मेटाबोलोमिक्सले बिरामी सीरमको उच्च-रिजोल्युसन मास स्पेक्ट्रोमेट्रिक विश्लेषण प्रयोग गरेर उच्च विशिष्टताका साथ सौम्य र घातक फुफ्फुसीय नोड्यूलहरू छुट्याउँछ।

कम्प्युटेड टोमोग्राफी (CT) द्वारा पहिचान गरिएको पल्मोनरी नोड्युलहरूको विभेदक निदान नैदानिक ​​​​अभ्यासमा चुनौती बनेको छ।यहाँ, हामीले 480 सीरम नमूनाहरूको विश्वव्यापी मेटाबोलोमलाई चित्रण गर्छौं, जसमा स्वस्थ नियन्त्रणहरू, सौम्य फोक्सो नोड्यूलहरू, र चरण I लङ्ग एडेनोकार्सिनोमा समावेश छ।Adenocarcinomas ले अद्वितीय मेटाबोलोमिक प्रोफाइलहरू प्रदर्शन गर्दछ, जबकि सौम्य नोडलहरू र स्वस्थ व्यक्तिहरूमा मेटाबोलोमिक प्रोफाइलहरूमा उच्च समानता हुन्छ।खोज समूहमा (n = 306), 27 चयापचयहरूको सेट बेनिन र घातक नोडलहरू बीचको भिन्नता पहिचान गरिएको थियो।आन्तरिक प्रमाणीकरण (n = 104) र बाह्य प्रमाणीकरण (n = 111) समूहहरूमा भेदभाव मोडेलको AUC क्रमशः 0.915 र 0.945 थियो।पथवे विश्लेषणले बेनाइन नोड्युल र स्वस्थ नियन्त्रणको तुलनामा फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमा सीरममा ट्रिप्टोफानमा कमीसँग सम्बन्धित ग्लाइकोलाइटिक मेटाबोलाइटहरू बढेको खुलासा गर्‍यो, र सुझाव दियो कि ट्रिप्टोफान अपटेकले फोक्सोको क्यान्सर कोशिकाहरूमा ग्लाइकोलिसिसलाई बढावा दिन्छ।हाम्रो अध्ययनले सीटी द्वारा पत्ता लगाएको पल्मोनरी नोड्युलहरूको जोखिम मूल्याङ्कन गर्न सीरम मेटाबोलाइट बायोमार्करहरूको मूल्यलाई हाइलाइट गर्दछ।
प्रारम्भिक निदान क्यान्सर रोगीहरूको लागि बाँच्ने दर सुधार गर्न महत्त्वपूर्ण छ।अमेरिकी राष्ट्रिय फोक्सोको क्यान्सर स्क्रिनिङ ट्रायल (NLST) र युरोपेली नेल्सन अध्ययनका नतिजाहरूले देखाएको छ कि कम-डोज कम्प्युटेड टोमोग्राफी (LDCT) ले उच्च जोखिम समूह १,२,३ मा फोक्सोको क्यान्सरको मृत्युदरलाई उल्लेखनीय रूपमा घटाउन सक्छ।फोक्सोको क्यान्सर स्क्रिनिङको लागि LDCT को व्यापक प्रयोगबाट, एसिम्प्टोमेटिक पल्मोनरी नोड्यूलहरूको प्रासंगिक रेडियोग्राफिक निष्कर्षहरूको घटनाहरू 4 वृद्धि भएको छ।फुफ्फुसीय नोडलहरूलाई फोकल अपारदर्शिताको रूपमा परिभाषित गरिएको छ 3 सेन्टीमिटर व्यास 5 सम्म।हामीले घातकताको सम्भाव्यता मूल्याङ्कन गर्न र LDCT मा संयोगवश पत्ता लागेको पल्मोनरी नोडलहरूको ठूलो संख्यासँग व्यवहार गर्न कठिनाइहरूको सामना गर्छौं।CT को सीमितताहरूले बारम्बार फलो-अप परीक्षाहरू र गलत-सकारात्मक नतिजाहरू निम्त्याउन सक्छ, जसले अनावश्यक हस्तक्षेप र अत्यधिक उपचारमा नेतृत्व गर्दछ।त्यसकारण, प्रारम्भिक चरणहरूमा फोक्सोको क्यान्सरलाई सही रूपमा पहिचान गर्न र प्रारम्भिक पहिचान 7 मा धेरै सौम्य नोड्युलहरू छुट्याउन भरपर्दो र उपयोगी बायोमार्करहरू विकास गर्न आवश्यक छ।
रगतको व्यापक आणविक विश्लेषण (सीरम, प्लाज्मा, परिधीय रगत मोनोन्यूक्लियर कोशिकाहरू), जीनोमिक्स, प्रोटोमिक्स वा DNA मेथिलेसन8,9,10 सहित, फोक्सोको क्यान्सरको लागि डायग्नोस्टिक बायोमार्करहरूको खोजमा बढ्दो चासोको नेतृत्व गरेको छ।यसैबीच, मेटाबोलोमिक्स दृष्टिकोणले सेलुलर अन्त उत्पादनहरू मापन गर्दछ जुन अन्तर्जात र बाह्य कार्यहरूद्वारा प्रभावित हुन्छन् र त्यसैले रोगको सुरुवात र परिणामको भविष्यवाणी गर्न लागू गरिन्छ।तरल क्रोमेटोग्राफी-टेन्डम मास स्पेक्ट्रोमेट्री (LC-MS) यसको उच्च संवेदनशीलता र ठूलो गतिशील दायराको कारण मेटाबोलोमिक्स अध्ययनहरूको लागि व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको विधि हो, जसले विभिन्न भौतिक रसायनिक गुणहरू 11,12,13 संग मेटाबोलाइटहरू कभर गर्न सक्छ।यद्यपि प्लाज्मा/सीरमको ग्लोबल मेटाबोलोमिक विश्लेषण फोक्सोको क्यान्सर निदानसँग सम्बन्धित बायोमार्करहरू पहिचान गर्न प्रयोग गरिएको छ 14,15,16,17 र उपचार प्रभावकारिता, 18 सीरम मेटाबोलाइट वर्गीकरणहरू सौम्य र घातक फोक्सो नोडलहरू बीचको भिन्नताको लागि धेरै अध्ययन गर्न बाँकी छ।- व्यापक अनुसन्धान।
एडेनोकार्सिनोमा र स्क्वामस सेल कार्सिनोमा गैर-सानो सेल फोक्सोको क्यान्सर (NSCLC) को दुई मुख्य उपप्रकार हुन्।विभिन्न CT स्क्रिनिङ परीक्षणहरूले सङ्केत गर्छ कि एडेनोकार्सिनोमा फोक्सोको क्यान्सरको सबैभन्दा सामान्य हिस्टोलोजिकल प्रकार १,१९,२०,२१ हो।यस अध्ययनमा, हामीले अल्ट्रा-प्रदर्शन तरल क्रोमेटोग्राफी-उच्च-रिजोल्युशन मास स्पेक्ट्रोमेट्री (UPLC-HRMS) को कुल 695 सीरम नमूनाहरूमा मेटाबोलमिक्स विश्लेषण गर्न प्रयोग गर्यौं, स्वस्थ नियन्त्रणहरू, बेनाइन पल्मोनरी नोड्युलहरू, र CT- पत्ता लगाइएको ≤3 सेमी।स्टेज I फेफड़ों adenocarcinoma को लागि स्क्रीनिंग।हामीले सीरम मेटाबोलाइट्सको प्यानल पहिचान गर्यौं जसले फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमालाई सौम्य नोड्युलहरू र स्वस्थ नियन्त्रणहरूबाट छुट्याउँछ।पथवे संवर्धन विश्लेषणले पत्ता लगायो कि असामान्य ट्रिप्टोफान र ग्लुकोज चयापचय फोक्सो एडेनोकार्सिनोमामा सौम्य नोडल र स्वस्थ नियन्त्रणहरूको तुलनामा सामान्य परिवर्तनहरू हुन्।अन्तमा, हामीले LDCT द्वारा पत्ता लगाएको घातक र बेनाइन पल्मोनरी नोडलहरू बीच भेद गर्न उच्च विशिष्टता र संवेदनशीलताको साथ एक सीरम मेटाबोलिक क्लासिफायर स्थापना र प्रमाणीकरण गर्‍यौं, जसले प्रारम्भिक भिन्नता निदान र जोखिम मूल्याङ्कनमा मद्दत गर्न सक्छ।
हालको अध्ययनमा, लिंग- र उमेर-मिल्ने सीरम नमूनाहरू पूर्वव्यापी रूपमा 174 स्वस्थ नियन्त्रणहरू, बेनाइन पल्मोनरी नोड्यूलहरू भएका 292 बिरामीहरू, र स्टेज I लङ्ग एडेनोकार्सिनोमा भएका 229 बिरामीहरूबाट सङ्कलन गरिएको थियो।695 विषयहरूको जनसांख्यिकीय विशेषताहरू पूरक तालिका 1 मा देखाइएको छ।
चित्र 1a मा देखाइए अनुसार, कुल 480 सीरम नमूनाहरू, 174 स्वस्थ नियन्त्रण (HC), 170 बेनाइन नोड्यूल (BN), र 136 चरण I lung adenocarcinoma (LA) नमूनाहरू सहित, Sun Yat-sen University Cancer Center मा सङ्कलन गरिएको थियो।अल्ट्रा-प्रदर्शन तरल क्रोमाटोग्राफी-उच्च-रिजोल्युशन मास स्पेक्ट्रोमेट्री (UPLC-HRMS) को प्रयोग गरेर अलक्षित मेटाबोलोमिक प्रोफाइलिङको लागि खोज कोहोर्ट।पूरक चित्र 1 मा देखाइए अनुसार, LA र HC, LA र BN बीचको विभेदक मेटाबोलाइटहरू वर्गीकरण मोडेल स्थापना गर्न र थप विभेदक मार्ग विश्लेषणको अन्वेषण गर्न पहिचान गरियो।सनयात सेन विश्वविद्यालय क्यान्सर केन्द्रबाट सङ्कलन गरिएका १०४ नमूना र अन्य दुई अस्पतालबाट सङ्कलन गरिएका १११ नमूनाहरू क्रमशः आन्तरिक र बाह्य प्रमाणीकरणको अधीनमा छन् ।
अल्ट्रा-प्रदर्शन तरल क्रोमेटोग्राफी-उच्च-रिजोल्युशन मास स्पेक्ट्रोमेट्री (UPLC-HRMS) को प्रयोग गरेर ग्लोबल सीरम मेटाबोलमिक्स विश्लेषण गर्ने खोज समूहमा अध्ययन जनसंख्या।b अध्ययन समूहबाट 480 सीरम नमूनाहरूको कुल मेटाबोलोमको आंशिक न्यूनतम वर्ग भेदभाव विश्लेषण (PLS-DA), स्वस्थ नियन्त्रणहरू (HC, n = 174), सौम्य नोड्यूलहरू (BN, n = 170), र चरण I lung adenocarcinoma सहित। (लस एन्जलस, n = 136)।+ESI, सकारात्मक electrospray ionization मोड, -ESI, नकारात्मक electrospray ionization मोड।c–e मेटाबोलाइटहरू दुई दिइएको समूहहरूमा उल्लेखनीय रूपमा फरक प्रशस्तताका साथ (दुई-पुच्छर विल्कोक्सन हस्ताक्षरित रैंक परीक्षण, गलत खोज दर समायोजित p मान, FDR <0.05) रातो (फोल्ड परिवर्तन > 1.2) र निलो (फोल्ड परिवर्तन <0.83) मा देखाइएको छ। ।) ज्वालामुखी ग्राफिकमा देखाइएको छ।f श्रेणीबद्ध क्लस्टरिङ ताप नक्सा LA र BN बीच एनोटेट मेटाबोलाइटहरूको संख्यामा महत्त्वपूर्ण भिन्नताहरू देखाउँदै।स्रोत डेटा स्रोत डेटा फाइलहरूको रूपमा प्रदान गरिएको छ।
खोज समूहमा 174 HC, 170 BN र 136 LA को कुल सीरम मेटाबोलोम UPLC-HRMS विश्लेषण प्रयोग गरेर विश्लेषण गरिएको थियो।हामीले पहिले देखाउँछौं कि गुणस्तर नियन्त्रण (QC) नमूनाहरू हालको अध्ययनको कार्यसम्पादन (पूरक चित्र 2) को स्थिरता पुष्टि गर्दै, एक unsupervised प्रिन्सिपल कम्पोनेन्ट एनालिसिस (PCA) मोडेलको केन्द्रमा कडा रूपमा क्लस्टर हुन्छ।
चित्र 1 b मा आंशिक न्यूनतम वर्ग-भेदभाव विश्लेषण (PLS-DA) मा देखाइएको अनुसार, हामीले LA र BN, LA र HC बीच सकारात्मक (+ESI) र नकारात्मक (−ESI) इलेक्ट्रोस्प्रे आयनीकरण मोडहरूमा स्पष्ट भिन्नताहरू पाएका छौं। ।पृथक।यद्यपि, +ESI र -ESI अवस्थाहरूमा BN र HC बीच कुनै महत्त्वपूर्ण भिन्नताहरू फेला परेनन्।
हामीले LA र HC बीच 382 भिन्नता सुविधाहरू, LA र BN बीच 231 भिन्नता सुविधाहरू, र BN र HC (Wilcoxon हस्ताक्षरित श्रेणी परीक्षण, FDR <0.05 र बहु ​​परिवर्तन > 1.2 वा <0.83) (चित्र .1c-e) बीच 95 भिन्नता सुविधाहरू भेट्टायौं। )।।पीकहरू थप एनोटेट गरिएको थियो (पूरक डाटा 3) डाटाबेस (mzCloud/HMDB/Chemspider लाइब्रेरी) विरुद्ध m/z मान, अवधारण समय र खण्डीकरण मास स्पेक्ट्रम खोज (विवरणहरू विधिहरू खण्डमा वर्णन गरिएको) द्वारा 22।अन्तमा, 33 र 38 एनोटेटेड मेटाबोलाइटहरू प्रशस्ततामा महत्त्वपूर्ण भिन्नताहरू सहित LA बनाम BN (चित्र 1f र पूरक तालिका 2) र LA बनाम HC (पूरक चित्र 3 र पूरक तालिका 2) को लागि क्रमशः पहिचान गरियो।यसको विपरित, PLS-DA मा BN र HC बीचको ओभरल्यापसँग मिल्दोजुल्दो BN र HC (पूरक तालिका 2) मा प्रचुर मात्रामा महत्त्वपूर्ण भिन्नताहरू भएका केवल 3 मेटाबोलाइटहरू पहिचान गरियो।यी विभेदक चयापचयहरूले बायोकेमिकलहरूको विस्तृत दायरालाई कभर गर्दछ (पूरक चित्र 4)।सँगै लिइएको, यी नतिजाहरूले सीरम मेटाबोलोममा महत्त्वपूर्ण परिवर्तनहरू प्रदर्शन गर्दछ जुन प्रारम्भिक चरणको फोक्सोको क्यान्सरको घातक रूपान्तरणलाई सौम्य फोक्सो नोड्युल वा स्वस्थ विषयहरूको तुलनामा प्रतिबिम्बित गर्दछ।यसैबीच, BN र HC को सीरम मेटाबोलोमको समानताले सुझाव दिन्छ कि सौम्य पल्मोनरी नोड्युलहरूले स्वस्थ व्यक्तिहरूसँग धेरै जैविक विशेषताहरू साझा गर्न सक्छन्।एपिडर्मल ग्रोथ फ्याक्टर रिसेप्टर (EGFR) जीन उत्परिवर्तनहरू फोक्सो एडेनोकार्सिनोमा सबटाइप 23 मा सामान्य छन् भन्ने कुरालाई ध्यानमा राख्दै, हामीले सीरम मेटाबोलोममा चालक उत्परिवर्तनको प्रभाव निर्धारण गर्न खोज्यौं।हामीले त्यसपछि फोक्सो एडेनोकार्सिनोमा समूहमा EGFR स्थितिको साथ 72 केसहरूको समग्र मेटाबोलोमिक प्रोफाइलको विश्लेषण गर्‍यौं।चाखलाग्दो कुरा के छ भने, हामीले PCA विश्लेषणमा EGFR उत्परिवर्ती रोगीहरू (n = 41) र EGFR जंगली-प्रकारका बिरामीहरू (n = 31) बीच तुलनात्मक प्रोफाइलहरू फेला पार्यौं (पूरक चित्रा 5a)।यद्यपि, हामीले 7 मेटाबोलाइटहरू पहिचान गर्यौं जसको प्रचुरता EGFR उत्परिवर्तन भएका बिरामीहरूमा जंगली-प्रकार EGFR (t परीक्षण, p <0.05 र फोल्ड परिवर्तन > 1.2 वा <0.83) (पूरक चित्र 5b) को तुलनामा महत्त्वपूर्ण रूपमा परिवर्तन भएको थियो।यी मेटाबोलाइटहरू मध्ये बहुमत (७ मध्ये 5) एसिलकार्निटाइनहरू हुन्, जसले फ्याटी एसिड अक्सिडेशन मार्गहरूमा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ।
चित्र 2 a मा देखाइएको कार्यप्रवाहमा चित्रण गरिए अनुसार, नोड्युल वर्गीकरणका लागि बायोमार्करहरू LA (n = 136) र BN (n = 170) मा पहिचान गरिएका 33 विभेदक मेटाबोलाइटहरूमा आधारित कम्तिमा निरपेक्ष संकुचन अपरेटरहरू र चयन प्रयोग गरेर प्राप्त गरियो।चरहरूको उत्तम संयोजन (LASSO) - बाइनरी लजिस्टिक रिग्रेसन मोडेल।मोडेलको विश्वसनीयता परीक्षण गर्न दस-गुना क्रस-प्रमाणीकरण प्रयोग गरिएको थियो।चर चयन र प्यारामिटर नियमितीकरण प्यारामिटर λ24 को साथ एक सम्भावना अधिकतम दण्ड द्वारा समायोजित गरिन्छ।भेदभाव मोडेलको वर्गीकरण प्रदर्शन परीक्षण गर्न आन्तरिक प्रमाणीकरण (n = 104) र बाह्य प्रमाणीकरण (n = 111) समूहहरूमा ग्लोबल मेटाबोलोमिक्स विश्लेषण थप स्वतन्त्र रूपमा प्रदर्शन गरिएको थियो।नतिजाको रूपमा, खोज सेटमा 27 मेटाबोलाइटहरू सबैभन्दा ठूलो औसत AUC मान (चित्र 2b) को साथ उत्कृष्ट भेदभाव मोडेलको रूपमा पहिचान गरियो, जसमध्ये 9 ले गतिविधि बढाएको थियो र 18 ले BN (चित्र 2c) को तुलनामा LA मा गतिविधि घटाएको थियो।
पल्मोनरी नोड्युल क्लासिफायर निर्माणको लागि कार्यप्रवाह, दस-गुना क्रस-प्रमाणीकरण मार्फत बाइनरी लजिस्टिक रिग्रेसन मोडेल प्रयोग गरी खोज सेटमा सीरम मेटाबोलाइटहरूको उत्कृष्ट प्यानल चयन गर्ने र आन्तरिक र बाह्य प्रमाणीकरण सेटहरूमा भविष्यवाणी गर्ने कार्यसम्पादनको मूल्याङ्कन सहित।b मेटाबोलिक बायोमार्कर चयनको लागि LASSO रिग्रेसन मोडेलको क्रस-प्रमाणीकरण तथ्याङ्कहरू।माथि दिइएका संख्याहरूले दिइएको λ मा चयन गरिएको बायोमार्करहरूको औसत संख्या प्रतिनिधित्व गर्दछ।रातो बिन्दु भएको रेखाले सम्बन्धित lambda मा औसत AUC मान प्रतिनिधित्व गर्दछ।खैरो त्रुटि बारहरूले न्यूनतम र अधिकतम AUC मानहरू प्रतिनिधित्व गर्दछ।बिन्दु भएको रेखाले 27 चयन गरिएका बायोमार्करहरूसँग उत्कृष्ट मोडेललाई सङ्केत गर्छ।AUC, रिसीभर सञ्चालन विशेषता (ROC) वक्र अन्तर्गत क्षेत्र।c खोज समूहमा BN समूहको तुलनामा LA समूहमा 27 चयन गरिएका मेटाबोलाइटहरूको फोल्ड परिवर्तनहरू।रातो स्तम्भ - सक्रियता।निलो स्तम्भ एक गिरावट हो।d–f रिसीभर अपरेटिङ विशेषता (ROC) वक्रहरू खोज, आन्तरिक, र बाह्य प्रमाणीकरण सेटहरूमा 27 मेटाबोलाइट संयोजनहरूमा आधारित भेदभाव मोडेलको शक्ति देखाउँदै।स्रोत डेटा स्रोत डेटा फाइलहरूको रूपमा प्रदान गरिएको छ।
यी 27 मेटाबोलाइटहरू (पूरक तालिका 3) को भारित प्रतिगमन गुणांकहरूमा आधारित एक भविष्यवाणी मोडेल सिर्जना गरिएको थियो।यी 27 मेटाबोलाइटहरूमा आधारित आरओसी विश्लेषणले 0.933 को कर्भ (AUC) मान अन्तर्गत क्षेत्र उत्पन्न गर्‍यो, खोज समूह संवेदनशीलता 0.868 थियो, र विशिष्टता 0.859 (चित्र 2d) थियो।यसैबीच, LA र HC बीचको 38 एनोटेटेड डिफरेंशियल मेटाबोलाइटहरू मध्ये, 16 मेटाबोलाइटहरूको सेटले 0.801 को संवेदनशीलता र HC (पूरक चित्र 6a-c) बाट LA भेदभावमा 0.856 को विशिष्टताको साथ 0.902 को AUC प्राप्त गर्यो।फरक मेटाबोलाइट्सका लागि विभिन्न तह परिवर्तन थ्रेसहोल्डहरूमा आधारित AUC मानहरू पनि तुलना गरिएको थियो।हामीले पत्ता लगायौं कि वर्गीकरण मोडेलले LA र BN (HC) बीच भेदभाव गर्न उत्कृष्ट प्रदर्शन गरेको छ जब तह परिवर्तन स्तर 1.2 बनाम 1.5 वा 2.0 मा सेट गरिएको थियो (पूरक चित्र 7a, b)।वर्गीकरण मोडेल, 27 मेटाबोलाइट समूहहरूमा आधारित, थप आन्तरिक र बाह्य कोहोर्टहरूमा मान्य गरिएको थियो।AUC 0.915 (संवेदनशीलता 0.867, विशिष्टता 0.811) आन्तरिक प्रमाणीकरणको लागि र 0.945 (संवेदनशीलता 0.810, विशिष्टता 0.979) बाह्य प्रमाणीकरणको लागि थियो (चित्र 2e, f)।अन्तर-प्रयोगशाला दक्षता मूल्याङ्कन गर्न, बाह्य समूहबाट 40 नमूनाहरू बाह्य प्रयोगशालामा विश्लेषण गरियो जुन विधिहरू खण्डमा वर्णन गरिएको थियो।वर्गीकरण शुद्धताले 0.925 (पूरक चित्र 8) को AUC हासिल गर्यो।किनभने फोक्सो स्क्वामस सेल कार्सिनोमा (LUSC) फोक्सो एडेनोकार्सिनोमा (LUAD) पछि गैर-सानो सेल फोक्सोको क्यान्सर (NSCLC) को दोस्रो सबैभन्दा सामान्य उपप्रकार हो, हामीले मेटाबोलिक प्रोफाइलहरूको मान्य सम्भावित उपयोगिता पनि परीक्षण गर्‍यौं।BN र LUSC को 16 केसहरू।LUSC र BN बीचको भेदभावको AUC 0.776 (पूरक चित्र 9) थियो, जसले LUAD र BN बीचको भेदभावको तुलनामा कमजोर क्षमतालाई जनाउँछ।
अध्ययनहरूले देखाएको छ कि CT छविहरूमा नोड्यूलहरूको आकार सकारात्मक रूपमा घातकताको सम्भावनासँग सम्बन्धित छ र नोड्यूल उपचार 25,26,27 को प्रमुख निर्धारक बनेको छ।नेल्सन स्क्रिनिङ अध्ययनको ठूलो समूहबाट डाटाको विश्लेषणले देखायो कि नोडहरू <5 मिमी भएका विषयहरूमा घातक हुने जोखिम नोडहरू 28 नभएका विषयहरूमा पनि समान थियो।तसर्थ, ब्रिटिश थोरासिक सोसाइटी (BTS) ले सिफारिस गरे अनुसार नियमित CT अनुगमनको आवश्यकता पर्ने न्यूनतम आकार 5 mm र Fleischner Society 29 ले सिफारिस गरे अनुसार 6 mm हो।यद्यपि, 6 मिमी भन्दा ठूला नोडलहरू र स्पष्ट सौम्य सुविधाहरू बिना, अनिश्चित पल्मोनरी नोड्यूल (IPN) भनिन्छ, क्लिनिकल अभ्यास 30,31 मा मूल्याङ्कन र व्यवस्थापनमा एक प्रमुख चुनौती बनेको छ।हामीले अर्को जाँच गर्यौं कि नोड्यूल साइजले खोज र आन्तरिक प्रमाणीकरण कोहोर्ट्सबाट पूल गरिएको नमूनाहरू प्रयोग गरेर मेटाबोलोमिक हस्ताक्षरहरूलाई प्रभाव पार्छ।27 मान्य बायोमार्करहरूमा फोकस गर्दै, हामीले पहिले HC र BN सब-6 मिमी मेटाबोलोमहरूको PCA प्रोफाइलहरू तुलना गर्यौं।हामीले फेला पार्‍यौं कि HC र BN को लागि धेरै जसो डाटा पोइन्टहरू ओभरल्याप गरिएको छ, देखाउँदछ कि सीरम मेटाबोलाइट स्तरहरू दुबै समूहहरूमा समान थिए (चित्र 3a)।बिभिन्न साइज दायराहरूका विशेषता नक्साहरू BN र LA (Fig. 3b, c) मा संरक्षित रह्यो, जबकि 6-20 mm दायरा (Fig. 3d) मा घातक र बेनाइन नोडलहरू बीच एक विभाजन देखियो।यो समूहसँग 0.927 को AUC, 0.868 को विशिष्टता, र 0.820 को संवेदनशीलता 6 देखि 20 मिमी (चित्र 3e, f) नाप्ने नोडलहरूको घातकता भविष्यवाणी गर्नको लागि थियो।हाम्रा नतिजाहरूले देखाउँछन् कि वर्गीकरणकर्ताले नोड्युल साइजको पर्वाह नगरी प्रारम्भिक घातक परिवर्तनको कारणले गर्दा मेटाबोलिक परिवर्तनहरू कब्जा गर्न सक्छ।
27 मेटाबोलाइटहरूको मेटाबोलिक वर्गीकरणमा आधारित निर्दिष्ट समूहहरू बीच PCA प्रोफाइलहरूको तुलना।CC र BN <6 मिमी।b BN <6 mm बनाम BN 6–20 mmLA 6-20 mm विरुद्ध LA 20-30 mm मा।g BN 6-20 mm र LA 6-20 mm।GC, n = 174;BN < 6 मिमी, n = 153;BN 6–20 मिमी, n = 91;LA 6–20 mm, n = 89;LA 20-30 mm, n = 77. e रिसीभर अपरेटिङ विशेषता (ROC) वक्र नोडल 6-20 mm को लागि भेदभावपूर्ण मोडेल प्रदर्शन देखाउँदै।f सम्भाव्यता मानहरू 6-20 मिमी नाप्ने नोडलहरूको लागि लजिस्टिक रिग्रेसन मोडेलको आधारमा गणना गरिएको थियो।खैरो डट गरिएको रेखाले इष्टतम कटअफ मान (०.४५५) लाई प्रतिनिधित्व गर्छ।माथिको संख्याले लस एन्जलसको लागि अनुमानित केसहरूको प्रतिशत प्रतिनिधित्व गर्दछ।दुई पुच्छर विद्यार्थीको टी परीक्षण प्रयोग गर्नुहोस्।PCA, प्रमुख घटक विश्लेषण।वक्र अन्तर्गत AUC क्षेत्र।स्रोत डेटा स्रोत डेटा फाइलहरूको रूपमा प्रदान गरिएको छ।
प्रस्तावित घातक भविष्यवाणी मोडेल (चित्र 4a, b) को प्रदर्शन चित्रण गर्न समान फुफ्फुसीय नोड्यूल आकार (7-9 मिमी) संग चार नमूनाहरू (44-61 वर्ष उमेर) थप चयन गरियो।प्रारम्भिक स्क्रिनिङमा, केस 1 ले क्याल्सिफिकेशनको साथ ठोस नोड्यूलको रूपमा प्रस्तुत गर्यो, एक सौम्यतासँग सम्बन्धित एक विशेषता, जबकि केस 2 कुनै स्पष्ट सौम्य सुविधाहरू बिना एक अनिश्चित आंशिक रूपमा ठोस नोड्यूलको रूपमा प्रस्तुत गरियो।फलो-अप सीटी स्क्यानका तीन राउन्डहरूले देखाए कि यी केसहरू 4-वर्षको अवधिमा स्थिर रह्यो र त्यसैले बेनाइन नोड्युलहरू (चित्र 4a) मानिन्थ्यो।सीरियल सीटी स्क्यानको क्लिनिकल मूल्याङ्कनको तुलनामा, हालको क्लासिफायर मोडेलको साथ एकल-शट सीरम मेटाबोलाइट विश्लेषणले सम्भावित अवरोधहरूमा आधारित यी सौम्य नोडलहरू छिटो र सही रूपमा पहिचान गर्यो (तालिका 1)।चित्र 4b मा 3 ले फुफ्फुस फिर्ता लिने संकेतहरू भएको नोड्युल देखाउँछ, जुन प्रायः घातक ३२ सँग सम्बन्धित हुन्छ।केस 4 एक सौम्य कारणको कुनै प्रमाण बिना एक अनिश्चित आंशिक रूपमा ठोस नोड्यूलको रूपमा प्रस्तुत गरियो।यी सबै केसहरूलाई क्लासिफायर मोडेल (तालिका १) अनुसार घातकको रूपमा भविष्यवाणी गरिएको थियो।फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमाको मूल्याङ्कन फोक्सोको रिसेक्सन शल्यक्रिया पछि हिस्टोपाथोलोजिकल परीक्षाद्वारा प्रदर्शन गरिएको थियो (चित्र 4b)।बाह्य प्रमाणीकरण सेटको लागि, मेटाबोलिक क्लासिफायरले 6 मिमी (पूरक चित्रा 10) भन्दा ठूलो अनिश्चित फोक्सो नोड्यूलहरूको दुई केसहरू सही रूपमा भविष्यवाणी गर्यो।
बेनाइन नोड्युलका दुई केसहरूको फोक्सोको अक्षीय विन्डोको CT छविहरू।केस 1 मा, CT स्क्यानले 4 वर्ष पछि दायाँ तल्लो लोबमा क्याल्सिफिकेशनको साथ 7 मिमी नाप्ने स्थिर ठोस नोड्युल देखायो।मामला 2 मा, CT स्क्यानले 5 वर्ष पछि दायाँ माथिल्लो लोबमा 7 मिमी व्यास भएको स्थिर, आंशिक रूपमा ठोस नोड्युल पत्ता लगायो।b फोक्सोको अक्षीय विन्डो सीटी छविहरू र फोक्सोको रिसेक्सन अघि स्टेज I एडेनोकार्सिनोमाका दुई केसहरूको सम्बन्धित रोगविज्ञान अध्ययन।केस ३ ले दायाँ माथिल्लो लोबमा फुफ्फुस फिर्ता लिने 8 मिमी व्यासको नोड्युल पत्ता लगायो।केस 4 ले बायाँ माथिल्लो लोबमा 9 मिमी नाप्ने आंशिक रूपमा ठोस ग्राउन्ड-ग्लास नोड्युल प्रकट गर्‍यो।हेमेटोक्सिलिन र इओसिन (H&E) रिसेक्ट गरिएको फोक्सोको तन्तुको दाग (स्केल बार = 50 μm) फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमाको एकिनर वृद्धि ढाँचा प्रदर्शन गर्दै।तीरहरूले CT छविहरूमा पत्ता लगाइएको नोडलहरू संकेत गर्दछ।H&E छविहरू प्याथोलोजिस्टद्वारा जाँच गरिएका बहु (>3) माइक्रोस्कोपिक क्षेत्रहरूको प्रतिनिधि छविहरू हुन्।
सँगै लिइएको, हाम्रो नतिजाहरूले पल्मोनरी नोड्यूलहरूको विभेदक निदानमा सीरम मेटाबोलाइट बायोमार्करहरूको सम्भावित मूल्य प्रदर्शन गर्दछ, जसले सीटी स्क्रीनिंगको मूल्यांकन गर्दा चुनौतीहरू खडा गर्न सक्छ।
एक मान्य भिन्नता मेटाबोलाइट प्यानलको आधारमा, हामीले प्रमुख मेटाबोलिक परिवर्तनहरूको जैविक सहसंबंधहरू पहिचान गर्न खोज्यौं।MetaboAnalyst द्वारा KEGG मार्ग संवर्धन विश्लेषणले दुई दिइएको समूहहरू (LA बनाम HC र LA बनाम BN, समायोजित p ≤ 0.001, प्रभाव > 0.01) बीच 6 साझा महत्त्वपूर्ण रूपमा परिवर्तन गरिएका मार्गहरू पहिचान गर्यो।यी परिवर्तनहरू पाइरुभेट चयापचय, ट्रिप्टोफान चयापचय, नियासिन र निकोटिनमाइड चयापचय, ग्लाइकोलिसिस, TCA चक्र, र प्यूरिन चयापचय (चित्र 5a) मा अवरोधहरू द्वारा विशेषता थिए।त्यसपछि हामीले निरपेक्ष मात्राको प्रयोग गरेर प्रमुख परिवर्तनहरू प्रमाणित गर्न लक्षित मेटाबोलोमिक्स प्रदर्शन गर्यौं।ट्रिपल क्वाड्रपोल मास स्पेक्ट्रोमेट्री (QQQ) द्वारा प्रामाणिक मेटाबोलाइट मापदण्डहरू प्रयोग गरेर सामान्यतया परिवर्तन गरिएका मार्गहरूमा सामान्य मेटाबोलाइटहरूको निर्धारण।मेटाबोलोमिक्स अध्ययन लक्ष्य नमूनाको जनसांख्यिकीय विशेषताहरू पूरक तालिका 4 मा समावेश गरिएका छन्। हाम्रो वैश्विक मेटाबोलोमिक्स परिणामहरूसँग अनुरूप, मात्रात्मक विश्लेषणले पुष्टि गर्यो कि हाइपोक्सान्थाइन र xanthine, पाइरुभेट, र ल्याक्टेट BN र HC (चित्र, 5b, c) को तुलनामा LA मा बढेको थियो। p <0.05)।यद्यपि, BN र HC बीच यी मेटाबोलाइटहरूमा कुनै महत्त्वपूर्ण भिन्नताहरू फेला परेनन्।
BN र HC समूहहरूको तुलनामा LA समूहमा उल्लेखनीय रूपमा फरक मेटाबोलाइटहरूको KEGG मार्ग संवर्धन विश्लेषण।दुई-पुच्छे ग्लोबलटेस्ट प्रयोग गरिएको थियो, र p मानहरू Holm-Bonferroni विधि (समायोजित p ≤ 0.001 र प्रभाव आकार > 0.01) प्रयोग गरेर समायोजन गरियो।b–d LC-MS/MS (n = 70 प्रति समूह) द्वारा निर्धारित सीरम HC, BN, र LA मा हाइपोक्सान्थाइन, xanthine, ल्याक्टेट, पाइरुभेट, र ट्रिप्टोफान स्तरहरू देखाउने भायोलिन प्लटहरू।सेतो र कालो डटेड रेखाहरूले क्रमशः मध्य र चतुर्थकलाई संकेत गर्दछ।LUAD-TCGA डाटासेटमा सामान्य फोक्सोको टिस्यु (n = 59) को तुलनामा फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमा (n = 513) मा SLC7A5 र QPRT को सामान्यीकृत Log2TPM (ट्रान्स्क्रिप्टहरू प्रति मिलियन) mRNA अभिव्यक्ति देखाउँदै भायोलिन प्लट।सेतो बाकसले इन्टरक्वार्टाइल दायरालाई प्रतिनिधित्व गर्दछ, केन्द्रमा रहेको तेर्सो कालो रेखाले मध्यलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ, र बक्सबाट फैलिएको ठाडो कालो रेखाले 95% आत्मविश्वास अन्तराल (CI) लाई प्रतिनिधित्व गर्दछ।f TCGA डाटासेटमा फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमा (n = 513) र सामान्य फोक्सोको ऊतक (n = 59) मा SLC7A5 र GAPDH अभिव्यक्तिको पियर्सन सहसंबंध प्लट।खैरो क्षेत्रले 95% CI प्रतिनिधित्व गर्दछ।r, पियर्सन सहसंबंध गुणांक।g LC-MS/MS द्वारा निर्धारित गैर-विशिष्ट shRNA नियन्त्रण (NC) र shSLC7A5 (Sh1, Sh2) द्वारा ट्रान्सफेक्ट गरिएको A549 कोशिकाहरूमा सामान्यीकृत सेलुलर ट्रिप्टोफान स्तरहरू।प्रत्येक समूहमा पाँच जैविक रूपमा स्वतन्त्र नमूनाहरूको सांख्यिकीय विश्लेषण प्रस्तुत गरिएको छ।h A549 कक्षहरू (NC) र SLC7A5 नकडाउन A549 कक्षहरूमा NADt (कुल NAD, NAD+ र NADH सहित) को सेलुलर स्तरहरू (Sh1, Sh2)।प्रत्येक समूहमा तीन जैविक रूपमा स्वतन्त्र नमूनाहरूको सांख्यिकीय विश्लेषण प्रस्तुत गरिएको छ।i SLC7A5 नकडाउन अघि र पछि A549 कोशिकाहरूको ग्लाइकोलाइटिक गतिविधि एक्स्ट्रासेल्युलर एसिडिफिकेशन दर (ECAR) (n = 4 प्रति समूह जैविक रूपमा स्वतन्त्र नमूनाहरू) द्वारा मापन गरिएको थियो।2-DG, 2-deoxy-D-ग्लुकोज।दुई पुच्छर विद्यार्थीको टी परीक्षण (b–h) मा प्रयोग गरिएको थियो।(g–i) मा, त्रुटि पट्टीहरूले मतलब ± SD को प्रतिनिधित्व गर्दछ, प्रत्येक प्रयोग तीन पटक स्वतन्त्र रूपमा प्रदर्शन गरिएको थियो र परिणामहरू समान थिए।स्रोत डेटा स्रोत डेटा फाइलहरूको रूपमा प्रदान गरिएको छ।
एलए समूहमा परिवर्तन गरिएको ट्रिप्टोफान चयापचयको महत्त्वपूर्ण प्रभावलाई ध्यानमा राख्दै, हामीले QQQ प्रयोग गरेर HC, BN, र LA समूहहरूमा सीरम ट्रिप्टोफान स्तरहरू पनि मूल्याङ्कन गर्यौं।हामीले पत्ता लगायौं कि सीरम ट्रिप्टोफान एचसी वा बीएन (p <0.001, चित्र 5d) को तुलनामा LA मा कम भएको थियो, जुन अघिल्लो खोजहरूसँग मिल्दोजुल्दो छ कि फेफड़ोंको क्यान्सर भएका बिरामीहरूमा परिसंचरण ट्रिप्टोफान स्तरहरू नियन्त्रण समूह 33,34 बाट स्वस्थ नियन्त्रणहरूमा भन्दा कम छन्। ३५।PET/CT ट्रेसर 11C-methyl-L-tryptophan प्रयोग गर्ने अर्को अध्ययनले फेफड़ोंको क्यान्सर टिस्युमा ट्रिप्टोफान सिग्नल रिटेन्सन समय बेनिन घाव वा सामान्य टिश्युको तुलनामा उल्लेखनीय रूपमा बढेको फेला पारेको छ।हामी परिकल्पना गर्छौं कि LA सीरममा ट्रिप्टोफनमा भएको कमीले फोक्सोको क्यान्सर कोशिकाहरूद्वारा सक्रिय ट्रिप्टोफन अपटेकलाई प्रतिबिम्बित गर्न सक्छ।
यो पनि थाहा छ कि ट्रिप्टोफान क्याटाबोलिज्मको kynurenine मार्गको अन्तिम उत्पादन NAD+37,38 हो, जुन ग्लाइकोलिसिसमा 1,3-बिस्फोस्फोग्लिसरेटको साथ ग्लाइसेराल्डिहाइड-3-फस्फेटको प्रतिक्रियाको लागि महत्त्वपूर्ण सब्सट्रेट हो।अघिल्लो अध्ययनहरूले प्रतिरक्षा नियमनमा ट्रिप्टोफान क्याटाबोलिज्मको भूमिकामा केन्द्रित हुँदा, हामीले हालको अध्ययनमा ट्रिप्टोफान डिसरेगुलेसन र ग्लाइकोलाइटिक मार्गहरू बीचको अन्तरक्रियालाई स्पष्ट पार्न खोज्यौं।सोल्युट ट्रान्सपोर्टर परिवार ७ सदस्य ५ (SLC7A5) लाई ट्रिप्टोफान ट्रान्सपोर्टर ४३,४४,४५ भनिन्छ।क्विनोलिनिक एसिड फोस्फोरिबोसिलट्रान्सफेरेज (QPRT) एक इन्जाइम हो जुन kynurenine मार्गको डाउनस्ट्रीममा अवस्थित छ जसले क्विनोलिनिक एसिडलाई NAMN46 मा रूपान्तरण गर्दछ।LUAD TCGA डाटासेटको निरीक्षणले पत्ता लगायो कि SLC7A5 र QPRT दुबै सामान्य तन्तु (चित्र 5e) को तुलनामा ट्युमर टिस्युमा उल्लेखनीय रूपमा अपरेगुलेट गरिएको थियो।यो बृद्धि चरण I र II मा साथै फेफड़ोंको एडेनोकार्सिनोमा (पूरक चित्र 11) को चरण III र IV मा अवलोकन गरिएको थियो, ट्यूमरिजेनेसिससँग सम्बन्धित ट्रिप्टोफान चयापचयमा प्रारम्भिक अवरोधहरू संकेत गर्दछ।
थप रूपमा, LUAD-TCGA डाटासेटले क्यान्सर रोगी नमूनाहरूमा SLC7A5 र GAPDH mRNA अभिव्यक्ति बीचको सकारात्मक सम्बन्ध देखायो (r = 0.45, p = 1.55E-26, चित्र 5f)।यसको विपरित, सामान्य फोक्सोको ऊतक (r = 0.25, p = 0.06, चित्र 5f) मा त्यस्ता जीन हस्ताक्षरहरू बीच कुनै महत्त्वपूर्ण सम्बन्ध फेला परेन।A549 कोशिकाहरूमा SLC7A5 (पूरक चित्र 12) को नकडाउनले सेलुलर ट्रिप्टोफान र NAD(H) स्तरहरू (चित्र 5g,h) लाई उल्लेखनीय रूपमा कम गर्‍यो, परिणामस्वरूप एक्स्ट्रासेलुलर अम्लीकरण दर (ECAR) (चित्र 1) द्वारा मापन गरिएको एटेन्युएटेड ग्लाइकोलाइटिक गतिविधि हुन्छ।5i)।तसर्थ, सीरममा मेटाबोलिक परिवर्तनहरू र भिट्रो पत्ता लगाउने क्रममा, हामी परिकल्पना गर्छौं कि ट्रिप्टोफान चयापचयले kynurenine मार्ग मार्फत NAD + उत्पादन गर्न सक्छ र फोक्सोको क्यान्सरमा ग्लाइकोलिसिसलाई बढावा दिन महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ।
अध्ययनहरूले देखाएको छ कि LDCT द्वारा पत्ता लागेको अनिश्चित पल्मोनरी नोड्युलहरूको ठूलो संख्याले थप परीक्षणहरू जस्तै PET-CT, फोक्सोको बायोप्सी, र घातक रोगको गलत-सकारात्मक निदानको कारण ओभरट्रीटमेन्टको आवश्यकता निम्त्याउन सक्छ। 31 चित्रा 6 मा देखाइएको छ, हाम्रो अध्ययनले सम्भावित डायग्नोस्टिक मानको साथ सीरम मेटाबोलाइटहरूको प्यानल पहिचान गर्‍यो जसले CT द्वारा पत्ता लगाएको पल्मोनरी नोड्युलहरूको जोखिम स्तरीकरण र त्यसपछिको व्यवस्थापनमा सुधार गर्न सक्छ।
पल्मोनरी नोड्युलहरू कम-डोज कम्प्युटेड टोमोग्राफी (LDCT) प्रयोग गरेर सौम्य वा घातक कारणहरूको सुझाव दिने इमेजिङ सुविधाहरूको साथ मूल्याङ्कन गरिन्छ।नोडलहरूको अनिश्चित परिणामले बारम्बार अनुगमन भ्रमणहरू, अनावश्यक हस्तक्षेपहरू, र अत्यधिक उपचारको नेतृत्व गर्न सक्छ।डायग्नोस्टिक मानको साथ सीरम मेटाबोलिक क्लासिफायरहरूको समावेशले जोखिम मूल्याङ्कन र पल्मोनरी नोड्युलहरूको पछिल्लो व्यवस्थापनमा सुधार गर्न सक्छ।पीईटी पोजिट्रोन उत्सर्जन टोमोग्राफी।
यूएस एनएलएसटी अध्ययन र युरोपेली नेल्सन अध्ययनको तथ्याङ्कले कम-डोज कम्प्युटेड टोमोग्राफी (एलडीसीटी) मार्फत उच्च जोखिम समूहहरूको स्क्रिनिङले फोक्सोको क्यान्सरको मृत्युदर १,३ घटाउन सक्छ।यद्यपि, जोखिम मूल्याङ्कन र LDCT द्वारा पत्ता लगाइएको ठूलो संख्यामा आकस्मिक पल्मोनरी नोड्यूलहरूको पछिको क्लिनिकल व्यवस्थापन सबैभन्दा चुनौतीपूर्ण छ।मुख्य लक्ष्य भनेको भरपर्दो बायोमार्करहरू समावेश गरेर अवस्थित LDCT-आधारित प्रोटोकलहरूको सही वर्गीकरणलाई अनुकूलन गर्नु हो।
केहि आणविक बायोमार्करहरू, जस्तै रगत मेटाबोलाइटहरू, फोक्सोको क्यान्सरलाई स्वस्थ नियन्त्रणहरू 15,17 सँग तुलना गरेर पहिचान गरिएको छ।हालको अध्ययनमा, हामीले LDCT द्वारा संयोगवश पत्ता लगाएको सौम्य र घातक फुफ्फुसीय नोडलहरू बीचको भिन्नता पत्ता लगाउन सीरम मेटाबोलोमिक्स विश्लेषणको प्रयोगमा केन्द्रित थियौं।हामीले UPLC-HRMS विश्लेषण प्रयोग गरेर स्वस्थ नियन्त्रणको ग्लोबल सीरम मेटाबोलोम (HC), बेनाइन लङ्ग नोड्यूल (BN), र चरण I lung adenocarcinoma (LA) नमूनाहरू तुलना गर्यौं।हामीले फेला पार्‍यौं कि HC र BN सँग समान मेटाबोलिक प्रोफाइलहरू थिए, जबकि LA ले HC र BN को तुलनामा महत्त्वपूर्ण परिवर्तनहरू देखाए।हामीले सीरम मेटाबोलाइट्सका दुई सेटहरू पहिचान गर्यौं जसले LA HC र BN बाट फरक पार्छ।
सौम्य र घातक नोड्यूलहरूको लागि हालको LDCT-आधारित पहिचान योजना मुख्यतया समय 30 मा नोडलहरूको आकार, घनत्व, आकार विज्ञान र वृद्धि दरमा आधारित छ।अघिल्लो अध्ययनहरूले देखाएको छ कि नोडलहरूको आकार फोक्सोको क्यान्सरको सम्भावनासँग नजिकको सम्बन्ध छ।उच्च जोखिम भएका बिरामीहरूमा पनि, नोड्स <6 मिमीमा घातक हुने जोखिम <1% छ।6 देखि 20 मिमी नाप्ने नोडलहरूको लागि घातक हुने जोखिम 8% देखि 64% 30 सम्म हुन्छ।तसर्थ, Fleischner समाजले नियमित CT फलो-अपको लागि 6 मिमीको कटअफ व्यास सिफारिस गर्दछ।29 यद्यपि, 6 मिमी भन्दा ठूला अनिश्चित पल्मोनरी नोड्यूल (IPN) को जोखिम मूल्याङ्कन र व्यवस्थापन पर्याप्त रूपमा प्रदर्शन गरिएको छैन।जन्मजात हृदय रोगको वर्तमान व्यवस्थापन सामान्यतया बारम्बार सीटी निगरानीको साथ सतर्क प्रतीक्षामा आधारित हुन्छ।
मान्य मेटाबोलोमको आधारमा, हामीले पहिलो पटक स्वस्थ व्यक्तिहरू र सौम्य नोड्यूल <6 मिमी बीच मेटाबोलोमिक हस्ताक्षरहरूको ओभरल्याप प्रदर्शन गर्यौं।जैविक समानता अघिल्लो CT निष्कर्षहरूसँग मिल्दोजुल्दो छ कि नोड्युलहरू <6 मिमीको लागि घातक हुने जोखिम नोडहरू नभएका विषयहरूमा जत्तिकै कम छ। 30 यो ध्यान दिनुपर्छ कि हाम्रा परिणामहरूले पनि सौम्य नोड्युलहरू <6 मिमी र ≥6 मिमी उच्च छन् भनेर देखाउँछन्। मेटाबोलोमिक प्रोफाइलहरूमा समानता, सुझाव दिन्छ कि बेनाइन एटियोलोजीको कार्यात्मक परिभाषा नोड्यूल आकारको पर्वाह नगरी एकरूप छ।यसैले, आधुनिक डायग्नोस्टिक सीरम मेटाबोलाइट प्यानलहरूले नियम-आउट परीक्षणको रूपमा एकल परख प्रदान गर्न सक्छ जब नोडलहरू सुरुमा CT मा पत्ता लगाइन्छ र सम्भावित रूपमा क्रमिक निगरानी कम गर्दछ।एकै समयमा, मेटाबोलिक बायोमार्करहरूको एउटै प्यानलले घातक नोड्युलहरू ≥6 मिमी आकारमा सौम्य नोडलहरूबाट छुट्यायो र समान आकारको IPN हरू र CT छविहरूमा अस्पष्ट मोर्फोलॉजिकल सुविधाहरूको लागि सही भविष्यवाणीहरू प्रदान गर्यो।यो सीरम मेटाबोलिज्म क्लासिफायरले ०.९२७ को AUC सँग नोडल ≥6 मिमीको घातकताको भविष्यवाणी गर्नमा राम्रो प्रदर्शन गर्‍यो।सँगै लिएर, हाम्रो परिणामहरूले संकेत गर्दछ कि अद्वितीय सीरम मेटाबोलोमिक हस्ताक्षरहरूले विशेष रूपमा प्रारम्भिक ट्यूमर-प्रेरित मेटाबोलिक परिवर्तनहरू प्रतिबिम्बित गर्न सक्छ र जोखिम भविष्यवाणीकर्ताहरूको रूपमा सम्भावित मान हुन सक्छ, नोड्यूल आकारबाट स्वतन्त्र।
विशेष रूपमा, फोक्सो एडेनोकार्सिनोमा (LUAD) र स्क्वामस सेल कार्सिनोमा (LUSC) गैर-सानो सेल फोक्सोको क्यान्सर (NSCLC) को मुख्य प्रकार हुन्।LUSC सुर्तीजन्य पदार्थको प्रयोगसँग जोडिएको छ र LUAD CT स्क्रिनिङ ४८ मा फेला परेको आकस्मिक फोक्सोको नोड्युलहरूको सबैभन्दा सामान्य हिस्टोलोजी हो भन्ने कुरालाई ध्यानमा राखेर, हाम्रो वर्गीकरण मोडेल विशेष रूपमा चरण I एडेनोकार्सिनोमा नमूनाहरूको लागि बनाइएको थियो।वाङ र सहकर्मीहरूले पनि LUAD मा ध्यान केन्द्रित गरे र स्वस्थ व्यक्तिहरूबाट प्रारम्भिक चरणको फोक्सोको क्यान्सर छुट्याउन lipidomics प्रयोग गरेर नौ लिपिड हस्ताक्षरहरू पहिचान गरे।हामीले स्टेज I LUSC र 74 बेनाइन नोडलको 16 केसहरूमा हालको वर्गीकरण मोडेलको परीक्षण गर्‍यौं र कम LUSC भविष्यवाणी सटीकता (AUC 0.776) अवलोकन गर्‍यौं, सुझाव दिँदै LUAD र LUSC का आफ्नै मेटाबोलोमिक हस्ताक्षरहरू हुन सक्छन्।वास्तवमा, LUAD र LUSC एटियोलोजी, जैविक उत्पत्ति र आनुवंशिक विकृतिमा फरक देखाइएको छ।तसर्थ, स्क्रिनिङ कार्यक्रमहरूमा फोक्सोको क्यान्सरको जनसंख्या-आधारित पत्ता लगाउन प्रशिक्षण मोडेलहरूमा हिस्टोलोजीका अन्य प्रकारहरू समावेश गर्नुपर्छ।
यहाँ, हामीले स्वस्थ नियन्त्रण र सौम्य नोडलहरूको तुलनामा फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमामा छवटा प्रायः परिवर्तन हुने मार्गहरू पहिचान गर्यौं।Xanthine र hypoxanthine प्यूरिन चयापचय मार्ग को सामान्य चयापचय हो।हाम्रो नतिजाहरूसँग अनुरूप, प्यूरिन चयापचयसँग सम्बन्धित मध्यवर्तीहरू स्वस्थ नियन्त्रणहरू वा प्रिइनभेसिव चरण 15,50 मा बिरामीहरूको तुलनामा फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमा भएका बिरामीहरूको सीरम वा तन्तुहरूमा उल्लेखनीय रूपमा वृद्धि भएको थियो।उच्च सीरम xanthine र hypoxanthine स्तरहरू द्रुत रूपमा फैलिएको क्यान्सर कोशिकाहरू द्वारा आवश्यक एनाबोलिज्मलाई प्रतिबिम्बित गर्न सक्छ।ग्लुकोज मेटाबोलिज्मको डिसरेगुलेसन क्यान्सर मेटाबोलिज्म ५१ को प्रख्यात विशेषता हो।यहाँ, हामीले HC र BN समूहको तुलनामा LA समूहमा पाइरुभेट र ल्याक्टेटमा उल्लेखनीय वृद्धि देख्यौं, जुन गैर-सानो सेल फोक्सोको क्यान्सर (NSCLC) बिरामीहरूको सीरम मेटाबोलोम प्रोफाइलहरूमा ग्लाइकोलाइटिक मार्ग असामान्यताहरूको अघिल्लो रिपोर्टहरूसँग अनुरूप छ। स्वस्थ नियन्त्रणहरू।परिणामहरू समान छन् 52,53।
महत्त्वपूर्ण रूपमा, हामीले फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमासको सीरममा पाइरुभेट र ट्रिप्टोफान मेटाबोलिज्म बीचको उल्टो सम्बन्ध देख्यौं।HC वा BN समूहको तुलनामा LA समूहमा सीरम ट्रिप्टोफान स्तरहरू घटाइएको थियो।चाखलाग्दो कुरा के छ भने, सम्भावित कोहोर्ट प्रयोग गरेर अघिल्लो ठूलो-स्तरीय अध्ययनले फेला पारेको थियो कि परिसंचरण ट्रिप्टोफनको कम स्तर फोक्सोको क्यान्सरको बढ्दो जोखिमसँग सम्बन्धित थियो 54।Tryptophan एक आवश्यक एमिनो एसिड हो जुन हामी पूर्णतया खानाबाट प्राप्त गर्छौं।हामी निष्कर्षमा पुग्छौं कि फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमामा सीरम ट्रिप्टोफान कमीले यस मेटाबोलाइटको द्रुत कमीलाई प्रतिबिम्बित गर्न सक्छ।यो ज्ञात छ कि kynurenine मार्ग मार्फत tryptophan catabolism को अन्तिम उत्पादन de novo NAD + संश्लेषण को स्रोत हो।NAD+ मुख्यतया उद्धार मार्ग मार्फत उत्पादन भएको हुनाले, स्वास्थ्य र रोगमा ट्रिप्टोफान मेटाबोलिज्ममा NAD+ को महत्त्व निर्धारण गर्न बाँकी छ।TCGA डाटाबेसको हाम्रो विश्लेषणले देखायो कि ट्रिप्टोफान ट्रान्सपोर्टर सोल्युट ट्रान्सपोर्टर 7A5 (SLC7A5) को अभिव्यक्ति सामान्य नियन्त्रणको तुलनामा फोक्सो एडेनोकार्सिनोमामा उल्लेखनीय रूपमा बढेको थियो र ग्लाइकोलाइटिक इन्जाइम GAPDH को अभिव्यक्तिसँग सकारात्मक रूपमा सम्बन्धित थियो।अघिल्लो अध्ययनहरूले मुख्यतया एन्टिट्यूमर प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया 40,41,42 लाई दबाउनमा ट्रिप्टोफान क्याटाबोलिज्मको भूमिकामा केन्द्रित छ।यहाँ हामी फोक्सोको क्यान्सर कोशिकाहरूमा SLC7A5 को नकडाउन द्वारा ट्रिप्टोफन अपटेकको अवरोधले सेलुलर NAD स्तरमा कमी र ग्लाइकोलाइटिक गतिविधिको सहवर्ती क्षीणतामा परिणाम दिन्छ भनेर देखाउँछौं।संक्षेपमा, हाम्रो अध्ययनले फोक्सो एडेनोकार्सिनोमाको घातक रूपान्तरणसँग सम्बन्धित सीरम मेटाबोलिज्ममा परिवर्तनहरूको लागि जैविक आधार प्रदान गर्दछ।
EGFR उत्परिवर्तनहरू NSCLC भएका बिरामीहरूमा सबैभन्दा सामान्य चालक उत्परिवर्तन हुन्।हाम्रो अध्ययनमा, हामीले भेट्टायौं कि EGFR उत्परिवर्तन (n = 41) भएका बिरामीहरूसँग जंगली-प्रकार EGFR (n = 31) सँग रोगीहरूसँग मिल्दोजुल्दो मेटाबोलोमिक प्रोफाइलहरू थिए, यद्यपि हामीले acylcarnitine बिरामीहरूमा केही EGFR उत्परिवर्ती बिरामीहरूको सीरम स्तर घटाएको फेला पार्यौं।acylcarnitines को स्थापित प्रकार्य भनेको एसिल समूहहरूलाई साइटोप्लाज्मबाट माइटोकोन्ड्रियल म्याट्रिक्समा ढुवानी गर्नु हो, जसले ऊर्जा 55 उत्पादन गर्न फ्याटी एसिडको अक्सीकरणमा नेतृत्व गर्दछ।हाम्रो निष्कर्षहरूसँग अनुरूप, भर्खरको अध्ययनले 102 फोक्सो एडेनोकार्सिनोमा टिश्यू नमूनाहरूको ग्लोबल मेटाबोलोमको विश्लेषण गरेर EGFR उत्परिवर्ती र EGFR जंगली-प्रकार ट्युमरहरू बीचको समान मेटाबोलोम प्रोफाइलहरू पनि पहिचान गर्‍यो।चाखलाग्दो कुरा के छ भने, EGFR उत्परिवर्ती समूहमा acylcarnitine सामग्री पनि फेला पर्यो।तसर्थ, acylcarnitine स्तरहरूमा परिवर्तनहरूले EGFR-प्रेरित चयापचय परिवर्तनहरू प्रतिबिम्बित गर्दछ र अन्तर्निहित आणविक मार्गहरू थप अध्ययन योग्य हुन सक्छ।
निष्कर्षमा, हाम्रो अध्ययनले पल्मोनरी नोड्युलहरूको विभेदक निदानको लागि सीरम मेटाबोलिक वर्गीकरणकर्ता स्थापना गर्दछ र एक कार्यप्रवाह प्रस्ताव गर्दछ जसले जोखिम मूल्याङ्कनलाई अनुकूलन गर्न सक्छ र CT स्क्यान स्क्रीनिंगको आधारमा क्लिनिकल व्यवस्थापनलाई सहज बनाउन सक्छ।
यो अध्ययन सन याट-सेन विश्वविद्यालय क्यान्सर अस्पतालको आचार समिति, सन याट-सेन विश्वविद्यालयको पहिलो सम्बद्ध अस्पताल, र झेंग्झाउ विश्वविद्यालय क्यान्सर अस्पतालको आचार समितिले अनुमोदन गरेको थियो।खोज र आन्तरिक प्रमाणीकरण समूहहरूमा, क्यान्सर नियन्त्रण तथा रोकथाम विभाग, सन यत-सेन युनिभर्सिटी क्यान्सर सेन्टरमा वार्षिक चिकित्सा परीक्षण गराइरहेका व्यक्तिहरूबाट स्वस्थ व्यक्तिहरूबाट 174 सेरा र बेनाइन नोड्यूलहरूबाट 244 सेरा सङ्कलन गरिएको थियो।सीरम।सन याट-सेन युनिभर्सिटी क्यान्सर सेन्टरबाट स्टेज I लङ एडेनोकार्सिनोमा सङ्कलन गरिएको थियो।बाह्य प्रमाणीकरण समूहमा, सन याट-सेन विश्वविद्यालयको पहिलो सम्बद्ध अस्पतालबाट बेनाइन नोड्यूलका 48 केसहरू, स्टेज I फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमाका 39 केसहरू र Zhengzhou क्यान्सर अस्पतालबाट स्टेज I फोक्सो एडेनोकार्सिनोमाका 24 केसहरू थिए।सन याट-सेन विश्वविद्यालय क्यान्सर केन्द्रले स्थापित मेटाबोलिक क्लासिफायरको निदान क्षमता परीक्षण गर्न स्टेज I स्क्वामस सेल फोक्सोको क्यान्सरको 16 केसहरू पनि संकलन गर्‍यो (बिरामीका विशेषताहरू पूरक तालिका 5 मा देखाइएको छ)।खोज समूह र आन्तरिक प्रमाणीकरण समूहबाट नमूनाहरू जनवरी 2018 र मे 2020 को बीचमा सङ्कलन गरिएको थियो। बाह्य प्रमाणीकरण समूहका लागि नमूनाहरू अगस्ट 2021 र अक्टोबर 2022 बीच सङ्कलन गरिएको थियो। लैङ्गिक पूर्वाग्रहलाई कम गर्न, प्रत्येक पुरुष र महिला मामिलाहरूको लगभग बराबर संख्या तोकिएको थियो। समूह।खोज टोली र आन्तरिक समीक्षा टोली।सहभागी लिङ्ग आत्म-रिपोर्टको आधारमा निर्धारण गरिएको थियो।सबै सहभागीहरूबाट सूचित सहमति प्राप्त गरिएको थियो र कुनै क्षतिपूर्ति प्रदान गरिएको थिएन।सौम्य नोड्यूल भएका विषयहरू विश्लेषणको समयमा 2 देखि 5 वर्षमा स्थिर CT स्क्यान स्कोर भएका थिए, बाह्य प्रमाणीकरण नमूनाबाट 1 केस बाहेक, जुन पहिले शल्यक्रियात्मक रूपमा सङ्कलन गरिएको थियो र हिस्टोपाथोलोजीद्वारा निदान गरिएको थियो।क्रोनिक ब्रोंकाइटिस को अपवाद संग।फेफड़ों adenocarcinoma मामिलाहरू फोक्सो रिसेक्सन अघि सङ्कलन गरिएको थियो र रोग निदान द्वारा पुष्टि।उपवासको रगतको नमूनाहरू कुनै पनि एन्टीकोगुलेन्टहरू बिना सीरम विभाजन ट्यूबहरूमा सङ्कलन गरियो।रगतको नमूनाहरू कोठाको तापक्रममा १ घण्टासम्म जम्मा गरियो र त्यसपछि सीरम सुपरनेटेन्ट सङ्कलन गर्न ४ डिग्री सेल्सियसमा १० मिनेटको लागि २८५१ × ग्राम सेन्ट्रीफ्युज गरियो।मेटाबोलाइट निकासी नभएसम्म सीरम एलिकोट्स -80 डिग्री सेल्सियसमा जमेको थियो।सन याट-सेन विश्वविद्यालय क्यान्सर केन्द्रको क्यान्सर रोकथाम र चिकित्सा परीक्षा विभागले 40 देखि 55 वर्ष उमेरका पुरुष र महिलाहरू सहित 100 स्वस्थ दाताहरूबाट सीरमको पोखरी सङ्कलन गरेको थियो।प्रत्येक दाता नमूनाको बराबर मात्राहरू मिश्रित थिए, नतिजा पोखरी aliquoted र -80 ° C मा भण्डारण गरिएको थियो।सीरम मिश्रण गुणस्तर नियन्त्रण र डेटा मानकीकरणको लागि सन्दर्भ सामग्रीको रूपमा प्रयोग गरिएको थियो।
सन्दर्भ सीरम र परीक्षण नमूनाहरू पग्लिएको थियो र मेटाबोलाइटहरू संयुक्त निकासी विधि (MTBE/methanol/water) 56 प्रयोग गरेर निकालिएको थियो।छोटकरीमा, 50 μl सीरमलाई 225 μl आइस-कोल्ड मेथानोल र 750 μl आइस-कोल्ड मिथाइल टर्ट-ब्यूटाइल ईथर (MTBE) सँग मिसाइएको थियो।मिश्रणलाई हलचल गर्नुहोस् र 1 घण्टाको लागि बरफमा इन्क्यूबेट गर्नुहोस्।त्यसपछि नमूनाहरूलाई 188 μl MS-ग्रेडको आन्तरिक मापदण्डहरू (13C-lactate, 13C3-pyruvate, 13C-methionine, र 13C6-isoleucine, क्याम्ब्रिज आइसोटोप प्रयोगशालाबाट खरिद गरिएको) सँग मिश्रित र भोर्टेक्स मिलाइयो।त्यसपछि मिश्रणलाई 15,000 × g मा 10 मिनेटको लागि 4 °C मा सेन्ट्रीफ्यूज गरियो, र तल्लो चरणलाई सकारात्मक र नकारात्मक मोडहरूमा LC-MS विश्लेषणको लागि दुई ट्यूबहरूमा (125 μL प्रत्येक) स्थानान्तरण गरियो।अन्तमा, नमूना उच्च-गति भ्याकुम कन्सेन्ट्रेटरमा सुख्खापनमा वाष्पीकरण गरिएको थियो।
सुक्खा मेटाबोलाइटहरू 80% एसिटोनिट्रिलको 120 μl मा पुनर्गठन गरियो, 5 मिनेटको लागि भोर्टेक्स गरियो, र 4 डिग्री सेल्सियसमा 10 मिनेटको लागि 15,000 × g मा सेन्ट्रीफ्यूज गरियो।मेटाबोलोमिक्स अध्ययनका लागि माइक्रोइन्सर्टहरूको साथ सुपरनेटेन्टहरू एम्बर गिलासको शीशीहरूमा स्थानान्तरण गरियो।अल्ट्रा-प्रदर्शन तरल क्रोमेटोग्राफी-उच्च-रिजोल्युशन मास स्पेक्ट्रोमेट्री (UPLC-HRMS) प्लेटफर्ममा अलक्षित मेटाबोलमिक्स विश्लेषण।मेटाबोलाइटहरू एक Dionex Ultimate 3000 UPLC प्रणाली र एक ACQUITY BEH Amide स्तम्भ (2.1 × 100 mm, 1.7 μm, वाटर) को प्रयोग गरेर अलग गरिएको थियो।सकारात्मक आयन मोडमा, मोबाइल चरणहरू 95% (A) र 50% acetonitrile (B) थिए, प्रत्येकमा 10 mmol/L अमोनियम एसीटेट र 0.1% फॉर्मिक एसिड हुन्छ।नकारात्मक मोडमा, मोबाइल चरण A र B मा क्रमशः 95% र 50% acetonitrile समावेश छ, दुबै चरणहरूमा 10 mmol/L अमोनियम एसीटेट, pH = 9। ग्रेडियन्ट कार्यक्रम निम्नानुसार थियो: 0-0.5 मिनेट, 2% B;०.५–१२ मिनेट, २–५०% बी;१२–१४ मिनेट, ५०–९८% बी;14-16 मिनेट, 98% B;१६–१६.१।न्यूनतम, 98 -2% B;16.1–20 मिनेट, 2% B. स्तम्भ 40°C मा र नमूना 10°C मा autosampler मा राखिएको थियो।प्रवाह दर 0.3 ml/min थियो, इंजेक्शन भोल्युम 3 μl थियो।इलेक्ट्रोस्प्रे आयनाइजेसन (ESI) स्रोतको साथ एक Q-Exactive Orbitrap मास स्पेक्ट्रोमिटर (थर्मो फिशर साइन्टिफिक) लाई पूर्ण स्क्यान मोडमा अपरेट गरिएको थियो र ddMS2 मोनिटरिङ मोडसँग मिलाएर ठूलो मात्रामा डाटा सङ्कलन गरिएको थियो।MS मापदण्डहरू निम्नानुसार सेट गरिएको थियो: स्प्रे भोल्टेज +3.8 kV/- 3.2 kV, केशिका तापमान 320°C, शील्डिङ ग्यास 40 arb, सहायक ग्यास 10 arb, प्रोब हीटरको तापक्रम 350°C, स्क्यानिङ दायरा 70-1050 m/h, संकल्प।70 000। डेटा Xcalibur 4.1 (थर्मो फिशर वैज्ञानिक) प्रयोग गरेर प्राप्त गरियो।
डेटा गुणस्तर मूल्याङ्कन गर्न, प्रत्येक नमूनाबाट सुपरनेटेन्टको 10 μL एलिकोटहरू हटाएर पूल गरिएको गुणस्तर नियन्त्रण (QC) नमूनाहरू उत्पन्न गरियो।UPLC-MS प्रणालीको स्थिरता मूल्याङ्कन गर्न विश्लेषणात्मक अनुक्रमको सुरुमा छवटा गुणस्तर नियन्त्रण नमूना इंजेक्शनहरू विश्लेषण गरिएको थियो।गुणस्तर नियन्त्रण नमूनाहरू त्यसपछि आवधिक रूपमा ब्याचमा पेश गरिन्छ।यस अध्ययनमा सबै 11 ब्याच सीरम नमूनाहरू LC-MS द्वारा विश्लेषण गरिएको थियो।100 स्वस्थ दाताहरूबाट सीरम पूल मिश्रणको अलिकोटहरू निकासी प्रक्रियाको निगरानी गर्न र ब्याच-देखि-ब्याच प्रभावहरूको लागि समायोजन गर्न सम्बन्धित ब्याचहरूमा सन्दर्भ सामग्रीको रूपमा प्रयोग गरियो।खोज कोहोर्ट, आन्तरिक प्रमाणीकरण कोहोर्ट, र बाह्य प्रमाणीकरण कोहोर्ट को अनलक्षित मेटाबोलोमिक्स विश्लेषण सन यत-सेन विश्वविद्यालयको मेटाबोलोमिक्स सेन्टरमा गरिएको थियो।ग्वाङ्डोङ विश्वविद्यालयको टेक्नोलोजी विश्लेषण र परीक्षण केन्द्रको बाह्य प्रयोगशालाले पनि वर्गीकरण मोडेलको प्रदर्शन परीक्षण गर्न बाह्य समूहबाट 40 नमूनाहरू विश्लेषण गर्यो।
निकासी र पुनर्गठन पछि, सीरम चयापचय को पूर्ण मात्रा अल्ट्रा-उच्च प्रदर्शन तरल क्रोमेटोग्राफी-टेन्डम मास स्पेक्ट्रोमेट्री (Agilent 6495 ट्रिपल क्वाड्रपोल) को प्रयोग गरी इलेक्ट्रोस्प्रे आयनाइजेसन (ESI) स्रोत बहु प्रतिक्रिया मोड (MRM) मा मापन गरियो।एक ACQUITY BEH Amide स्तम्भ (2.1 × 100 mm, 1.7 μm, वाटर) मेटाबोलाइटहरू अलग गर्न प्रयोग गरिएको थियो।मोबाइल चरणमा 90% (A) र 5% acetonitrile (B) 10 mmol/L अमोनियम एसीटेट र 0.1% अमोनिया समाधान समावेश थियो।ग्रेडियन्ट कार्यक्रम निम्नानुसार थियो: 0-1.5 मिनेट, 0% B;१.५–६.५ मिनेट, ०–१५% बी;६.५–८ मिनेट, १५% बी;८–८.५ मिनेट, १५%–०% B;८.५–११.५ मिनेट, ०% बी।स्तम्भ 40 ° C मा र नमूना 10 ° C मा autosampler मा राखिएको थियो।प्रवाह दर 0.3 mL/min थियो र इंजेक्शन भोल्युम 1 μL थियो।MS मापदण्डहरू निम्नानुसार सेट गरिएको थियो: केशिका भोल्टेज ±3.5 kV, नेबुलाइजर दबाब 35 psi, म्यान ग्यास प्रवाह 12 L/min, म्यान ग्यास तापमान 350°C, सुख्खा ग्यास तापमान 250°C, र सुख्खा ग्यास प्रवाह 14 l/min।Tryptophan, pyruvate, lactate, hypoxanthine र xanthine को MRM रूपान्तरणहरू 205.0-187.9, 87.0-43.4, 89.0-43.3, 135.0-92.3 र 151.0-107 थिए।9 क्रमशः।मास हन्टर बी.०७.०० (एजिलेन्ट टेक्नोलोजी) को प्रयोग गरेर डाटा संकलन गरिएको थियो।सीरम नमूनाहरूको लागि, ट्रिप्टोफान, पाइरुभेट, ल्याक्टेट, हाइपोक्सान्थाइन, र xanthine मानक मिश्रण समाधानहरूको क्यालिब्रेसन कर्भहरू प्रयोग गरेर मात्रा निर्धारण गरिएको थियो।सेल नमूनाहरूको लागि, ट्रिप्टोफान सामग्री आन्तरिक मानक र सेल प्रोटीन मासमा सामान्य गरिएको थियो।
कम्पाउण्ड डिस्कवरी 3.1 र ट्रेसफाइन्डर 4.0 (थर्मो फिशर साइन्टिफिक) को प्रयोग गरेर शिखर निकासी (m/z र रिटेन्सन टाइम (RT)) प्रदर्शन गरिएको थियो।ब्याचहरू बीचको सम्भावित भिन्नताहरू हटाउनको लागि, परीक्षण नमूनाको प्रत्येक विशेषता शिखरलाई सापेक्षिक प्रशस्तता प्राप्त गर्न एउटै ब्याचबाट सन्दर्भ सामग्रीको विशेषता शिखरद्वारा विभाजित गरिएको थियो।मानकीकरण अघि र पछि आन्तरिक मापदण्डहरूको सापेक्षिक मानक विचलनहरू पूरक तालिका 6 मा देखाइएको छ। दुई समूहहरू बीचको भिन्नताहरू गलत खोज दर (FDR <0.05, विल्कोक्सनले हस्ताक्षर गरिएको रैंक परीक्षण) र तह परिवर्तन (>1.2 वा <0.83) द्वारा चित्रण गरिएको थियो।निकालिएका सुविधाहरूको कच्चा एमएस डाटा र सन्दर्भ सीरम-सही एमएस डाटा क्रमशः पूरक डाटा 1 र पूरक डाटा 2 मा देखाइएको छ।शिखर एनोटेसन पहिचानको चार परिभाषित स्तरहरूमा आधारित प्रदर्शन गरिएको थियो, पहिचान गरिएको मेटाबोलाइटहरू, पुटेटिभ रूपमा एनोटेटेड यौगिकहरू, पुटेटिभ रूपमा वर्णित कम्पाउन्ड वर्गहरू, र अज्ञात यौगिकहरू 22।कम्पाउण्ड डिस्कवरी 3.1 (mzCloud, HMDB, Chemspider) मा डाटाबेस खोजहरूको आधारमा, MS/MS मिल्दो मान्य मानकहरूसँग जैविक यौगिकहरू वा mzCloud (स्कोर > 85) मा सटीक मिलान एनोटेसनहरू वा Chemspider अन्ततः भिन्न मेटाबोलोम बीच मध्यवर्ती रूपमा चयन गरियो।प्रत्येक सुविधाका लागि पीक एनोटेसनहरू पूरक डेटा 3 मा समावेश गरिएका छन्। मेटाबोएनालिस्ट 5.0 योग-सामान्यीकृत मेटाबोलाइट प्रचुरताको एक भिन्न विश्लेषणको लागि प्रयोग गरिएको थियो।MetaboAnalyst 5.0 ले पनि महत्वपूर्ण रूपमा फरक मेटाबोलाइटहरूमा आधारित KEGG मार्ग संवर्धन विश्लेषणको मूल्याङ्कन गर्‍यो।प्रिन्सिपल कम्पोनेन्ट एनालिसिस (PCA) र आंशिक न्यूनतम वर्ग भेदभाव विश्लेषण (PLS-DA) स्ट्याक सामान्यीकरण र अटोस्केलिंगको साथ ropls सफ्टवेयर प्याकेज (v.1.26.4) को प्रयोग गरेर विश्लेषण गरियो।नोड्युल घातकताको भविष्यवाणी गर्नको लागि इष्टतम मेटाबोलाइट बायोमार्कर मोडेल कम से कम निरपेक्ष संकुचन र चयन अपरेटर (LASSO, R प्याकेज v.4.1-3) को साथ बाइनरी लजिस्टिक रिग्रेसन प्रयोग गरेर उत्पन्न गरिएको थियो।पत्ता लगाउने र प्रमाणीकरण सेटहरूमा भेदभाव गर्ने मोडेलको प्रदर्शनलाई pROC प्याकेज (v.1.18.0.) अनुसार ROC विश्लेषणको आधारमा AUC अनुमान गरेर चित्रण गरिएको थियो।इष्टतम सम्भाव्यता कटअफ मोडेलको अधिकतम Youden सूचकांक (संवेदनशीलता + विशिष्टता - 1) को आधारमा प्राप्त गरिएको थियो।थ्रेसहोल्ड भन्दा कम वा बढी मानहरू भएका नमूनाहरू क्रमशः बेनाइन नोड्यूल र फोक्सो एडेनोकार्सिनोमाको रूपमा भविष्यवाणी गरिनेछ।
A549 कोशिकाहरू (#CCL-185, अमेरिकन टाइप कल्चर कलेक्शन) F-12K माध्यममा 10% FBS समावेश गरिएको थियो।SLC7A5 लाई लक्षित गर्ने छोटो हेयरपिन RNA (shRNA) अनुक्रम र nontargeting control (NC) लेन्टीभाइरल भेक्टर pLKO.1-puro मा सम्मिलित गरियो।shSLC7A5 को एन्टिसेन्स अनुक्रमहरू निम्नानुसार छन्: Sh1 (5′-GGAGAAAACCTGATGAACAGTT-3′), Sh2 (5′-GCCGTGGACTTCGGGAACTAT-3′)।SLC7A5 (#5347) र ट्युब्युलिन (#2148) को एन्टिबडीहरू सेल सिग्नलिङ टेक्नोलोजीबाट खरिद गरिएको थियो।SLC7A5 र ट्युब्युलिनमा एन्टिबडीहरू पश्चिमी ब्लट विश्लेषणको लागि 1:1000 को कमजोरीमा प्रयोग गरियो।
Seahorse XF Glycolytic तनाव परीक्षण एक्स्ट्रासेलुलर अम्लीकरण (ECAR) स्तर मापन गर्दछ।परखमा, ग्लुकोज, oligomycin A, र 2-DG क्रमिक रूपमा ECAR द्वारा मापन गरिएको सेलुलर ग्लाइकोलाइटिक क्षमता परीक्षण गर्न प्रशासित गरिएको थियो।
A549 कोशिकाहरू गैर-लक्ष्यीकरण नियन्त्रण (NC) र shSLC7A5 (Sh1, Sh2) बाट 10 सेन्टिमिटर व्यासको भाँडामा रातभर प्लेट गरिएको थियो।सेल मेटाबोलाइटहरू 1 मिली आइस-कोल्ड 80% जलीय मेथानोलको साथ निकालिएको थियो।मिथानोल घोलमा रहेका कोशिकाहरूलाई स्क्र्याप गरी नयाँ ट्यूबमा जम्मा गरियो र १५ मिनेटको लागि ४ डिग्री सेल्सियसमा १५,००० × ग्राम सेन्ट्रीफ्युज गरियो।800 μl supernatant सङ्कलन गर्नुहोस् र उच्च-गति भ्याकुम कन्सेन्ट्रेटर प्रयोग गरेर सुख्खा गर्नुहोस्।सुकेको मेटाबोलाइट पेलेटहरू माथि वर्णन गरिए अनुसार LC-MS/MS प्रयोग गरेर ट्रिप्टोफान स्तरहरूको लागि विश्लेषण गरियो।A549 कक्षहरू (NC र shSLC7A5) मा सेलुलर NAD(H) स्तरहरू निर्माताको निर्देशन अनुसार परिमाणात्मक NAD+/NADH colorimetric किट (#K337, BioVision) प्रयोग गरेर मापन गरियो।चयापचयको मात्रा सामान्य गर्न प्रत्येक नमूनाको लागि प्रोटीन स्तरहरू मापन गरियो।
प्रारम्भिक रूपमा नमूना आकार निर्धारण गर्न कुनै सांख्यिकीय विधिहरू प्रयोग गरिएन।बायोमार्कर खोज 15,18 मा लक्षित अघिल्लो मेटाबोलोमिक्स अध्ययनहरू आकार निर्धारणको लागि बेन्चमार्कको रूपमा मानिन्छ, र यी रिपोर्टहरूको तुलनामा, हाम्रो नमूना पर्याप्त थियो।अध्ययन समूहबाट कुनै नमूनाहरू बाहिर राखिएको थिएन।सीरम नमूनाहरू अनियमित रूपमा एक खोज समूह (306 केसहरू, 74.6%) र आन्तरिक प्रमाणीकरण समूह (104 केसहरू, 25.4%) अनलक्षित मेटाबोलोमिक्स अध्ययनहरूको लागि तोकिएको थियो।हामीले लक्ष्यित मेटाबोलोमिक्स अध्ययनहरूको लागि खोज सेटबाट प्रत्येक समूहबाट अनियमित रूपमा 70 केसहरू चयन गर्यौं।LC-MS डाटा सङ्कलन र विश्लेषणको क्रममा अन्वेषकहरू समूह असाइनमेन्टमा अन्धा थिए।मेटाबोलोमिक्स डेटा र सेल प्रयोगहरूको सांख्यिकीय विश्लेषणहरू सम्बन्धित परिणामहरू, चित्र कथाहरू, र विधिहरू खण्डहरूमा वर्णन गरिएको छ।सेलुलर ट्रिप्टोफान, NADT, र ग्लाइकोलाइटिक गतिविधिको मात्रा समान परिणामहरूको साथ तीन पटक स्वतन्त्र रूपमा प्रदर्शन गरिएको थियो।
अध्ययन डिजाइनको बारेमा थप जानकारीको लागि, यस लेखसँग सम्बन्धित प्राकृतिक पोर्टफोलियो रिपोर्ट सार हेर्नुहोस्।
निकालिएका सुविधाहरूको कच्चा एमएस डाटा र सन्दर्भ सीरमको सामान्यीकृत एमएस डाटा क्रमशः पूरक डाटा १ र सप्लिमेन्टरी डाटा २ मा देखाइएको छ।भिन्नता सुविधाहरूका लागि शिखर एनोटेसनहरू पूरक डाटा 3 मा प्रस्तुत गरिएका छन्। LUAD TCGA डाटासेट https://portal.gdc.cancer.gov/ बाट डाउनलोड गर्न सकिन्छ।ग्राफ प्लट गर्नको लागि इनपुट डेटा स्रोत डेटामा प्रदान गरिएको छ।यस लेखको लागि स्रोत डेटा प्रदान गरिएको छ।
राष्ट्रिय फोक्सो स्क्रिनिङ अध्ययन समूह, आदि। कम-डोज कम्प्युटेड टोमोग्राफीको साथ फोक्सोको क्यान्सर मृत्युदर घटाउने।उत्तरी इङ्गल्याण्ड।जे मेड३६५, ३९५–४०९ (२०११)।
Kramer, BS, Berg, KD, Aberle, DR र प्रोफेट, पीसी फोक्सोको क्यान्सर स्क्रीनिंग कम-डोज हेलिकल सीटी प्रयोग गरेर: राष्ट्रिय फोक्सो स्क्रिनिङ अध्ययन (NLST) को परिणाम।जे मेडस्क्रिन 18, 109–111 (2011)।
De Koning, HJ, et al।अनियमित परीक्षणमा भोल्युमेट्रिक सीटी स्क्रिनिङको साथ फोक्सोको क्यान्सर मृत्युदर घटाउने।उत्तरी इङ्गल्याण्ड।जे मेड३८२, ५०३–५१३ (२०२०)।