बिरामीको सीरमको उच्च-रिजोल्युसन मास स्पेक्ट्रोमेट्रिक विश्लेषण प्रयोग गरेर उच्च विशिष्टता भएका सौम्य र घातक फुफ्फुसीय नोड्युलहरू छुट्याउने मेटाबोलोमिक्स।

कम्प्युटेड टोमोग्राफी (CT) द्वारा पहिचान गरिएको पल्मोनरी नोड्युलहरूको विभेदक निदान क्लिनिकल अभ्यासमा चुनौती बनेको छ। यहाँ, हामी स्वस्थ नियन्त्रणहरू, सौम्य फोक्सो नोड्युलहरू, र चरण I फोक्सो एडेनोकार्सिनोमा सहित 480 सीरम नमूनाहरूको विश्वव्यापी मेटाबोलोमको चित्रण गर्छौं। एडेनोकार्सिनोमाले अद्वितीय मेटाबोलोमिक प्रोफाइलहरू प्रदर्शन गर्दछ, जबकि सौम्य नोड्युलहरू र स्वस्थ व्यक्तिहरूको मेटाबोलोमिक प्रोफाइलहरूमा उच्च समानता हुन्छ। खोज समूह (n = 306) मा, सौम्य र घातक नोड्युलहरू बीच भिन्नता गर्न 27 मेटाबोलाइटहरूको सेट पहिचान गरिएको थियो। आन्तरिक प्रमाणीकरण (n = 104) र बाह्य प्रमाणीकरण (n = 111) समूहहरूमा विभेदक मोडेलको AUC क्रमशः 0.915 र 0.945 थियो। मार्ग विश्लेषणले सौम्य नोड्युलहरू र स्वस्थ नियन्त्रणहरूको तुलनामा फोक्सो एडेनोकार्सिनोमा सीरममा घटेको ट्रिप्टोफानसँग सम्बन्धित बढेको ग्लाइकोलाइटिक मेटाबोलाइटहरू प्रकट गर्‍यो, र सुझाव दियो कि ट्रिप्टोफान अपटेकले फोक्सोको क्यान्सर कोशिकाहरूमा ग्लाइकोलिसिसलाई बढावा दिन्छ। हाम्रो अध्ययनले CT द्वारा पत्ता लगाइएको पल्मोनरी नोड्युलहरूको जोखिम मूल्याङ्कनमा सीरम मेटाबोलाइट बायोमार्करहरूको मूल्यलाई हाइलाइट गर्दछ।
क्यान्सर रोगीहरूको बाँच्ने दर सुधार गर्न प्रारम्भिक निदान महत्त्वपूर्ण छ। अमेरिकी राष्ट्रिय फोक्सो क्यान्सर स्क्रिनिङ परीक्षण (NLST) र युरोपेली NELSON अध्ययनका नतिजाहरूले देखाएका छन् कि कम-डोज कम्प्युटेड टोमोग्राफी (LDCT) को साथ स्क्रिनिङले उच्च-जोखिम समूहहरूमा फोक्सोको क्यान्सर मृत्युदरलाई उल्लेखनीय रूपमा कम गर्न सक्छ। फोक्सोको क्यान्सर स्क्रिनिङको लागि LDCT को व्यापक प्रयोग भएदेखि, एसिम्प्टोमेटिक पल्मोनरी नोड्युलहरूको आकस्मिक रेडियोग्राफिक निष्कर्षहरूको घटना 4 बढ्दै गएको छ। पल्मोनरी नोड्युलहरूलाई व्यासमा 3 सेन्टिमिटरसम्मको फोकल अपारदर्शिताको रूपमा परिभाषित गरिएको छ 5। हामीलाई घातकताको सम्भावनाको मूल्याङ्कन गर्न र LDCT मा संयोगवश पत्ता लागेको ठूलो संख्यामा पल्मोनरी नोड्युलहरूसँग व्यवहार गर्न कठिनाइहरूको सामना गर्नुपर्छ। CT को सीमितताले बारम्बार फलो-अप परीक्षाहरू र गलत-सकारात्मक नतिजाहरू निम्त्याउन सक्छ, जसले अनावश्यक हस्तक्षेप र अत्यधिक उपचार निम्त्याउँछ। त्यसकारण, प्रारम्भिक चरणहरूमा फोक्सोको क्यान्सरलाई सही रूपमा पहिचान गर्न र प्रारम्भिक पत्ता लगाउने क्रममा धेरैजसो सौम्य नोड्युलहरू छुट्याउन भरपर्दो र उपयोगी बायोमार्करहरू विकास गर्न आवश्यक छ 7।
जीनोमिक्स, प्रोटियोमिक्स वा डीएनए मेथिलेसन8,9,10 सहित रगत (सीरम, प्लाज्मा, परिधीय रक्त मोनोन्यूक्लियर कोशिकाहरू) को व्यापक आणविक विश्लेषणले फोक्सोको क्यान्सरको लागि निदानात्मक बायोमार्करहरूको खोजमा बढ्दो चासो निम्त्याएको छ। यसैबीच, मेटाबोलोमिक्स दृष्टिकोणहरूले सेलुलर अन्त उत्पादनहरू मापन गर्दछ जुन अन्तर्जात र बाह्य कार्यहरूबाट प्रभावित हुन्छन् र त्यसैले रोगको सुरुवात र परिणामको भविष्यवाणी गर्न लागू गरिन्छ। लिक्विड क्रोमेटोग्राफी-ट्यान्डम मास स्पेक्ट्रोमेट्री (LC-MS) यसको उच्च संवेदनशीलता र ठूलो गतिशील दायराको कारणले मेटाबोलोमिक्स अध्ययनहरूको लागि व्यापक रूपमा प्रयोग हुने विधि हो, जसले विभिन्न भौतिक-रासायनिक गुणहरू भएका मेटाबोलाइटहरूलाई कभर गर्न सक्छ11,12,13। यद्यपि प्लाज्मा/सीरमको विश्वव्यापी मेटाबोलोमिक विश्लेषण फोक्सोको क्यान्सर निदान14,15,16,17 र उपचार प्रभावकारितासँग सम्बन्धित बायोमार्करहरू पहिचान गर्न प्रयोग गरिएको छ, सौम्य र घातक फोक्सो नोड्युलहरू बीच भेद गर्न 18 सीरम मेटाबोलाइट वर्गीकरणकर्ताहरू धेरै अध्ययन गर्न बाँकी छ। - विशाल अनुसन्धान।
एडेनोकार्सिनोमा र स्क्वामस सेल कार्सिनोमा गैर-सानो कोशिका फोक्सोको क्यान्सर (NSCLC) का दुई मुख्य उपप्रकारहरू हुन्। विभिन्न CT स्क्रिनिङ परीक्षणहरूले एडेनोकार्सिनोमा फोक्सोको क्यान्सरको सबैभन्दा सामान्य हिस्टोलोजिकल प्रकार हो भनेर संकेत गर्दछ १,१९,२०,२१। यस अध्ययनमा, हामीले स्वस्थ नियन्त्रणहरू, सौम्य फुफ्फुसीय नोड्युलहरू, र CT-पत्ता लगाइएको ≤३ सेमी सहित कुल ६९५ सीरम नमूनाहरूमा मेटाबोलोमिक्स विश्लेषण गर्न अल्ट्रा-प्रदर्शन तरल क्रोमेटोग्राफी-उच्च-रिजोल्युसन मास स्पेक्ट्रोमेट्री (UPLC-HRMS) प्रयोग गर्यौं। चरण I फोक्सो एडेनोकार्सिनोमाको लागि स्क्रिनिङ। हामीले सीरम मेटाबोलाइटहरूको प्यानल पहिचान गर्यौं जसले फोक्सो एडेनोकार्सिनोमालाई सौम्य नोड्युलहरू र स्वस्थ नियन्त्रणहरूबाट छुट्याउँछ। मार्ग संवर्धन विश्लेषणले पत्ता लगायो कि असामान्य ट्रिप्टोफान र ग्लुकोज मेटाबोलिज्म बेनाइन नोड्युलहरू र स्वस्थ नियन्त्रणहरूको तुलनामा फोक्सो एडेनोकार्सिनोमामा सामान्य परिवर्तनहरू हुन्। अन्तमा, हामीले LDCT द्वारा पत्ता लगाइएको घातक र सौम्य फुफ्फुसीय नोड्युलहरू बीच भेद गर्न उच्च विशिष्टता र संवेदनशीलता भएको सीरम मेटाबोलिक वर्गीकरणकर्ता स्थापना र प्रमाणित गर्यौं, जसले प्रारम्भिक भिन्नता निदान र जोखिम मूल्याङ्कनमा मद्दत गर्न सक्छ।
हालको अध्ययनमा, १७४ स्वस्थ नियन्त्रणहरू, सौम्य फुफ्फुसीय नोड्युल भएका २९२ बिरामीहरू, र चरण I फोक्सो एडेनोकार्सिनोमा भएका २२९ बिरामीहरूबाट लिङ्ग- र उमेर-मिल्ने सीरम नमूनाहरू पूर्वव्यापी रूपमा सङ्कलन गरिएको थियो। ६९५ विषयहरूको जनसांख्यिकीय विशेषताहरू पूरक तालिका १ मा देखाइएको छ।
चित्र १a मा देखाइए अनुसार, १७४ स्वस्थ नियन्त्रण (HC), १७० सौम्य नोड्युल (BN), र १३६ चरण I फोक्सो एडेनोकार्सिनोमा (LA) नमूनाहरू सहित कुल ४८० सीरम नमूनाहरू सन याट-सेन विश्वविद्यालय क्यान्सर केन्द्रमा सङ्कलन गरिएको थियो। अल्ट्रा-प्रदर्शन तरल क्रोमेटोग्राफी-उच्च-रिजोल्युसन मास स्पेक्ट्रोमेट्री (UPLC-HRMS) प्रयोग गरेर लक्षित मेटाबोलोमिक प्रोफाइलिङको लागि डिस्कवरी कोहोर्ट। पूरक चित्र १ मा देखाइए अनुसार, वर्गीकरण मोडेल स्थापना गर्न र विभेदक मार्ग विश्लेषणलाई थप अन्वेषण गर्न LA र HC, LA र BN बीचको भिन्न मेटाबोलाइटहरू पहिचान गरिएको थियो। सन याट-सेन विश्वविद्यालय क्यान्सर केन्द्रद्वारा सङ्कलन गरिएका १०४ नमूनाहरू र दुई अन्य अस्पतालहरूद्वारा सङ्कलन गरिएका १११ नमूनाहरू क्रमशः आन्तरिक र बाह्य प्रमाणीकरणको अधीनमा थिए।
अल्ट्रा-प्रदर्शन लिक्विड क्रोमेटोग्राफी-उच्च-रिजोल्युसन मास स्पेक्ट्रोमेट्री (UPLC-HRMS) प्रयोग गरेर विश्वव्यापी सीरम मेटाबोलोमिक्स विश्लेषण गरिएको खोज समूहमा अध्ययन जनसंख्या। स्वस्थ नियन्त्रणहरू (HC, n = 174), सौम्य नोड्युलहरू (BN, n = 170), र चरण I फोक्सो एडेनोकार्सिनोमा (लस एन्जलस, n = 136) सहित अध्ययन समूहबाट कुल 480 सीरम नमूनाहरूको कुल मेटाबोलोमको आंशिक न्यूनतम वर्ग भेदभाव विश्लेषण (PLS-DA)। +ESI, सकारात्मक इलेक्ट्रोस्प्रे आयनीकरण मोड, -ESI, नकारात्मक इलेक्ट्रोस्प्रे आयनीकरण मोड। c–e दुई दिइएको समूहहरूमा उल्लेखनीय रूपमा फरक प्रचुरता भएका मेटाबोलाइटहरू (दुई-पुच्छर विल्कोक्सन साइन गरिएको श्रेणी परीक्षण, गलत खोज दर समायोजित p मान, FDR <0.05) रातो (फोल्ड परिवर्तन > 1.2) र नीलो (फोल्ड परिवर्तन < 0.83) मा देखाइएको छ। ) ज्वालामुखी ग्राफिकमा देखाइएको छ। f LA र BN बीच एनोटेटेड मेटाबोलाइट्सको संख्यामा महत्वपूर्ण भिन्नता देखाउने पदानुक्रमिक क्लस्टरिङ ताप नक्सा। स्रोत डेटा स्रोत डेटा फाइलहरूको रूपमा प्रदान गरिएको छ।
खोज समूहमा १७४ HC, १७० BN र १३६ LA को कुल सीरम मेटाबोलोम UPLC-HRMS विश्लेषण प्रयोग गरेर विश्लेषण गरिएको थियो। हामीले पहिले देखाउँछौं कि गुणस्तर नियन्त्रण (QC) नमूनाहरू एक अनसुपरभाइज्ड प्रिन्सिपल कम्पोनेन्ट विश्लेषण (PCA) मोडेलको केन्द्रमा कडा रूपमा क्लस्टर हुन्छन्, जसले हालको अध्ययनको कार्यसम्पादनको स्थिरता पुष्टि गर्दछ (पूरक चित्र २)।
चित्र १ ख मा आंशिक न्यूनतम वर्ग-विभेदक विश्लेषण (PLS-DA) मा देखाइएझैं, हामीले सकारात्मक (+ESI) र नकारात्मक (−ESI) इलेक्ट्रोस्प्रे आयनीकरण मोडहरूमा LA र BN, LA र HC बीच स्पष्ट भिन्नताहरू फेला पार्यौं। पृथक। यद्यपि, +ESI र -ESI अवस्थाहरूमा BN र HC बीच कुनै महत्त्वपूर्ण भिन्नताहरू फेला परेनन्।
हामीले LA र HC बीच ३८२ भिन्नता सुविधाहरू, LA र BN बीच २३१ भिन्नता सुविधाहरू, र BN र HC बीच ९५ भिन्नता सुविधाहरू (विल्कोक्सन साइन्ड रैंक परीक्षण, FDR <0.05 र बहु ​​परिवर्तन >१.२ वा <०.८३) (चित्र .१c-e) फेला पार्यौं। । m/z मान, अवधारण समय र विखंडन मास स्पेक्ट्रम खोज (विधि खण्डमा वर्णन गरिएको विवरण) २२ द्वारा डाटाबेस (mzCloud/HMDB/Chemspider पुस्तकालय) विरुद्ध शिखरहरूलाई थप एनोटेट गरिएको थियो (पूरक डेटा ३)। अन्तमा, क्रमशः LA बनाम BN (चित्र १f र पूरक तालिका २) र LA बनाम HC (पूरक चित्र ३ र पूरक तालिका २) को लागि प्रचुरतामा महत्त्वपूर्ण भिन्नताहरू भएका ३३ र ३८ एनोटेटेड मेटाबोलाइटहरू पहिचान गरियो। यसको विपरित, PLS-DA मा BN र HC बीचको ओभरल्यापसँग मिल्दोजुल्दो, BN र HC (पूरक तालिका २) मा प्रचुरतामा महत्त्वपूर्ण भिन्नताहरू भएका केवल ३ मेटाबोलाइटहरू पहिचान गरिएको थियो। यी भिन्न मेटाबोलाइटहरूले जैव रासायनिक पदार्थहरूको विस्तृत दायरालाई समेट्छन् (पूरक चित्र ४)। एकसाथ लिँदा, यी परिणामहरूले सीरम मेटाबोलोममा महत्त्वपूर्ण परिवर्तनहरू देखाउँछन् जसले सौम्य फोक्सो नोड्युलहरू वा स्वस्थ विषयहरूको तुलनामा प्रारम्भिक चरणको फोक्सोको क्यान्सरको घातक रूपान्तरणलाई प्रतिबिम्बित गर्दछ। यसैबीच, BN र HC को सीरम मेटाबोलोमको समानताले सुझाव दिन्छ कि सौम्य फुफ्फुसीय नोड्युलहरूले स्वस्थ व्यक्तिहरूसँग धेरै जैविक विशेषताहरू साझा गर्न सक्छन्। एपिडर्मल ग्रोथ फ्याक्टर रिसेप्टर (EGFR) जीन उत्परिवर्तनहरू फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमा उपप्रकार २३ मा सामान्य भएकोले, हामीले सीरम मेटाबोलोममा चालक उत्परिवर्तनको प्रभाव निर्धारण गर्न खोज्यौं। त्यसपछि हामीले फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमा समूहमा EGFR स्थिति भएका ७२ केसहरूको समग्र मेटाबोलोमिक प्रोफाइलको विश्लेषण गर्यौं। चाखलाग्दो कुरा के छ भने, हामीले PCA विश्लेषणमा EGFR उत्परिवर्तनशील बिरामीहरू (n = ४१) र EGFR जंगली-प्रकारका बिरामीहरू (n = ३१) बीच तुलनात्मक प्रोफाइलहरू फेला पार्यौं (पूरक चित्र ५a)। यद्यपि, हामीले ७ मेटाबोलाइटहरू पहिचान गर्यौं जसको प्रचुरता EGFR उत्परिवर्तन भएका बिरामीहरूमा जंगली-प्रकारको EGFR (t परीक्षण, p < ०.०५ र फोल्ड परिवर्तन > १.२ वा < ०.८३) भएका बिरामीहरूको तुलनामा उल्लेखनीय रूपमा परिवर्तन भएको थियो (पूरक चित्र ५b)। यी मेटाबोलाइटहरू (७ मध्ये ५) एसिलकार्निटाइनहरू हुन्, जसले फ्याटी एसिड अक्सिडेशन मार्गहरूमा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छन्।
चित्र २ a मा देखाइएको कार्यप्रवाहमा देखाइएझैं, नोड्युल वर्गीकरणका लागि बायोमार्करहरू LA (n = 136) र BN (n = 170) मा पहिचान गरिएका ३३ भिन्न मेटाबोलाइटहरूको आधारमा न्यूनतम निरपेक्ष संकुचन अपरेटरहरू र चयन प्रयोग गरेर प्राप्त गरिएको थियो। चरहरूको उत्तम संयोजन (LASSO) - बाइनरी लजिस्टिक रिग्रेसन मोडेल। मोडेलको विश्वसनीयता परीक्षण गर्न दस-गुणा क्रस-प्रमाणीकरण प्रयोग गरिएको थियो। चर चयन र प्यारामिटर नियमितीकरण प्यारामिटर λ24 सँग सम्भावना अधिकतमीकरण दण्डद्वारा समायोजन गरिन्छ। भेदभाव मोडेलको वर्गीकरण कार्यसम्पादन परीक्षण गर्न आन्तरिक प्रमाणीकरण (n = 104) र बाह्य प्रमाणीकरण (n = 111) समूहहरूमा विश्वव्यापी मेटाबोलोमिक्स विश्लेषण थप स्वतन्त्र रूपमा गरिएको थियो। फलस्वरूप, खोज सेटमा २७ मेटाबोलाइटहरूलाई सबैभन्दा ठूलो औसत AUC मान (चित्र २b) भएको उत्कृष्ट भेदभाव मोडेलको रूपमा पहिचान गरिएको थियो, जसमध्ये ९ वटामा BN (चित्र २c) को तुलनामा LA मा गतिविधि बढेको थियो र १८ वटामा गतिविधि घटेको थियो।
दस-गुणा क्रस-प्रमाणीकरण मार्फत बाइनरी लजिस्टिक रिग्रेसन मोडेल प्रयोग गरेर खोज सेटमा सीरम मेटाबोलाइट्सको उत्तम प्यानल चयन गर्ने र आन्तरिक र बाह्य प्रमाणीकरण सेटहरूमा भविष्यवाणी गर्ने कार्यसम्पादनको मूल्याङ्कन गर्ने सहित पल्मोनरी नोड्युल वर्गीकरणकर्ता निर्माणको लागि कार्यप्रवाह। b मेटाबोलिक बायोमार्कर चयनको लागि LASSO रिग्रेसन मोडेलको क्रस-प्रमाणीकरण तथ्याङ्क। माथि दिइएका संख्याहरूले दिइएको λ मा चयन गरिएका बायोमार्करहरूको औसत संख्यालाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। रातो डटेड रेखाले सम्बन्धित ल्याम्बडामा औसत AUC मानलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। खैरो त्रुटि बारहरूले न्यूनतम र अधिकतम AUC मानहरूलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। डटेड रेखाले २७ चयन गरिएका बायोमार्करहरूसँगको उत्तम मोडेललाई संकेत गर्दछ। AUC, रिसीभर अपरेटिङ विशेषता (ROC) वक्र अन्तर्गत क्षेत्र। c खोज समूहमा BN समूहको तुलनामा LA समूहमा २७ चयन गरिएका मेटाबोलाइट्सको फोल्ड परिवर्तनहरू। रातो स्तम्भ - सक्रियता। नीलो स्तम्भ गिरावट हो। d–f रिसीभर अपरेटिङ विशेषता (ROC) वक्रहरूले खोज, आन्तरिक र बाह्य प्रमाणीकरण सेटहरूमा २७ मेटाबोलाइट संयोजनहरूमा आधारित विभेदकारी मोडेलको शक्ति देखाउँछन्। स्रोत डेटा स्रोत डेटा फाइलहरूको रूपमा प्रदान गरिएको छ।
यी २७ मेटाबोलाइटहरूको भारित प्रतिगमन गुणांकको आधारमा एउटा भविष्यवाणी मोडेल सिर्जना गरिएको थियो (पूरक तालिका ३)। यी २७ मेटाबोलाइटहरूमा आधारित ROC विश्लेषणले ०.९३३ को वक्र (AUC) मान अन्तर्गत क्षेत्रफल प्राप्त गर्‍यो, खोज समूह संवेदनशीलता ०.८६८ थियो, र विशिष्टता ०.८५९ थियो (चित्र २d)। यसैबीच, LA र HC बीचको ३८ एनोटेटेड डिफरेंशियल मेटाबोलाइटहरू मध्ये, १६ मेटाबोलाइटहरूको सेटले HC बाट LA भेदभाव गर्दा ०.८०१ को संवेदनशीलता र ०.८५६ को विशिष्टताका साथ ०.९०२ को AUC प्राप्त गर्‍यो (पूरक चित्र ६a-c)। डिफरेंशियल मेटाबोलाइटहरूको लागि विभिन्न फोल्ड परिवर्तन थ्रेसहोल्डहरूमा आधारित AUC मानहरू पनि तुलना गरिएको थियो। हामीले पत्ता लगायौं कि वर्गीकरण मोडेलले LA र BN (HC) बीच भेदभाव गर्नमा उत्कृष्ट प्रदर्शन गर्‍यो जब फोल्ड परिवर्तन स्तर १.२ बनाम १.५ वा २.० मा सेट गरिएको थियो (पूरक चित्र ७a,b)। २७ मेटाबोलाइट समूहहरूमा आधारित वर्गीकरण मोडेललाई आन्तरिक र बाह्य समूहहरूमा थप मान्य गरिएको थियो। आन्तरिक प्रमाणीकरणको लागि AUC ०.९१५ (संवेदनशीलता ०.८६७, विशिष्टता ०.८११) र बाह्य प्रमाणीकरणको लागि ०.९४५ (संवेदनशीलता ०.८१०, विशिष्टता ०.९७९) थियो (चित्र २e, f)। अन्तरप्रयोगशाला दक्षता मूल्याङ्कन गर्न, विधि खण्डमा वर्णन गरिए अनुसार बाह्य समूहबाट ४० नमूनाहरूको विश्लेषण बाह्य प्रयोगशालामा गरिएको थियो। वर्गीकरण शुद्धताले ०.९२५ को AUC प्राप्त गर्यो (पूरक चित्र ८)। फोक्सोको स्क्वामस सेल कार्सिनोमा (LUSC) फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमा (LUAD) पछि गैर-सानो कोशिका फोक्सोको क्यान्सर (NSCLC) को दोस्रो सबैभन्दा सामान्य उपप्रकार भएकोले, हामीले मेटाबोलिक प्रोफाइलहरूको मान्य सम्भावित उपयोगिताको पनि परीक्षण गर्यौं। BN र LUSC का १६ केसहरू। LUSC र BN बीचको भेदभावको AUC ०.७७६ थियो (पूरक चित्र ९), जसले LUAD र BN बीचको भेदभावको तुलनामा कमजोर क्षमतालाई जनाउँछ।
अध्ययनहरूले देखाएको छ कि CT छविहरूमा नोड्युलहरूको आकार घातकताको सम्भावनासँग सकारात्मक रूपमा सम्बन्धित छ र नोड्युल उपचारको प्रमुख निर्धारक रहन्छ25,26,27। NELSON स्क्रिनिङ अध्ययनको ठूलो समूहबाट डेटाको विश्लेषणले देखाएको छ कि नोडहरू <5 मिमी भएका विषयहरूमा घातकताको जोखिम नोडहरू 28 बिनाका विषयहरूमा जस्तै थियो। त्यसकारण, नियमित CT अनुगमन आवश्यक पर्ने न्यूनतम आकार ब्रिटिश थोरासिक सोसाइटी (BTS) द्वारा सिफारिस गरिए अनुसार 5 मिमी र फ्लिस्नर सोसाइटी 29 द्वारा सिफारिस गरिए अनुसार 6 मिमी हो। यद्यपि, 6 मिमी भन्दा ठूला र स्पष्ट सौम्य सुविधाहरू बिनाका नोड्युलहरू, जसलाई अनिश्चित पल्मोनरी नोड्युलहरू (IPN) भनिन्छ, क्लिनिकल अभ्यासमा मूल्याङ्कन र व्यवस्थापनमा प्रमुख चुनौती बनेको छ30,31। हामीले अर्को पटक खोज र आन्तरिक प्रमाणीकरण समूहहरूबाट एकत्रित नमूनाहरू प्रयोग गरेर नोड्युल आकारले मेटाबोलोमिक हस्ताक्षरहरूलाई प्रभाव पारेको छ कि छैन भनेर जाँच गर्यौं। 27 मान्य बायोमार्करहरूमा ध्यान केन्द्रित गर्दै, हामीले पहिले HC र BN उप-6 मिमी मेटाबोलोमहरूको PCA प्रोफाइलहरूको तुलना गर्यौं। हामीले पत्ता लगायौं कि HC र BN का लागि धेरैजसो डेटा बिन्दुहरू ओभरल्याप भएका छन्, जसले देखाउँछ कि सीरम मेटाबोलाइट स्तरहरू दुवै समूहहरूमा समान थिए (चित्र 3a)। BN र LA (चित्र 3b, c) मा विभिन्न आकार दायराहरूमा सुविधा नक्साहरू संरक्षित रह्यो, जबकि 6-20 मिमी दायरा (चित्र 3d) मा घातक र सौम्य नोड्युलहरू बीच पृथकीकरण अवलोकन गरिएको थियो। यो समूहमा 0.927 को AUC, 0.868 को विशिष्टता, र 0.820 को संवेदनशीलता थियो जसले 6 देखि 20 मिमी मापन गर्ने नोड्युलहरूको घातकताको भविष्यवाणी गर्दछ (चित्र 3e, f)। हाम्रा नतिजाहरूले देखाउँछन् कि वर्गीकरणकर्ताले नोड्युल आकारको पर्वाह नगरी प्रारम्भिक घातक रूपान्तरणको कारणले हुने मेटाबोलिक परिवर्तनहरू क्याप्चर गर्न सक्छ।
विज्ञापन २७ मेटाबोलाइट्सको मेटाबोलिक वर्गीकरणमा आधारित निर्दिष्ट समूहहरू बीचको PCA प्रोफाइलहरूको तुलना। CC र BN < ६ mm। b BN < ६ mm बनाम BN ६–२० mm। LA ६–२० mm बनाम LA २०–३० mm। g BN ६–२० mm र LA ६–२० mm। GC, n = १७४; BN < ६ mm, n = १५३; BN ६–२० mm, n = ९१; LA ६–२० mm, n = ८९; LA २०–३० mm, n = ७७। e नोड्युलहरू ६–२० mm को लागि भेदभावपूर्ण मोडेल प्रदर्शन देखाउने रिसीभर अपरेटिङ विशेषता (ROC) वक्र। f सम्भाव्यता मानहरू ६–२० mm मापन गर्ने नोड्युलहरूको लागि लजिस्टिक रिग्रेसन मोडेलको आधारमा गणना गरिएको थियो। खैरो डटेड लाइनले इष्टतम कटअफ मान (०.४५५) प्रतिनिधित्व गर्दछ। माथिका संख्याहरूले लस एन्जलसको लागि अनुमानित केसहरूको प्रतिशतलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। दुई-पुच्छर भएको विद्यार्थीको t परीक्षण प्रयोग गर्नुहोस्। PCA, प्रमुख घटक विश्लेषण। वक्र अन्तर्गत AUC क्षेत्र। स्रोत डेटा स्रोत डेटा फाइलहरूको रूपमा प्रदान गरिएको छ।
प्रस्तावित घातकता भविष्यवाणी मोडेलको कार्यसम्पादनलाई चित्रण गर्न समान फुफ्फुसीय नोड्युल आकार (७-९ मिमी) भएका चार नमूनाहरू (४४-६१ वर्ष उमेरका) थप चयन गरिएका थिए (चित्र ४क, ख)। प्रारम्भिक स्क्रिनिङमा, केस १ ले क्याल्सिफिकेशन भएको ठोस नोड्युलको रूपमा प्रस्तुत गर्‍यो, जुन सौम्यतासँग सम्बन्धित विशेषता हो, जबकि केस २ ले कुनै स्पष्ट सौम्य विशेषताहरू बिना अनिश्चित आंशिक रूपमा ठोस नोड्युलको रूपमा प्रस्तुत गर्‍यो। फलो-अप सीटी स्क्यानको तीन राउन्डले देखाए कि यी केसहरू ४ वर्षको अवधिमा स्थिर रहे र त्यसैले सौम्य नोड्युलहरू मानिन्थ्यो (चित्र ४क)। सिरियल सीटी स्क्यानको क्लिनिकल मूल्याङ्कनको तुलनामा, हालको वर्गीकरण मोडेलसँग एकल-शट सीरम मेटाबोलाइट विश्लेषणले सम्भाव्य अवरोधहरूको आधारमा यी सौम्य नोड्युलहरूलाई छिटो र सही रूपमा पहिचान गर्‍यो (तालिका १)। केस ३ मा चित्र ४खले फुफ्फुसीय फिर्ताको संकेत भएको नोड्युल देखाउँछ, जुन प्रायः घातकतासँग सम्बन्धित हुन्छ। केस ४ ले सौम्य कारणको कुनै प्रमाण बिना अनिश्चित आंशिक रूपमा ठोस नोड्युलको रूपमा प्रस्तुत गर्‍यो। यी सबै केसहरूलाई वर्गीकरण मोडेल (तालिका १) अनुसार घातकको रूपमा भविष्यवाणी गरिएको थियो। फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमाको मूल्याङ्कन फोक्सोको रिसेक्सन शल्यक्रिया पछि हिस्टोप्याथोलोजिकल परीक्षणद्वारा प्रदर्शन गरिएको थियो (चित्र ४ख)। बाह्य प्रमाणीकरण सेटको लागि, मेटाबोलिक वर्गीकरणकर्ताले ६ मिमी भन्दा ठूला अनिश्चित फोक्सो नोड्युलका दुई केसहरूको सही भविष्यवाणी गर्‍यो (पूरक चित्र १०)।
दुईवटा सौम्य नोड्युल भएका केसहरूको फोक्सोको अक्षीय झ्यालको CT छविहरू। केस १ मा, ४ वर्ष पछि CT स्क्यानले दायाँ तल्लो लोबमा क्याल्सिफिकेसन भएको ७ मिमी मापनको स्थिर ठोस नोड्युल देखायो। केस २ मा, ५ वर्ष पछि CT स्क्यानले दायाँ माथिल्लो लोबमा ७ मिमी व्यास भएको स्थिर, आंशिक रूपमा ठोस नोड्युल देखायो। b फोक्सोको रिसेक्सन अघि चरण I एडेनोकार्सिनोमाका दुई केसहरूको फोक्सोको अक्षीय झ्याल CT छविहरू र सम्बन्धित रोगविज्ञान अध्ययनहरू। केस ३ ले दायाँ माथिल्लो लोबमा फुफ्फुस फिर्ता लिने ८ मिमी व्यास भएको नोड्युल देखायो। केस ४ ले बायाँ माथिल्लो लोबमा ९ मिमी मापन गर्ने आंशिक रूपमा ठोस ग्राउन्ड-ग्लास नोड्युल देखायो। फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमाको एसिनार वृद्धि ढाँचा प्रदर्शन गर्ने रिसेक्ट गरिएको फोक्सोको तन्तु (स्केल बार = ५० μm) को हेमेटोक्सिलिन र इओसिन (H&E) दाग। तीरहरूले CT छविहरूमा पत्ता लागेको नोड्युलहरू संकेत गर्दछ। H&E छविहरू रोग विशेषज्ञद्वारा जाँच गरिएका बहु (>3) सूक्ष्म क्षेत्रहरूको प्रतिनिधि छविहरू हुन्।
एकसाथ लिँदा, हाम्रा नतिजाहरूले पल्मोनरी नोड्युलहरूको विभेदक निदानमा सीरम मेटाबोलाइट बायोमार्करहरूको सम्भावित मूल्य प्रदर्शन गर्छन्, जसले CT स्क्रिनिङको मूल्याङ्कन गर्दा चुनौतीहरू खडा गर्न सक्छ।
एक मान्य विभेदक मेटाबोलाइट प्यानलको आधारमा, हामीले प्रमुख मेटाबोलाइट परिवर्तनहरूको जैविक सहसम्बन्धहरू पहिचान गर्न खोज्यौं। MetaboAnalyst द्वारा KEGG मार्ग संवर्धन विश्लेषणले दुई दिइएको समूहहरू बीच 6 सामान्य उल्लेखनीय रूपमा परिवर्तन गरिएका मार्गहरू पहिचान गर्‍यो (LA बनाम HC र LA बनाम BN, समायोजित p ≤ 0.001, प्रभाव > 0.01)। यी परिवर्तनहरू पाइरुभेट मेटाबोलिज्म, ट्रिप्टोफान मेटाबोलिज्म, नियासिन र निकोटीनामाइड मेटाबोलिज्म, ग्लाइकोलिसिस, TCA चक्र, र प्यूरिन मेटाबोलिज्म (चित्र 5a) मा गडबडीहरू द्वारा विशेषता थिए। त्यसपछि हामीले निरपेक्ष परिमाणीकरण प्रयोग गरेर प्रमुख परिवर्तनहरू प्रमाणित गर्न लक्षित मेटाबोलोमिक्स प्रदर्शन गर्यौं। प्रामाणिक मेटाबोलाइट मानकहरू प्रयोग गरेर ट्रिपल क्वाड्रपोल मास स्पेक्ट्रोमेट्री (QQQ) द्वारा सामान्यतया परिवर्तन गरिएका मार्गहरूमा सामान्य मेटाबोलाइटहरूको निर्धारण। मेटाबोलोमिक्स अध्ययन लक्ष्य नमूनाको जनसांख्यिकीय विशेषताहरू पूरक तालिका ४ मा समावेश गरिएको छ। हाम्रो विश्वव्यापी मेटाबोलोमिक्स परिणामहरूसँग मिल्दोजुल्दो, मात्रात्मक विश्लेषणले पुष्टि गर्‍यो कि BN र HC (चित्र 5b, c, p <0.05) को तुलनामा LA मा हाइपोक्सान्थाइन र xanthine, पाइरुभेट र ल्याक्टेट बढेको थियो। यद्यपि, BN र HC बीच यी मेटाबोलाइटहरूमा कुनै महत्त्वपूर्ण भिन्नता फेला परेन।
BN र HC समूहहरूको तुलनामा LA समूहमा उल्लेखनीय रूपमा फरक मेटाबोलाइटहरूको KEGG मार्ग संवर्धन विश्लेषण। दुई-पुच्छर ग्लोबलटेस्ट प्रयोग गरिएको थियो, र Holm-Bonferroni विधि प्रयोग गरेर p मानहरू समायोजन गरिएको थियो (समायोजित p ≤ 0.001 र प्रभाव आकार > 0.01)। b–d LC-MS/MS (n = 70 प्रति समूह) द्वारा निर्धारण गरिएको सीरम HC, BN, र LA मा हाइपोक्सान्थाइन, xanthine, lactate, pyruvate, र tryptophan स्तरहरू देखाउने भायोलिन प्लटहरू। सेतो र कालो डटेड रेखाहरूले क्रमशः मध्य र चतुर्थकलाई संकेत गर्दछ। e भायोलिन प्लटले LUAD-TCGA डेटासेटमा सामान्य फोक्सोको तन्तु (n = 59) को तुलनामा फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमा (n = 513) मा SLC7A5 र QPRT को सामान्यीकृत Log2TPM (प्रति मिलियन ट्रान्सक्रिप्ट) mRNA अभिव्यक्ति देखाउँदै। सेतो बक्सले इन्टरक्वार्टाइल दायरा, केन्द्रमा रहेको तेर्सो कालो रेखाले मध्यकलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ, र बक्सबाट फैलिएको ठाडो कालो रेखाले ९५% विश्वास अन्तराल (CI) लाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। f TCGA डेटासेटमा फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमा (n = ५१३) र सामान्य फोक्सोको तन्तु (n = ५९) मा SLC7A5 र GAPDH अभिव्यक्तिको पियर्सन सहसम्बन्ध प्लट। खैरो क्षेत्रले ९५% CI लाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। r, पियर्सन सहसम्बन्ध गुणांक। g LC-MS/MS द्वारा निर्धारण गरिएको गैर-विशिष्ट shRNA नियन्त्रण (NC) र shSLC7A5 (Sh1, Sh2) सँग ट्रान्सफेक्ट गरिएको A549 कोशिकाहरूमा सामान्यीकृत सेलुलर ट्रिप्टोफान स्तरहरू। प्रत्येक समूहमा पाँच जैविक रूपमा स्वतन्त्र नमूनाहरूको तथ्याङ्कीय विश्लेषण प्रस्तुत गरिएको छ। h A549 कोशिकाहरू (NC) र SLC7A5 नकडाउन A549 कोशिकाहरू (Sh1, Sh2) मा NADt (कुल NAD, NAD+ र NADH सहित) को सेलुलर स्तरहरू। प्रत्येक समूहमा तीन जैविक रूपमा स्वतन्त्र नमूनाहरूको तथ्याङ्कीय विश्लेषण प्रस्तुत गरिएको छ। i SLC7A5 नकडाउन अघि र पछि A549 कोशिकाहरूको ग्लाइकोलाइटिक गतिविधि बाह्य कोशिकीय अम्लीकरण दर (ECAR) द्वारा मापन गरिएको थियो (n = प्रति समूह 4 जैविक रूपमा स्वतन्त्र नमूनाहरू)। 2-DG,2-deoxy-D-ग्लुकोज। दुई-पुच्छर विद्यार्थीको t परीक्षण (b–h) मा प्रयोग गरिएको थियो। (g–i) मा, त्रुटि पट्टीहरूले औसत ± SD प्रतिनिधित्व गर्दछ, प्रत्येक प्रयोग तीन पटक स्वतन्त्र रूपमा गरिएको थियो र परिणामहरू समान थिए। स्रोत डेटा स्रोत डेटा फाइलहरूको रूपमा प्रदान गरिएको छ।
LA समूहमा परिवर्तन गरिएको ट्रिप्टोफान मेटाबोलिज्मको महत्त्वपूर्ण प्रभावलाई ध्यानमा राख्दै, हामीले QQQ प्रयोग गरेर HC, BN, र LA समूहहरूमा सीरम ट्रिप्टोफान स्तरहरूको पनि मूल्याङ्कन गर्यौं। हामीले पत्ता लगायौं कि HC वा BN (p < 0.001, चित्र 5d) को तुलनामा LA मा सीरम ट्रिप्टोफान कम भएको थियो, जुन नियन्त्रण समूहबाट स्वस्थ नियन्त्रणहरू भन्दा फोक्सोको क्यान्सर भएका बिरामीहरूमा परिसंचरण ट्रिप्टोफान स्तर कम हुने अघिल्लो निष्कर्षहरूसँग मेल खान्छ 33,34,35। PET/CT ट्रेसर 11C-मिथाइल-L-ट्रिप्टोफान प्रयोग गर्ने अर्को अध्ययनले पत्ता लगायो कि फोक्सोको क्यान्सरको तन्तुमा ट्रिप्टोफान सिग्नल अवधारण समय सौम्य घाव वा सामान्य तन्तुको तुलनामा उल्लेखनीय रूपमा बढेको थियो36। हामी परिकल्पना गर्छौं कि LA सीरममा ट्रिप्टोफानमा कमीले फोक्सोको क्यान्सर कोशिकाहरू द्वारा सक्रिय ट्रिप्टोफान अपटेकलाई प्रतिबिम्बित गर्न सक्छ।
यो पनि थाहा छ कि ट्रिप्टोफान क्याटाबोलिज्मको काइनुरेनिन मार्गको अन्तिम उत्पादन NAD+37,38 हो, जुन ग्लाइकोलिसिसमा 1,3-बिस्फोस्फोग्लिसरेटसँग ग्लिसेराल्डिहाइड-3-फस्फेटको प्रतिक्रियाको लागि एक महत्त्वपूर्ण सब्सट्रेट हो39। अघिल्ला अध्ययनहरूले प्रतिरक्षा नियमनमा ट्रिप्टोफान क्याटाबोलिज्मको भूमिकामा केन्द्रित भएको बेला, हामीले हालको अध्ययनमा अवलोकन गरिएको ट्रिप्टोफान डिसरेगुलेसन र ग्लाइकोलिटिक मार्गहरू बीचको अन्तरक्रियालाई स्पष्ट पार्न खोज्यौं। सोल्युट ट्रान्सपोर्टर परिवार 7 सदस्य 5 (SLC7A5) लाई ट्रिप्टोफान ट्रान्सपोर्टरको रूपमा चिनिन्छ43,44,45। क्विनोलिनिक एसिड फस्फोरिबोसिलट्रान्सफेरेज (QPRT) काइनुरेनिन मार्गको तलतिर अवस्थित एक इन्जाइम हो जसले क्विनोलिनिक एसिडलाई NAMN46 मा रूपान्तरण गर्दछ। LUAD TCGA डेटासेटको निरीक्षणले पत्ता लगायो कि SLC7A5 र QPRT दुवै सामान्य तन्तुको तुलनामा ट्युमर तन्तुमा उल्लेखनीय रूपमा माथि उठाइएको थियो (चित्र 5e)। यो वृद्धि चरण I र II साथै चरण III र IV फोक्सो एडेनोकार्सिनोमा (पूरक चित्र ११) मा अवलोकन गरिएको थियो, जसले ट्यूमरजेनेसिससँग सम्बन्धित ट्रिप्टोफान मेटाबोलिज्ममा प्रारम्भिक गडबडीलाई संकेत गर्दछ।
थप रूपमा, LUAD-TCGA डेटासेटले क्यान्सर बिरामीको नमूनाहरूमा SLC7A5 र GAPDH mRNA अभिव्यक्ति बीच सकारात्मक सम्बन्ध देखाएको छ (r = 0.45, p = 1.55E-26, चित्र 5f)। यसको विपरीत, सामान्य फोक्सोको तन्तुमा त्यस्ता जीन हस्ताक्षरहरू बीच कुनै महत्त्वपूर्ण सम्बन्ध फेला परेन (r = 0.25, p = 0.06, चित्र 5f)। A549 कोषहरूमा SLC7A5 (पूरक चित्र 12) को नकडाउनले सेलुलर ट्रिप्टोफान र NAD(H) स्तरहरू (चित्र 5g,h) लाई उल्लेखनीय रूपमा घटायो, जसको परिणामस्वरूप एक्स्ट्रासेलुलर एसिडिफिकेशन दर (ECAR) द्वारा मापन गरिएको ग्लाइकोलिटिक गतिविधि कम भयो (चित्र 1)। 5i)। यसरी, सीरम र इन भिट्रो पत्ता लगाउने मेटाबोलिक परिवर्तनहरूको आधारमा, हामी परिकल्पना गर्छौं कि ट्रिप्टोफान मेटाबोलिज्मले काइनुरेनिन मार्ग मार्फत NAD+ उत्पादन गर्न सक्छ र फोक्सोको क्यान्सरमा ग्लाइकोलिसिसलाई प्रवर्द्धन गर्न महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्न सक्छ।
अध्ययनहरूले देखाएको छ कि LDCT द्वारा पत्ता लगाइएका अनिश्चित फुफ्फुसीय नोड्युलहरूको ठूलो संख्याले घातकताको गलत-सकारात्मक निदानको कारणले PET-CT, फोक्सोको बायोप्सी, र अत्यधिक उपचार जस्ता थप परीक्षणहरूको आवश्यकता निम्त्याउन सक्छ।31 चित्र 6 मा देखाइए अनुसार, हाम्रो अध्ययनले सम्भावित निदानात्मक मान भएको सीरम मेटाबोलाइट्सको प्यानल पहिचान गर्‍यो जसले CT द्वारा पत्ता लगाइएका फुफ्फुसीय नोड्युलहरूको जोखिम स्तरीकरण र त्यसपछिको व्यवस्थापनमा सुधार गर्न सक्छ।
फुफ्फुसीय नोड्युलहरूको मूल्याङ्कन कम-डोज कम्प्युटेड टोमोग्राफी (LDCT) प्रयोग गरेर गरिन्छ जसमा सौम्य वा घातक कारणहरूको इमेजिङ सुविधाहरू हुन्छन्। नोड्युलहरूको अनिश्चित परिणामले बारम्बार फलो-अप भ्रमणहरू, अनावश्यक हस्तक्षेपहरू, र अत्यधिक उपचार निम्त्याउन सक्छ। निदान मूल्यको साथ सीरम मेटाबोलिक वर्गीकरणकर्ताहरूको समावेशले फुफ्फुसीय नोड्युलहरूको जोखिम मूल्याङ्कन र त्यसपछिको व्यवस्थापनमा सुधार गर्न सक्छ। PET पोजिट्रोन उत्सर्जन टोमोग्राफी।
अमेरिकी NLST अध्ययन र युरोपेली NELSON अध्ययनको तथ्याङ्कले कम-डोज कम्प्युटेड टोमोग्राफी (LDCT) को साथ उच्च-जोखिम समूहहरूको स्क्रिनिङले फोक्सोको क्यान्सर मृत्युदर घटाउन सक्छ भन्ने सुझाव दिन्छ। यद्यपि, LDCT द्वारा पत्ता लगाइएका ठूलो संख्यामा आकस्मिक पल्मोनरी नोड्युलहरूको जोखिम मूल्याङ्कन र त्यसपछिको क्लिनिकल व्यवस्थापन सबैभन्दा चुनौतीपूर्ण रहन्छ। मुख्य लक्ष्य भनेको भरपर्दो बायोमार्करहरू समावेश गरेर अवस्थित LDCT-आधारित प्रोटोकलहरूको सही वर्गीकरणलाई अनुकूलन गर्नु हो।
स्वस्थ नियन्त्रणहरू १५,१७ सँग फोक्सोको क्यान्सरको तुलना गरेर रगत मेटाबोलाइट्स जस्ता केही आणविक बायोमार्करहरू पहिचान गरिएको छ। हालको अध्ययनमा, हामीले LDCT द्वारा संयोगवश पत्ता लगाइएका सौम्य र घातक फुफ्फुसीय नोड्युलहरू बीचको भिन्नता छुट्याउन सीरम मेटाबोलोमिक्स विश्लेषणको प्रयोगमा ध्यान केन्द्रित गर्यौं। हामीले UPLC-HRMS विश्लेषण प्रयोग गरेर स्वस्थ नियन्त्रण (HC), सौम्य फोक्सो नोड्युलहरू (BN), र चरण I फोक्सो एडेनोकार्सिनोमा (LA) नमूनाहरूको विश्वव्यापी सीरम मेटाबोलोम तुलना गर्यौं। हामीले HC र BN मा समान मेटाबोलिक प्रोफाइलहरू भएको फेला पार्यौं, जबकि LA ले HC र BN को तुलनामा महत्त्वपूर्ण परिवर्तनहरू देखायो। हामीले HC र BN बाट LA लाई फरक पार्ने सीरम मेटाबोलाइट्सका दुई सेटहरू पहिचान गर्यौं।
सौम्य र घातक नोड्युलहरूको लागि हालको LDCT-आधारित पहिचान योजना मुख्यतया समयसँगै नोड्युलहरूको आकार, घनत्व, आकारविज्ञान र वृद्धि दरमा आधारित छ30। अघिल्ला अध्ययनहरूले देखाएको छ कि नोड्युलहरूको आकार फोक्सोको क्यान्सरको सम्भावनासँग नजिकबाट सम्बन्धित छ। उच्च जोखिम भएका बिरामीहरूमा पनि, नोडहरूमा घातकताको जोखिम <6 मिमी <1% छ। 6 देखि 20 मिमी मापन गर्ने नोड्युलहरूको लागि घातकताको जोखिम 8% देखि 64%30 सम्म हुन्छ। त्यसकारण, फ्लीस्नर सोसाइटीले नियमित CT फलो-अपको लागि 6 मिमीको कटअफ व्यास सिफारिस गर्दछ। 29 यद्यपि, 6 मिमी भन्दा ठूला अनिश्चित फुफ्फुसीय नोड्युलहरू (IPN) को जोखिम मूल्याङ्कन र व्यवस्थापन पर्याप्त रूपमा गरिएको छैन31। जन्मजात हृदय रोगको वर्तमान व्यवस्थापन सामान्यतया बारम्बार CT निगरानीको साथ सतर्क प्रतीक्षामा आधारित हुन्छ।
प्रमाणित मेटाबोलोमको आधारमा, हामीले पहिलो पटक स्वस्थ व्यक्तिहरू र सौम्य नोड्युलहरू <6 मिमी बीच मेटाबोलोमिक हस्ताक्षरहरूको ओभरल्याप प्रदर्शन गर्यौं। जैविक समानता अघिल्लो CT निष्कर्षहरूसँग मिल्दोजुल्दो छ कि नोड्युलहरू <6 मिमीको लागि घातकताको जोखिम नोड्युलहरू बिनाका विषयहरूको लागि जत्तिकै कम छ।30 यो ध्यान दिनुपर्छ कि हाम्रा नतिजाहरूले मेटाबोलोमिक प्रोफाइलहरूमा बेनाइन नोड्युलहरू <6 मिमी र ≥6 मिमीको उच्च समानता देखाउँछन्, जसले सुझाव दिन्छ कि बेनाइन एटियोलोजीको कार्यात्मक परिभाषा नोड्युल आकारको पर्वाह नगरी एकरूप छ। यसरी, आधुनिक डायग्नोस्टिक सीरम मेटाबोलाइट प्यानलहरूले नियम-आउट परीक्षणको रूपमा एकल परख प्रदान गर्न सक्छन् जब नोड्युलहरू सुरुमा CT मा पत्ता लगाइन्छ र सम्भावित रूपमा क्रमिक अनुगमन कम गर्दछ। एकै समयमा, मेटाबोलिक बायोमार्करहरूको एउटै प्यानलले बेनाइन नोड्युलहरूबाट ≥6 मिमी आकारको घातक नोड्युलहरू छुट्यायो र CT छविहरूमा समान आकार र अस्पष्ट रूपात्मक सुविधाहरूको IPN हरूको लागि सही भविष्यवाणी प्रदान गर्‍यो। यो सीरम मेटाबोलिज्म वर्गीकरणकर्ताले 0.927 को AUC सँग ≥6 मिमी नोड्युलहरूको घातकताको भविष्यवाणी गर्न राम्रो प्रदर्शन गर्‍यो। एकसाथ लिँदा, हाम्रा नतिजाहरूले संकेत गर्छन् कि अद्वितीय सीरम मेटाबोलोमिक हस्ताक्षरहरूले विशेष रूपमा प्रारम्भिक ट्युमर-प्रेरित मेटाबोलिक परिवर्तनहरूलाई प्रतिबिम्बित गर्न सक्छन् र नोड्युल आकारबाट स्वतन्त्र, जोखिम भविष्यवाणीकर्ताको रूपमा सम्भावित मूल्य हुन सक्छन्।
उल्लेखनीय रूपमा, फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमा (LUAD) र स्क्वामस सेल कार्सिनोमा (LUSC) गैर-सानो कोष फोक्सोको क्यान्सर (NSCLC) का मुख्य प्रकारहरू हुन्। LUSC सुर्तीजन्य पदार्थको प्रयोगसँग जोडिएको छ47 र LUAD CT स्क्रिनिङ48 मा पत्ता लागेको आकस्मिक फोक्सोको नोड्युलहरूको सबैभन्दा सामान्य हिस्टोलोजी हो भन्ने कुरालाई ध्यानमा राख्दै, हाम्रो वर्गीकरण मोडेल विशेष रूपमा चरण I एडेनोकार्सिनोमा नमूनाहरूको लागि बनाइएको थियो। वाङ र सहकर्मीहरूले LUAD मा पनि ध्यान केन्द्रित गरे र स्वस्थ व्यक्तिहरूबाट प्रारम्भिक चरणको फोक्सोको क्यान्सर छुट्याउन लिपिडोमिक्स प्रयोग गरेर नौ लिपिड हस्ताक्षरहरू पहिचान गरे। हामीले चरण I LUSC र 74 सौम्य नोड्युलहरूको 16 केसहरूमा हालको वर्गीकरण मोडेल परीक्षण गर्यौं र कम LUSC भविष्यवाणी शुद्धता (AUC 0.776) अवलोकन गर्यौं, जसले सुझाव दिन्छ कि LUAD र LUSC को आफ्नै मेटाबोलोमिक हस्ताक्षर हुन सक्छ। वास्तवमा, LUAD र LUSC एटियोलोजी, जैविक उत्पत्ति र आनुवंशिक विचलनहरूमा फरक देखाइएको छ49। त्यसकारण, स्क्रिनिङ कार्यक्रमहरूमा फोक्सोको क्यान्सरको जनसंख्या-आधारित पत्ता लगाउने प्रशिक्षण मोडेलहरूमा अन्य प्रकारका हिस्टोलोजीहरू समावेश गर्नुपर्छ।
यहाँ, हामीले स्वस्थ नियन्त्रण र सौम्य नोड्युलहरूको तुलनामा फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमामा सबैभन्दा धेरै परिवर्तन हुने छवटा मार्गहरू पहिचान गर्यौं। Xanthine र hypoxanthine प्यूरिन मेटाबोलिक मार्गका सामान्य मेटाबोलाइटहरू हुन्। हाम्रो नतिजाहरूसँग मिल्दोजुल्दो, स्वस्थ नियन्त्रणहरू वा प्रिनभेसिभ चरणमा बिरामीहरूको तुलनामा फोक्सो एडेनोकार्सिनोमा भएका बिरामीहरूको सीरम वा तन्तुहरूमा प्यूरिन मेटाबोलिज्मसँग सम्बन्धित मध्यवर्तीहरू उल्लेखनीय रूपमा बढेका थिए15,50। बढेको सीरम xanthine र hypoxanthine स्तरले क्यान्सर कोशिकाहरूलाई द्रुत रूपमा फैलाउन आवश्यक एनाबोलिज्मलाई प्रतिबिम्बित गर्न सक्छ। ग्लुकोज मेटाबोलिज्मको अनियमन क्यान्सर मेटाबोलिज्मको एक प्रसिद्ध पहिचान हो51। यहाँ, हामीले HC र BN समूहको तुलनामा LA समूहमा पाइरुभेट र ल्याक्टेटमा उल्लेखनीय वृद्धि अवलोकन गर्यौं, जुन गैर-सानो कोशिका फोक्सो क्यान्सर (NSCLC) बिरामीहरू र स्वस्थ नियन्त्रणहरूको सीरम मेटाबोलोम प्रोफाइलहरूमा ग्लाइकोलाइटिक मार्ग असामान्यताहरूको अघिल्लो रिपोर्टहरूसँग मिल्दोजुल्दो छ। परिणामहरू एकरूप छन्52,53।
महत्त्वपूर्ण कुरा के छ भने, हामीले फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमाको सीरममा पाइरुभेट र ट्रिप्टोफान मेटाबोलिज्म बीचको उल्टो सम्बन्ध अवलोकन गर्यौं। HC वा BN समूहको तुलनामा LA समूहमा सीरम ट्रिप्टोफानको स्तर घटाइएको थियो। चाखलाग्दो कुरा के छ भने, सम्भावित समूह प्रयोग गरेर गरिएको अघिल्लो ठूलो स्तरको अध्ययनले पत्ता लगायो कि कम स्तरको परिसंचरण ट्रिप्टोफान फोक्सोको क्यान्सरको बढ्दो जोखिमसँग सम्बन्धित थियो 54। ट्रिप्टोफान एक आवश्यक एमिनो एसिड हो जुन हामी पूर्ण रूपमा खानाबाट प्राप्त गर्छौं। हामी निष्कर्ष निकाल्छौं कि फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमामा सीरम ट्रिप्टोफानको कमीले यस मेटाबोलाइटको द्रुत कमीलाई प्रतिबिम्बित गर्न सक्छ। यो राम्रोसँग थाहा छ कि काइनुरेनिन मार्ग मार्फत ट्रिप्टोफान क्याटाबोलिज्मको अन्तिम उत्पादन डे नोभो NAD+ संश्लेषणको स्रोत हो। किनभने NAD+ मुख्यतया उद्धार मार्ग मार्फत उत्पादन गरिन्छ, स्वास्थ्य र रोगमा ट्रिप्टोफान मेटाबोलिज्ममा NAD+ को महत्त्व निर्धारण गर्न बाँकी छ46। TCGA डाटाबेसको हाम्रो विश्लेषणले देखायो कि सामान्य नियन्त्रणहरूको तुलनामा फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमामा ट्रिप्टोफान ट्रान्सपोर्टर सोलुट ट्रान्सपोर्टर 7A5 (SLC7A5) को अभिव्यक्ति उल्लेखनीय रूपमा बढेको थियो र ग्लाइकोलाइटिक इन्जाइम GAPDH को अभिव्यक्तिसँग सकारात्मक रूपमा सम्बन्धित थियो। अघिल्ला अध्ययनहरूले मुख्यतया एन्टिट्यूमर प्रतिरक्षा प्रतिक्रियालाई दबाउनमा ट्रिप्टोफान क्याटाबोलिज्मको भूमिकामा केन्द्रित थिए40,41,42। यहाँ हामी प्रदर्शन गर्छौं कि फोक्सोको क्यान्सर कोशिकाहरूमा SLC7A5 को नकडाउन द्वारा ट्रिप्टोफान अपटेकको अवरोधले सेलुलर NAD स्तरमा पछिको कमी र ग्लाइकोलाइटिक गतिविधिको सहवर्ती क्षीणताको परिणाम दिन्छ। संक्षेपमा, हाम्रो अध्ययनले फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमाको घातक रूपान्तरणसँग सम्बन्धित सीरम मेटाबोलिज्ममा परिवर्तनहरूको लागि जैविक आधार प्रदान गर्दछ।
NSCLC भएका बिरामीहरूमा EGFR उत्परिवर्तन सबैभन्दा सामान्य चालक उत्परिवर्तन हो। हाम्रो अध्ययनमा, हामीले EGFR उत्परिवर्तन (n = 41) भएका बिरामीहरूमा समग्र मेटाबोलोमिक प्रोफाइलहरू जंगली-प्रकार EGFR (n = 31) भएका बिरामीहरू जस्तै भएको पत्ता लगायौं, यद्यपि हामीले acylcarnitine बिरामीहरूमा केही EGFR उत्परिवर्तन बिरामीहरूको सीरम स्तरमा कमी आएको पाएका छौं। acylcarnitines को स्थापित कार्य साइटोप्लाज्मबाट mitochondrial म्याट्रिक्समा acyl समूहहरू ढुवानी गर्नु हो, जसले गर्दा फ्याटी एसिडहरूको अक्सिडेशनले ऊर्जा उत्पादन गर्छ 55। हाम्रो निष्कर्षहरूसँग मेल खाने, हालैको एक अध्ययनले 102 फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमा टिस्यु नमूनाहरूको विश्वव्यापी मेटाबोलोमको विश्लेषण गरेर EGFR उत्परिवर्तन र EGFR जंगली-प्रकार ट्युमरहरू बीच समान मेटाबोलोम प्रोफाइलहरू पनि पहिचान गर्‍यो। चाखलाग्दो कुरा के छ भने, EGFR उत्परिवर्तन समूहमा पनि acylcarnitine सामग्री फेला पर्यो। त्यसकारण, acylcarnitine स्तरमा हुने परिवर्तनहरूले EGFR-प्रेरित मेटाबोलिक परिवर्तनहरू र अन्तर्निहित आणविक मार्गहरूलाई प्रतिबिम्बित गर्दछ कि गर्दैन थप अध्ययनको 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 स्क्रिनिङको आधारमा क्लिनिकल व्यवस्थापनलाई सहज बनाउन सक्छ।
यो अध्ययनलाई सन याट-सेन विश्वविद्यालय क्यान्सर अस्पतालको नैतिकता समिति, सन याट-सेन विश्वविद्यालयको पहिलो सम्बद्ध अस्पताल र झेंग्झाउ विश्वविद्यालय क्यान्सर अस्पतालको नैतिकता समितिले अनुमोदन गरेको थियो। खोज र आन्तरिक प्रमाणीकरण समूहहरूमा, क्यान्सर नियन्त्रण र रोकथाम विभाग, सन याट-सेन विश्वविद्यालय क्यान्सर केन्द्रमा वार्षिक चिकित्सा परीक्षण गराइरहेका व्यक्तिहरूबाट स्वस्थ व्यक्तिहरूबाट १७४ सेरा र सौम्य नोड्युलबाट २४४ सेरा सङ्कलन गरिएको थियो, र १६६ सौम्य नोड्युलहरू। सीरम। स्टेज I फोक्सो एडेनोकार्सिनोमा सन याट-सेन विश्वविद्यालय क्यान्सर केन्द्रबाट सङ्कलन गरिएको थियो। बाह्य प्रमाणीकरण समूहमा, सौम्य नोड्युलका ४८ केसहरू, सन याट-सेन विश्वविद्यालयको पहिलो सम्बद्ध अस्पतालबाट चरण I फोक्सो एडेनोकार्सिनोमाका ३९ केसहरू, र झेंग्झाउ क्यान्सर अस्पतालबाट चरण I फोक्सो एडेनोकार्सिनोमाका २४ केसहरू थिए। सन याट-सेन विश्वविद्यालय क्यान्सर केन्द्रले स्थापित मेटाबोलिक वर्गीकरणकर्ताको निदान क्षमता परीक्षण गर्न चरण I स्क्वामस सेल फोक्सो क्यान्सरका १६ केसहरू पनि सङ्कलन गर्‍यो (बिरामीका विशेषताहरू पूरक तालिका ५ मा देखाइएका छन्)। जनवरी २०१८ र मे २०२० को बीचमा डिस्कभरी कोहोर्ट र आन्तरिक प्रमाणीकरण कोहोर्टबाट नमूनाहरू सङ्कलन गरिएको थियो। अगस्ट २०२१ र अक्टोबर २०२२ को बीचमा बाह्य प्रमाणीकरण कोहोर्टका लागि नमूनाहरू सङ्कलन गरिएको थियो। लिङ्ग पूर्वाग्रह कम गर्न, प्रत्येक कोहोर्टमा लगभग समान संख्यामा पुरुष र महिला केसहरू तोकिएको थियो। डिस्कभरी टोली र आन्तरिक समीक्षा टोली। सहभागी लिङ्ग स्व-रिपोर्टको आधारमा निर्धारण गरिएको थियो। सबै सहभागीहरूबाट सूचित सहमति प्राप्त गरिएको थियो र कुनै क्षतिपूर्ति प्रदान गरिएको थिएन। सौम्य नोड्युल भएका विषयहरू विश्लेषणको समयमा २ देखि ५ वर्षमा स्थिर CT स्क्यान स्कोर भएका व्यक्तिहरू थिए, बाह्य प्रमाणीकरण नमूनाबाट १ केस बाहेक, जुन शल्यक्रिया अघि सङ्कलन गरिएको थियो र हिस्टोपाथोलोजी द्वारा निदान गरिएको थियो। क्रोनिक ब्रोन्काइटिसको अपवाद बाहेक। फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमा केसहरू फोक्सोको रिसेक्सन अघि सङ्कलन गरिएको थियो र रोगजनक निदान द्वारा पुष्टि गरिएको थियो। उपवास बसेका रगतका नमूनाहरू कुनै पनि एन्टिकोआगुलेन्ट बिना सीरम सेपरेशन ट्यूबहरूमा सङ्कलन गरिएका थिए। रगतका नमूनाहरूलाई कोठाको तापक्रममा १ घण्टाको लागि जम्मा गरिएको थियो र त्यसपछि सीरम सुपरनाटेन्ट सङ्कलन गर्न ४°C मा १० मिनेटको लागि २८५१ × g मा सेन्ट्रीफ्यूज गरिएको थियो। मेटाबोलाइट निकासी नभएसम्म सीरम एलिभटहरू -८०°C मा फ्रिज गरिएको थियो। सन याट-सेन विश्वविद्यालय क्यान्सर केन्द्रको क्यान्सर रोकथाम र चिकित्सा परीक्षण विभागले ४० देखि ५५ वर्ष उमेरका पुरुष र महिलाहरूको समान संख्या सहित १०० स्वस्थ दाताहरूबाट सीरमको पूल सङ्कलन गरेको थियो। प्रत्येक दाताको नमूनाको बराबर मात्रा मिसाइएको थियो, परिणामस्वरूप पूललाई ​​-८०°C मा अलिकूट गरिएको थियो र भण्डारण गरिएको थियो। सीरम मिश्रणलाई गुणस्तर नियन्त्रण र डेटा मानकीकरणको लागि सन्दर्भ सामग्रीको रूपमा प्रयोग गरिएको थियो।
सन्दर्भ सीरम र परीक्षण नमूनाहरू पगालिए र संयुक्त निकासी विधि (MTBE/मिथानोल/पानी) 56 प्रयोग गरेर मेटाबोलाइटहरू निकालिए। संक्षेपमा, 50 μl सीरमलाई 225 μl आइस-कोल्ड मिथानोल र 750 μl आइस-कोल्ड मिथाइल टर्ट-ब्यूटाइल ईथर (MTBE) सँग मिसाइएको थियो। मिश्रणलाई हलचल गर्नुहोस् र 1 घण्टाको लागि बरफमा इन्क्युबेट गर्नुहोस्। त्यसपछि नमूनाहरू मिसाइयो र भोर्टेक्सलाई आन्तरिक मानकहरू (13C-ल्याक्टेट, 13C3-पाइरुभेट, 13C-मेथियोनिन, र 13C6-आइसोल्युसिन, क्याम्ब्रिज आइसोटोप प्रयोगशालाहरूबाट खरिद गरिएको) भएको 188 μl MS-ग्रेड पानीसँग मिसाइयो। त्यसपछि मिश्रणलाई 15,000 × g मा 4 °C मा 10 मिनेटको लागि सेन्ट्रीफ्यूज गरियो, र तल्लो चरणलाई सकारात्मक र नकारात्मक मोडहरूमा LC-MS विश्लेषणको लागि दुई ट्यूबहरू (प्रत्येक 125 μL) मा स्थानान्तरण गरियो। अन्तमा, नमूनालाई उच्च-गतिको भ्याकुम कन्सेन्ट्रेटरमा सुक्खा हुन वाष्पीकरण गरियो।
सुकेका मेटाबोलाइटहरूलाई ८०% एसिटोनिट्राइलको १२० μl मा पुनर्गठन गरियो, ५ मिनेटको लागि भोर्टेक्स गरियो, र ४°C मा १० मिनेटको लागि १५,००० × g मा सेन्ट्रीफ्यूज गरियो। मेटाबोलोमिक्स अध्ययनको लागि माइक्रोइन्सर्टहरू सहितको एम्बर गिलास शीशीहरूमा सुपरनेटेन्टहरू स्थानान्तरण गरियो। अल्ट्रा-प्रदर्शन तरल क्रोमेटोग्राफी-उच्च-रिजोल्युसन मास स्पेक्ट्रोमेट्री (UPLC-HRMS) प्लेटफर्ममा लक्षित मेटाबोलोमिक्स विश्लेषण। डायोनेक्स अल्टिमेट ३००० UPLC प्रणाली र ACQUITY BEH Amide स्तम्भ (२.१ × १०० मिमी, १.७ μm, पानी) प्रयोग गरेर मेटाबोलाइटहरू अलग गरियो। सकारात्मक आयन मोडमा, मोबाइल चरणहरू ९५% (A) र ५०% एसिटोनिट्राइल (B) थिए, प्रत्येकमा १० mmol/L अमोनियम एसीटेट र ०.१% फॉर्मिक एसिड थियो। नकारात्मक मोडमा, मोबाइल चरण A र B मा क्रमशः ९५% र ५०% एसिटोनिट्राइल थियो, दुबै चरणहरूमा १० mmol/L अमोनियम एसीटेट, pH = ९ थियो। ग्रेडियन्ट कार्यक्रम निम्नानुसार थियो: ०–०.५ मिनेट, २% B; ०.५–१२ मिनेट, २–५०% B; १२–१४ मिनेट, ५०–९८% B; १४–१६ मिनेट, ९८% B; १६–१६.१ मिनेट, ९८–२% B; १६.१–२० मिनेट, २% B। अटोस्याम्पलरमा स्तम्भ ४०°C मा र नमूना १०°C मा राखिएको थियो। प्रवाह दर ०.३ मिली/मिनेट थियो, इंजेक्शनको मात्रा ३ μl थियो। इलेक्ट्रोस्प्रे आयनीकरण (ESI) स्रोत भएको Q-Exactive Orbitrap मास स्पेक्ट्रोमिटर (थर्मो फिशर साइन्टिफिक) लाई पूर्ण स्क्यान मोडमा सञ्चालन गरिएको थियो र ठूलो मात्रामा डेटा सङ्कलन गर्न ddMS2 निगरानी मोडसँग जोडिएको थियो। MS प्यारामिटरहरू निम्नानुसार सेट गरिएका थिए: स्प्रे भोल्टेज +३.८ kV/- ३.२ kV, केशिका तापक्रम ३२०°C, शिल्डिङ ग्यास ४० arb, सहायक ग्यास १० arb, प्रोब हीटर तापक्रम ३५०°C, स्क्यानिङ दायरा ७०–१०५० m/h, रिजोल्युसन। ७०,०००। Xcalibur ४.१ (थर्मो फिशर साइन्टिफिक) प्रयोग गरेर डेटा प्राप्त गरिएको थियो।
डेटा गुणस्तर मूल्याङ्कन गर्न, प्रत्येक नमूनाबाट सुपरनेटेन्टको १० μL एलिकोट हटाएर पूल गरिएको गुणस्तर नियन्त्रण (QC) नमूनाहरू उत्पन्न गरियो। UPLC-MS प्रणालीको स्थिरता मूल्याङ्कन गर्न विश्लेषणात्मक अनुक्रमको सुरुमा छ वटा गुणस्तर नियन्त्रण नमूना इंजेक्शनहरू विश्लेषण गरिएको थियो। त्यसपछि गुणस्तर नियन्त्रण नमूनाहरू समय-समयमा ब्याचमा परिचय गराइन्छ। यस अध्ययनमा रहेका सबै ११ ब्याचका सीरम नमूनाहरूको विश्लेषण LC-MS द्वारा गरिएको थियो। १०० स्वस्थ दाताहरूबाट सीरम पूल मिश्रणको एलिकोटहरू निकासी प्रक्रियाको निगरानी गर्न र ब्याच-टु-ब्याच प्रभावहरूको लागि समायोजन गर्न सम्बन्धित ब्याचहरूमा सन्दर्भ सामग्रीको रूपमा प्रयोग गरिएको थियो। सन याट-सेन विश्वविद्यालयको मेटाबोलोमिक्स केन्द्रमा खोज समूह, आन्तरिक प्रमाणीकरण समूह, र बाह्य प्रमाणीकरण समूहको अलक्ष्यित मेटाबोलोमिक्स विश्लेषण गरिएको थियो। ग्वाङडोङ विश्वविद्यालयको प्रविधि विश्लेषण र परीक्षण केन्द्रको बाह्य प्रयोगशालाले वर्गीकरण मोडेलको प्रदर्शन परीक्षण गर्न बाह्य समूहबाट ४० नमूनाहरूको पनि विश्लेषण गर्‍यो।
निकासी र पुनर्गठन पछि, बहु प्रतिक्रिया अनुगमन (MRM) मोडमा इलेक्ट्रोस्प्रे आयनीकरण (ESI) स्रोतको साथ अल्ट्रा-उच्च प्रदर्शन तरल क्रोमेटोग्राफी-ट्यान्डम मास स्पेक्ट्रोमेट्री (Agilent 6495 ट्रिपल क्वाड्रपोल) प्रयोग गरेर सीरम मेटाबोलाइट्सको पूर्ण परिमाण मापन गरिएको थियो। मेटाबोलाइटहरू अलग गर्न ACQUITY BEH Amide स्तम्भ (2.1 × 100 mm, 1.7 μm, Waters) प्रयोग गरिएको थियो। मोबाइल चरणमा 90% (A) र 5% एसिटोनिट्राइल (B) 10 mmol/L अमोनियम एसीटेट र 0.1% अमोनिया घोलको साथ समावेश थियो। ग्रेडियन्ट कार्यक्रम निम्नानुसार थियो: 0–1.5 मिनेट, 0% B; 1.5–6.5 मिनेट, 0–15% B; 6.5–8 मिनेट, 15% B; 8–8.5 मिनेट, 15%–0% B; 8.5–11.5 मिनेट, 0% B। अटोस्याम्पलरमा स्तम्भ ४० डिग्री सेल्सियसमा र नमूना १० डिग्री सेल्सियसमा राखिएको थियो। प्रवाह दर ०.३ एमएल/मिनेट थियो र इंजेक्शन भोल्युम १ μL थियो। एमएस प्यारामिटरहरू निम्नानुसार सेट गरिएका थिए: केशिका भोल्टेज ±३.५ केभी, नेबुलाइजर प्रेसर ३५ साई, शीथ ग्यास प्रवाह १२ एल/मिनेट, शीथ ग्यास तापक्रम ३५० डिग्री सेल्सियस, सुकाउने ग्यास तापक्रम २५० डिग्री सेल्सियस, र सुकाउने ग्यास प्रवाह १४ एल/मिनेट। ट्रिप्टोफान, पाइरुभेट, ल्याक्टेट, हाइपोक्सान्थाइन र जान्थिनको एमआरएम रूपान्तरण क्रमशः २०५.०–१८७.९, ८७.०–४३.४, ८९.०–४३.३, १३५.०–९२.३ र १५१.०–१०७ थियो। ९। मास हन्टर बी.०७.०० (एजिलेन्ट टेक्नोलोजीज) प्रयोग गरेर डेटा सङ्कलन गरिएको थियो। सीरम नमूनाहरूको लागि, मानक मिश्रण समाधानहरूको क्यालिब्रेसन कर्भहरू प्रयोग गरेर ट्रिप्टोफान, पाइरुभेट, ल्याक्टेट, हाइपोक्सान्थाइन र जान्थाइनको मात्रा निर्धारण गरिएको थियो। कोशिका नमूनाहरूको लागि, ट्रिप्टोफान सामग्रीलाई आन्तरिक मानक र कोशिका प्रोटीन द्रव्यमानमा सामान्यीकृत गरिएको थियो।
कम्पाउन्ड डिस्कवरी ३.१ र ट्रेसफाइन्डर ४.० (थर्मो फिशर साइन्टिफिक) प्रयोग गरेर शिखर निकासी (m/z र अवधारण समय (RT)) गरिएको थियो। ब्याचहरू बीचको सम्भावित भिन्नताहरू हटाउन, 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 ६ मा देखाइएको छ। दुई समूहहरू बीचको भिन्नताहरू गलत खोज दर (FDR<०.०५, विल्कोक्सनले हस्ताक्षर गरेको श्रेणी परीक्षण) र फोल्ड परिवर्तन (>१.२ वा <०.८३) द्वारा विशेषता गरिएको थियो। निकालिएका सुविधाहरूको कच्चा MS डेटा र सन्दर्भ सीरम-सुधार गरिएको MS डेटा क्रमशः पूरक डेटा १ र पूरक डेटा २ मा देखाइएको छ। पहिचानको चार परिभाषित स्तरहरूमा आधारित शिखर एनोटेसन प्रदर्शन गरिएको थियो, जसमा पहिचान गरिएका मेटाबोलाइटहरू, अनुमानित रूपमा एनोटेटेड यौगिकहरू, अनुमानित रूपमा विशेषतायुक्त यौगिक वर्गहरू, र अज्ञात यौगिकहरू २२ समावेश छन्। कम्पाउन्ड डिस्कवरी ३.१ (mzCloud, HMDB, Chemspider) मा डाटाबेस खोजहरूको आधारमा, mzCloud (स्कोर > ८५) वा Chemspider मा MS/MS मिल्दो मान्य मानकहरू वा सटीक मिल्दो एनोटेसनहरू भएका जैविक यौगिकहरूलाई अन्ततः भिन्न मेटाबोलोम बीच मध्यस्थकर्ताको रूपमा चयन गरियो। प्रत्येक सुविधाको लागि शिखर एनोटेसनहरू पूरक डेटा ३ मा समावेश छन्। MetaboAnalyst ५.० लाई योग-सामान्यीकृत मेटाबोलाइट प्रशस्तताको एकरूप विश्लेषणको लागि प्रयोग गरिएको थियो। MetaboAnalyst ५.० ले उल्लेखनीय रूपमा फरक मेटाबोलाइटहरूमा आधारित KEGG मार्ग संवर्धन विश्लेषणको पनि मूल्याङ्कन गर्‍यो। प्रमुख घटक विश्लेषण (PCA) र आंशिक न्यूनतम वर्ग भेदभाव विश्लेषण (PLS-DA) लाई स्ट्याक सामान्यीकरण र अटोस्केलिंगको साथ ropls सफ्टवेयर प्याकेज (v.1.26.4) प्रयोग गरेर विश्लेषण गरिएको थियो। नोड्युल घातकताको भविष्यवाणी गर्नको लागि इष्टतम मेटाबोलाइट बायोमार्कर मोडेल न्यूनतम निरपेक्ष संकोचन 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 विभेदकारी मोडेलको कार्यसम्पादन pROC प्याकेज (v.1.18.0.) अनुसार ROC विश्लेषणको आधारमा AUC अनुमान गरेर विशेषता गरिएको थियो। मोडेलको अधिकतम युडेन सूचकांक (संवेदनशीलता + विशिष्टता - १) को आधारमा इष्टतम सम्भाव्यता कटअफ प्राप्त गरिएको थियो। थ्रेसहोल्ड भन्दा कम वा बढी मान भएका नमूनाहरूलाई क्रमशः सौम्य नोड्युल र फोक्सोको एडेनोकार्सिनोमाको रूपमा भविष्यवाणी गरिनेछ।
A549 कोषहरू (#CCL-185, अमेरिकन टाइप कल्चर कलेक्सन) १०% FBS भएको F-12K माध्यममा हुर्काइएका थिए। SLC7A5 लाई लक्षित गर्ने छोटो हेयरपिन RNA (shRNA) अनुक्रमहरू र लेन्टीभाइरल भेक्टर pLKO.1-puro मा गैर-लक्ष्यीकरण नियन्त्रण (NC) सम्मिलित गरिएको थियो। shSLC7A5 को एन्टिसेन्स अनुक्रमहरू निम्नानुसार छन्: Sh1 (5′-GGAGAAAACCTGATGAACAGTT-3′), Sh2 (5′-GCCGTGGACTTCGGGAACTAT-3′)। SLC7A5 (#5347) र ट्युबुलिन (#2148) को एन्टिबडीहरू सेल सिग्नलिङ टेक्नोलोजीबाट खरिद गरिएका थिए। पश्चिमी ब्लट विश्लेषणको लागि SLC7A5 र ट्युबुलिनको एन्टिबडीहरू १:१००० को कमजोरीमा प्रयोग गरिएको थियो।
सीहर्स एक्सएफ ग्लाइकोलाइटिक स्ट्रेस टेस्टले एक्स्ट्रासेलुलर एसिडिफिकेशन (ECAR) स्तरहरू मापन गर्दछ। परखमा, ECAR द्वारा मापन गरिएको सेलुलर ग्लाइकोलाइटिक क्षमता परीक्षण गर्न ग्लुकोज, ओलिगोमाइसिन ए, र २-डीजी क्रमिक रूपमा प्रशासित गरिएको थियो।
गैर-लक्ष्यीकरण नियन्त्रण (NC) र shSLC7A5 (Sh1, Sh2) सँग ट्रान्सफेक्ट गरिएका A549 कोषहरूलाई १० सेन्टिमिटर व्यासको भाँडामा रातभर प्लेट गरिएको थियो। कोष मेटाबोलाइटहरू १ मिलीलीटर आइस-कोल्ड ८०% जलीय मेथानोलले निकालिएको थियो। मेथानोल घोलमा रहेका कोषहरूलाई स्क्र्याप गरियो, नयाँ ट्यूबमा सङ्कलन गरियो, र ४°C मा १५ मिनेटको लागि १५,००० × g मा सेन्ट्रीफ्यूज गरियो। ८०० µl सुपरनेटेन्ट सङ्कलन गर्नुहोस् र उच्च-गतिको भ्याकुम कन्सेन्ट्रेटर प्रयोग गरेर सुकाउनुहोस्। त्यसपछि माथि वर्णन गरिए अनुसार LC-MS/MS प्रयोग गरेर ट्रिप्टोफान स्तरहरूको लागि सुकेको मेटाबोलाइट गोलीहरूको विश्लेषण गरियो। A549 कोषहरू (NC र shSLC7A5) मा सेलुलर NAD(H) स्तरहरू निर्माताको निर्देशन अनुसार मात्रात्मक NAD+/NADH कलरिमेट्रिक किट (#K337, बायोभिजन) प्रयोग गरेर मापन गरिएको थियो। मेटाबोलाइटहरूको मात्रा सामान्य बनाउन प्रत्येक नमूनाको लागि प्रोटिन स्तरहरू मापन गरिएको थियो।
प्रारम्भिक रूपमा नमूना आकार निर्धारण गर्न कुनै पनि सांख्यिकीय विधिहरू प्रयोग गरिएको थिएन। बायोमार्कर खोज १५,१८ मा लक्षित अघिल्लो मेटाबोलोमिक्स अध्ययनहरूलाई आकार निर्धारणको लागि बेन्चमार्कको रूपमा विचार गरिएको छ, र यी रिपोर्टहरूको तुलनामा, हाम्रो नमूना पर्याप्त थियो। अध्ययन समूहबाट कुनै पनि नमूनाहरू बहिष्कृत गरिएको थिएन। लक्षित मेटाबोलोमिक्स अध्ययनहरूको लागि सीरम नमूनाहरू अनियमित रूपमा खोज समूह (३०६ केसहरू, ७४.६%) र आन्तरिक प्रमाणीकरण समूह (१०४ केसहरू, २५.४%) लाई तोकिएको थियो। हामीले लक्षित मेटाबोलोमिक्स अध्ययनहरूको लागि खोज सेटबाट प्रत्येक समूहबाट ७० केसहरू पनि अनियमित रूपमा चयन गर्यौं। LC-MS डेटा सङ्कलन र विश्लेषणको क्रममा अन्वेषकहरूलाई समूह असाइनमेन्टमा अन्धो पारिएको थियो। मेटाबोलोमिक्स डेटा र सेल प्रयोगहरूको सांख्यिकीय विश्लेषणहरू सम्बन्धित परिणामहरू, चित्र किंवदन्तीहरू, र विधिहरू खण्डहरूमा वर्णन गरिएको छ। सेलुलर ट्रिप्टोफान, NADT, र ग्लाइकोलिटिक गतिविधिको परिमाणीकरण समान परिणामहरूको साथ तीन पटक स्वतन्त्र रूपमा गरिएको थियो।
अध्ययन डिजाइनको बारेमा थप जानकारीको लागि, यस लेखसँग सम्बन्धित प्राकृतिक पोर्टफोलियो रिपोर्ट सारांश हेर्नुहोस्।
निकालिएका विशेषताहरूको कच्चा MS डेटा र सन्दर्भ सीरमको सामान्यीकृत MS डेटा क्रमशः पूरक डेटा १ र पूरक डेटा २ मा देखाइएको छ। भिन्न विशेषताहरूको लागि शिखर एनोटेसनहरू पूरक डेटा ३ मा प्रस्तुत गरिएको छ। LUAD TCGA डेटासेट https://portal.gdc.cancer.gov/ बाट डाउनलोड गर्न सकिन्छ। ग्राफ प्लट गर्ने 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. मेड. ३६५, ३९५–४०९ (२०११)।
क्रेमर, बीएस, बर्ग, केडी, एबरले, डीआर र प्रोफेट, पीसी कम-डोज हेलिकल सीटी प्रयोग गरेर फोक्सोको क्यान्सर स्क्रिनिङ: राष्ट्रिय फोक्सो स्क्रिनिङ अध्ययन (एनएलएसटी) बाट नतिजा। जे. मेड. स्क्रिन १८, १०९–१११ (२०११)।
डे कोनिङ, एचजे, एट अल। अनियमित परीक्षणमा भोल्युमेट्रिक सीटी स्क्रिनिङको साथ फोक्सोको क्यान्सर मृत्युदर घटाउने। उत्तरी इङ्गल्याण्ड। जे. मेड. ३८२, ५०३–५१३ (२०२०)।