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膀胱癌(bladder cancer,BC)的早期发现对于改善BC患者的预后有着非常重要的意义。目前临床上的无创诊断方法主要有尿细胞学检测,影像学检查和一些尿液标志物检查,但其诊断效能较低,尤其是对于非肌层浸润性(non-muscle invasive,NMI)BC。目的:本文采用高通量液相色谱-质谱联用技术(liquid chromatography-high resolution mass spectrometry,LC-HRMS)探究代谢组的个体差异及其影响因素,并通过控制影响因素探寻BC的诊断标志物。方法:我们收集清晨第一次中段液,应用LC-HRMS探索尿液代谢组学的个体差异,并探索不同性别和年龄对尿液代谢组的影响。随后采用性别和年龄相匹配的对照组与癌症组相比较以筛选BC,NMIBC和低级别NMIBC的标志物,此外,应用代谢物模型区分高级别和低级别NMIBC。结果:第一部分包含203例健康成人,6例膀胱良性病变病人和53例无血尿BC病人的尿液样本。个体差异分析提示尿液代谢组相对稳定,而其影响因素包括性别和年龄。探索BC标志物的实验组包括性别和年龄相匹配的44例健康成人和33例BC病人样本,由反式-2-碳烯肉毒碱,丝氨酸-缬氨酸,阿魏酰基-2-羟基腐胺和3-羟基壬酰肉毒碱构成诊断模型,曲线下面积(area under the curve,AUC)为0.924,外部验证组(26例对照和20例BC样本)证实了其诊断的准确性。第二部分研究包含117例健康人,80例无血尿NMIBC病人和87例血尿NMIBC病人的尿液样本,依然采用性别和年龄相匹配的方式筛选标志物,由4-硫酸化多巴胺,MG00/1846Z,9Z,12Z,15Z/00,门冬氨酰-组氨酸,酪氨酰-甲硫氨酸构成模型诊断NMIBC,在外部验证组中AUC为0.838,由3-羟基-顺-十四烯肉碱,3,16,17-三羟基-1,3,5(10)-雌甾三烯-6-酮,β-皮酮四醇,四氢皮质酮和庚基丙二酸构成模型诊断低级别NMIBC,其AUC为0.899。在NMIBC高低级别的比较中,血尿组和无血尿组的AUC分别为0.827和0.755。结论:性别和年龄能够影响代谢组,需在实验设计时进行控制,代谢物模型能够诊断BC,NMIBC和低级别NMIBC,并且能够对NMIBC进行分级。