的应用价值，正在推动肿瘤精准医疗的发展。

肿瘤诊断标志物筛选是代谢组学检测的重要应用方向。肿瘤细胞在发生发展过程中会产生特征性的代谢改变，这些代谢改变可以通过血液、尿液等无创或微创样本检测到，为肿瘤的无创诊断提供可能。代谢组学检测已在肺癌、肝癌、乳腺癌、结直肠癌、胃癌、胰腺癌、前列腺癌、卵巢癌等多种肿瘤中筛选出候选诊断标志物。代谢标志物与传统的蛋白质标志物联合应用，可以显著提高诊断的敏感性和特异性。

肿瘤早期筛查是肿瘤代谢组学检测最具临床转化前景的应用领域。肿瘤的早期诊断对于改善患者预后至关重要，但早期肿瘤往往缺乏特异性的临床症状和影像学表现。代谢组学检测可以在肿瘤分子水平发生改变时就检测到代谢谱的异常，实现肿瘤的早期预警。多项研究证实，代谢组学检测可以在影像学确诊前发现肿瘤的蛛丝马迹，为肿瘤筛查提供新的技术手段。

肿瘤分子分型是精准医疗的基础。传统上肿瘤的分型主要依据病理组织学特征，但同一病理类型的肿瘤在分子水平存在显著异质性。代谢组学检测可以揭示肿瘤的代谢表型特征，为肿瘤的分子分型提供新的维度。例如，根据代谢谱特征可以将肝癌分为不同的代谢亚型，不同亚型具有不同的预后和治疗反应。代谢分型与基因分型、蛋白质分型相结合，可以更精准地定义肿瘤类型。

肿瘤预后评估对于临床决策具有重要参考价值。代谢组学检测可以发现与肿瘤进展、转移、复发相关的代谢标志物，建立预后预测模型。例如，某些脂肪酸代谢物、氨基酸代谢物在肿瘤转移患者中显著升高，可以作为转移风险的预警指标。预后评估有助于识别高危患者，加强随访监测和干预措施。

肿瘤治疗反应预测是实现个体化治疗的关键。不同患者对同一治疗方案的反应存在显著差异，代谢组学检测可以从代谢角度预测药物的敏感性。例如，磷酸戊糖通路活性与5-氟尿嘧啶的敏感性相关，谷胱甘肽代谢与铂类药物的耐药相关。治疗反应预测模型可以指导临床用药选择，避免无效治疗及其毒副作用。

肿瘤治疗监测是代谢组学检测的独特优势领域。血液、尿液等样本可以方便地重复获取，适合于治疗过程中的动态监测。代谢谱的动态变化可以反映肿瘤对治疗的反应，早期发现耐药和治疗失败。治疗监测对于疗效评估、方案调整、复发预警等具有重要价值。

肿瘤代谢机制研究是代谢组学检测的基础应用方向。通过比较肿瘤组织与正常组织的代谢谱差异，可以发现肿瘤相关的代谢通路异常，揭示肿瘤发生发展的分子机制。代谢机制研究有助于发现新的治疗靶点，推动抗肿瘤药物的研发。例如，代谢组学研究揭示了IDH突变肿瘤产生2-羟基戊二酸的机制，为IDH抑制剂的研发提供了理论依据。

肿瘤代谢干预研究是肿瘤代谢组学检测与药物研发的结合点。代谢靶向药物如IDH抑制剂、谷氨酰胺酶抑制剂等正在进入临床研究阶段。代谢组学检测可以评估代谢干预药物对肿瘤代谢谱的影响，验证药物靶点的有效性，筛选敏感人群，监测治疗反应。

肿瘤微环境研究关注肿瘤细胞与周围基质细胞、免疫细胞之间的代谢互作。肿瘤微环境中存在营养物质竞争、代谢废物积累等代谢压力，这些压力影响肿瘤的生长和治疗反应。代谢组学检测结合空间代谢成像技术，可以解析肿瘤微环境的代谢空间分布，为联合治疗策略的制定提供依据。

肠道微生物组与肿瘤关系研究是近年来兴起的热点领域。肠道微生物组的代谢活性影响宿主的代谢状态，与肿瘤的发生发展密切相关。代谢组学检测可以表征肠道微生物组的代谢功能，发现微生物来源的肿瘤相关代谢物，为微生物组干预提供科学依据。

常见问题

问：肿瘤代谢组学检测与基因检测有什么区别？

答：肿瘤代谢组学检测与基因检测是两种不同层次的组学分析技术。基因检测分析的是基因组的序列变异、基因表达水平等遗传信息，反映的是肿瘤的遗传背景和分子分型。代谢组学检测分析的是代谢物的含量变化，反映的是肿瘤细胞的代谢状态和表型特征。基因组是信息的载体，代谢组是信息作用的最终结果。代谢组学检测更能直接反映肿瘤细胞的生理状态，对于理解肿瘤的代谢特征、发现代谢标志物、预测药物反应等方面具有独特优势。两种技术可以联合应用，从基因到代谢全面解析肿瘤的分子特征。

问：肿瘤代谢组学检测需要多少样本量？

答：肿瘤代谢组学检测的样本量需求因样本类型、检测方法和目标代谢物而异。一般而言，组织样本需要20-50mg，血清或血浆样本需要50-200μL，尿液样本需要0.5-2mL。液相色谱-质谱方法的灵敏度高于核磁共振方法，所需的样本量相对较少。靶向代谢组学检测针对特定代谢物进行了优化，灵敏度更高，样本量需求也相对较少。在实际研究中，建议收集充足的样本量，并预留备份，以备重复检测或扩展检测之需。

问：肿瘤代谢组学检测的样品保存条件是什么？

答：肿瘤代谢组学检测对样品保存条件有严格要求。组织样品在采集后应立即用液氮速冻，然后转移至-80℃冰箱长期保存，避免反复冻融。血液样品采集后应在2小时内完成离心，分离血清或血浆，-80℃保存。尿液样品采集后可直接-80℃保存，或先离心去除细胞碎片后保存。所有样品应避免反复冻融，建议分装保存。样品采集和保存过程应严格执行标准化操作规程，减少批间差异。

问：肿瘤代谢组学检测的数据如何分析？

答：肿瘤代谢组学检测的数据分析是一个复杂的生物信息学过程，包括原始数据预处理、峰识别与积分、代谢物鉴定、定量分析、数据归一化、单变量统计、多变量统计、代谢通路分析等多个步骤。非靶向代谢组学数据通常采用主成分分析、偏最小二乘判别分析等多元统计方法进行降维和聚类分析，筛选差异代谢物。靶向代谢组学数据则侧重于绝对定量和组间比较。代谢通路富集分析可以揭示差异代谢物涉及的生物学通路。数据分析通常需要专业的代谢组学数据分析软件和统计分析软件。

问：肿瘤代谢组学检测能否用于临床诊断？

答：肿瘤代谢组学检测目前主要用于科学研究，尚未在临床常规诊断中广泛应用。主要原因是代谢组学检测的标准化程度尚需提高，不同实验室、不同平台之间的数据可比性有待验证。此外，候选代谢标志物需要经过大规模多中心临床验证，才能应用于临床。随着检测技术的标准化和临床研究的推进，代谢组学检测有望在未来应用于肿瘤的辅助诊断、疗效监测等领域。目前已有一些代谢标志物进入了临床应用，如用于肝癌筛查的血清小分子标志物组合。

问：肿瘤代谢组学检测的周期是多长？

答：肿瘤代谢组学检测的周期因检测项目数量、样品数量、分析方法等因素而异。一般而言，从样品接收、样品前处理、仪器检测、数据分析到报告撰写，需要2-4周时间。非靶向代谢组学检测的周期相对较长，因为需要进行代谢物鉴定和数据库比对。靶向代谢组学检测的周期相对较短，因为分析方法已经优化定型。大批量样品检测需要更长的周期，但可以通过批次处理提高效率。紧急检测需求可以协商安排，但需要在保证质量的前提下进行。

问：如何保证肿瘤代谢组学检测的质量？

答：肿瘤代谢组学检测的质量控制贯穿于检测全过程。样品采集应执行标准化操作规程，记录采集时间、条件等关键信息。样品前处理应添加质量控制样品，包括空白对照、混合质控样品、同位素内标等。仪器检测应进行系统适用性测试、质量校正、性能监控等。数据分析应采用标准化的数据处理流程，进行数据质量评估。检测报告应包含详细的方法学描述和质量控制数据。选择具有资质和经验的检测机构，是保证检测质量的重要前提。

问：肿瘤代谢组学检测可以发现哪些肿瘤类型？

答：肿瘤代谢组学检测理论上可以应用于所有类型的肿瘤研究。目前研究较多的肿瘤类型包括肺癌、肝癌、乳腺癌、结直肠癌、胃癌、胰腺癌、前列腺癌、卵巢癌、膀胱癌、肾癌、食管癌、鼻咽癌、胶质瘤、白血病、淋巴瘤等。不同肿瘤类型的代谢特征存在差异，有些肿瘤具有高度特异的代谢改变，如肝癌的胆汁酸代谢异常、前列腺癌的肌酸代谢异常等。代谢组学检测对于代谢活跃、代谢改变显著的肿瘤类型可能具有更好的诊断效能。