Ташхиси дифференсиалии гиреҳҳои шуш, ки тавассути томографияи компютерӣ (КТ) муайян карда шудааст, дар амалияи клиникӣ мушкил боқӣ мемонад.Дар ин ҷо, мо метаболоми глобалии 480 намунаи хуноба, аз ҷумла назорати солим, гиреҳҳои шуш ва марҳилаи I adenocarcinoma шушро тавсиф мекунем.Аденокарциномаҳо профилҳои беназири метаболомӣ доранд, дар ҳоле ки гиреҳҳои хуб ва шахсони солим дар профилҳои метаболомӣ шабоҳати зиёд доранд.Дар гурӯҳи кашф (n = 306), маҷмӯи 27 метаболитҳо барои фарқ кардани гиреҳҳои бад ва бадсифат муайян карда шуданд.AUC модели дискриминант дар тасдиқи дохилӣ (n = 104) ва тасдиқи беруна (n = 111) мутаносибан 0,915 ва 0,945 буд.Таҳлили роҳҳо зиёд шудани метаболитҳои гликолитикиро, ки бо кам шудани триптофан дар хунобаи аденокарциномаҳои шуш дар муқоиса бо гиреҳҳои хуб ва назорати солим алоқаманданд, ошкор кард ва пешниҳод кард, ки гирифтани триптофан ба гликолиз дар ҳуҷайраҳои саратони шуш мусоидат мекунад.Таҳқиқоти мо арзиши биомаркерҳои метаболитҳои хунобаро дар арзёбии хатари гиреҳҳои шуш, ки аз ҷониби КТ муайян карда шудаанд, таъкид мекунад.
Ташхиси барвақт барои беҳтар кардани сатҳи зиндамонӣ барои беморони саратон муҳим аст.Натоиҷи озмоиши миллии скрининги саратони шуш (NLST) ва Тадқиқоти аврупоии NELSON нишон доданд, ки скрининг бо вояи ками томографияи компютерӣ (LDCT) метавонад фавти саратони шушро дар гурӯҳҳои хавфи баланд ба таври назаррас коҳиш диҳад1,2,3.Аз замони истифодаи густурдаи LDCT барои скрининги саратони шуш, ҳодисаҳои пайдоиши рентгенографии тасодуфии гиреҳҳои асимптоматикии шуш афзоиш ёфт 4 .Гирехҳои шуш ҳамчун шаффофияти фокусии то 3 см диаметри 5 муайян карда мешаванд.Мо дар арзёбии эҳтимолияти бемории ашаддӣ ва мубориза бо шумораи зиёди гиреҳҳои шуш тасодуфан дар LDCT ошкоршуда ба мушкилот дучор мешавем.Маҳдудиятҳои КТ метавонад ба муоинаи мунтазами такрорӣ ва натиҷаҳои бардурӯғи мусбӣ оварда расонад, ки боиси дахолати нолозим ва табобати аз ҳад зиёд мегардад6.Аз ин рӯ, зарурати таҳияи биомаркерҳои боэътимод ва муфид барои дуруст муайян кардани саратони шуш дар марҳилаҳои ибтидоӣ ва фарқияти аксари гиреҳҳои хуб ҳангоми ошкор кардани аввал вуҷуд дорад 7.
Таҳлили ҳамаҷонибаи молекулавии хун (зардоб, плазма, ҳуҷайраҳои мононуклеарии хун), аз ҷумла геномика, протеомика ё метилизатсияи ДНК8,9,10 боиси афзоиши таваҷҷӯҳ ба кашфи биомаркерҳои ташхисӣ барои саратони шуш гардид.Дар ҳамин ҳол, равишҳои метаболомикӣ маҳсулоти ниҳоии ҳуҷайраро чен мекунанд, ки ба амалҳои эндогенӣ ва экзогенӣ таъсир мерасонанд ва аз ин рӯ барои пешгӯии саршавӣ ва оқибати беморӣ истифода мешаванд.Хроматографияи моеъ-тандем масс-спектрометрия (LC-MS) бо сабаби ҳассосияти баланд ва диапазони калони динамикӣ, ки метаболитҳои дорои хосиятҳои физикӣ-химиявии гуногунро фаро гирифта метавонад, як усули васеъ истифодашаванда барои омӯзиши метаболомика мебошад.Гарчанде ки таҳлили глобалии метаболомии плазма / хуноба барои муайян кардани биомаркерҳои марбут ба ташхиси саратони шуш 14, 15, 16, 17 ва самаранокии табобат 18 истифода шудааст, 18 таснифоти метаболитҳои хуноба барои фарқ кардани гиреҳҳои бад ва бадсифати шуш ҳанӯз ҳам мавриди омӯзиши зиёд қарор доранд.- тадқиқоти васеъ.
Аденокарцинома ва карциномаҳои ҳуҷайравии сквамоз ду зергурӯҳи асосии саратони шуши ғайриҳуҷайравӣ (NSCLC) мебошанд.Санҷишҳои гуногуни скрининги КТ нишон медиҳанд, ки аденокарцинома намуди маъмултарини гистологии саратони шуш мебошад1,19,20,21.Дар ин тадқиқот, мо хроматографияи моеъи ултра иҷрошавандаи масс-спектрометрияи баландсифатро (UPLC-HRMS) барои анҷом додани таҳлили метаболомикӣ дар ҳамагӣ 695 намунаи хуноба, аз ҷумла назорати солим, гиреҳҳои шуш ва CT муайяншуда истифода бурдем ≤3 см.Скрининг барои аденокарцинома дар марҳилаи I шуш.Мо як панели метаболитҳои хунобаро муайян кардем, ки аденокарциномаҳои шушро аз гиреҳҳои хуб ва назорати солим фарқ мекунанд.Таҳлили ғанисозии роҳ нишон дод, ки мубодилаи ғайримуқаррарии триптофан ва глюкоза дар муқоиса бо гиреҳҳои хуб ва назорати солим тағироти маъмул дар аденокарциномаҳои шуш мебошанд.Ниҳоят, мо як таснифи метаболикии хунобаро бо хосият ва ҳассосияти баланд барои фарқ кардани гиреҳҳои шуши ашаддӣ ва бадсифати аз ҷониби LDCT муайяншуда таъсис ва тасдиқ кардем, ки метавонад дар ташхиси барвақти дифференсиалӣ ва арзёбии хатар кӯмак кунад.
Дар тадқиқоти ҷорӣ намунаҳои хунобаи мувофиқи ҷинс ва синну сол аз 174 назорати солим, 292 беморони гиреҳҳои шуш ва 229 беморони гирифтори аденокарцинома марҳилаи I шуш гирифта шуданд.Хусусиятҳои демографии 695 субъект дар Ҷадвали иловагии 1 нишон дода шудаанд.
Тавре ки дар расми 1а нишон дода шудааст, ҳамагӣ 480 намунаи хуноба, аз ҷумла 174 назорати солим (HC), 170 гиреҳҳои хуб (BN) ва 136 намунаи аденокарциномаҳои шуш (LA) дар Маркази саратони Донишгоҳи Сун Ят-сен ҷамъоварӣ карда шуданд.Когорти кашф барои профили ғайримақсадноки метаболомӣ бо истифода аз хроматографияи моеъи ултра иҷрошаванда - спектрометрияи массаи баландсифат (UPLC-HRMS).Тавре ки дар расми иловагии 1 нишон дода шудааст, метаболитҳои дифференсиалӣ байни LA ва HC, LA ва BN муайян карда шуданд, то модели таснифро муқаррар кунанд ва минбаъд таҳлили роҳи дифференсиалиро таҳқиқ кунанд.104 намунае, ки аз ҷониби Маркази саратоншиносии Донишгоҳи Сун Ят-сен ҷамъоварӣ карда шудааст ва 111 намунае, ки ду беморхонаи дигар ҷамъоварӣ кардаанд, мутаносибан аз санҷиши дохилӣ ва хориҷӣ гузаронида шуданд.
Аҳолии омӯзишӣ дар когорти кашф, ки аз таҳлили глобалии метаболомикаи хуноба бо истифода аз хроматографияи моеъи ултра иҷрошуда-масс-спектрометрияи массаи ҳалли баланд (UPLC-HRMS) гузаштааст.b Таҳлили қисман квадратҳои хурдтарини дискриминантӣ (PLS-DA) аз метаболоми умумии 480 намунаи хуноба аз когорти омӯзишӣ, аз ҷумла назорати солим (HC, n = 174), гиреҳҳои хуб (BN, n = 170) ва марҳилаи I adenocarcinoma шуш (Лос-Анҷелес, n = 136).+ESI, ҳолати ионизатсияи электроспрейи мусбат, -ESI, ҳолати ионизатсияи электроспрейи манфӣ.c–e Метаболитҳо бо миқдори ба таври назаррас фарқкунанда дар ду гурӯҳи додашуда (санҷиши рутбаи дуҷониба бо имзои Вилкоксон, суръати кашфи бардурӯғ арзиши p тасҳеҳ, FDR <0,05) бо рангҳои сурх (тағйирёбии қабат > 1,2) ва кабуд (тағйирёбии қабат < 0,83) нишон дода шудаанд. .) дар графики вулкан нишон дода шудааст.f Харитаи гармидиҳии иерархӣ, ки фарқияти назаррасро дар шумораи метаболитҳои эзоҳшуда байни LA ва BN нишон медиҳад.Маълумоти манбаъ дар шакли файлҳои маълумотҳои манбаъ пешниҳод карда мешавад.
Метаболоми умумии хунобаи 174 HC, 170 BN ва 136 LA дар гурӯҳи кашф бо истифода аз таҳлили UPLC-HRMS таҳлил карда шуд.Мо аввал нишон медиҳем, ки намунаҳои назорати сифат (QC) дар маркази модели таҳлили ҷузъҳои асосии назоратнашаванда (PCA) зич ҷамъ мешаванд, ки устувории кори тадқиқоти ҷорӣро тасдиқ мекунанд (Расми иловагӣ 2).
Тавре ки дар таҳлили қисман камтарини квадратҳо-дискриминантҳо (PLS-DA) дар расми 1 b нишон дода шудааст, мо дарёфтем, ки байни LA ва BN, LA ва HC дар режимҳои ионизатсияи электроспрейи мусбат (+ESI) ва манфӣ (−ESI) фарқиятҳои возеҳ вуҷуд доранд. .ҷудошуда.Аммо, байни BN ва HC дар шароити +ESI ва -ESI фарқияти назаррас пайдо нашуд.
Мо 382 хусусияти дифференсиалии байни LA ва HC, 231 хусусияти дифференсиалии байни LA ва BN ва 95 хусусияти дифференсиалии байни BN ва HC ёфтем (санҷиши рутбаи Wilcoxon имзошуда, FDR <0,05 ва тағирёбии сершумор>1,2 ё <0,83) (Расми .1c-e) )..Қуллаҳо минбаъд шарҳ дода шуданд (Маълумоти иловагии 3) дар муқобили пойгоҳи додаҳо (mzCloud/HMDB/Chemspider китобхона) аз рӯи арзиши m/z, вақти нигоҳдорӣ ва кофтукови спектри фрагментатсия (тафсилот дар фасли Усулҳо) 22.Ниҳоят, мутаносибан 33 ва 38 метаболитҳои эзоҳшуда бо фарқиятҳои назарраси фаровонӣ барои LA нисбат ба BN (Расми 1f ва Ҷадвали иловагии 2) ва LA нисбат ба HC (Расми иловагӣ 3 ва Ҷадвали иловагии 2) муайян карда шуданд.Баръакси ин, дар BN ва HC танҳо 3 метаболит бо фарқиятҳои назарраси фаровонӣ муайян карда шуданд (Ҷадвали 2), ки бо такрори байни BN ва HC дар PLS-DA мувофиқанд.Ин метаболитҳои дифференсиалӣ доираи васеи биохимиявиро фаро мегиранд (Расми иловагӣ 4).Дар маҷмӯъ, ин натиҷаҳо тағироти назаррасро дар метаболоми хуноба нишон медиҳанд, ки тағироти ашаддии саратони шуш дар марҳилаи ибтидоиро дар муқоиса бо гиреҳҳои шуш ё шахсони солим инъикос мекунанд.Дар ҳамин ҳол, шабоҳати метаболоми хунобаи BN ва HC аз он шаҳодат медиҳад, ки гиреҳҳои шушҳои шуш метавонанд бисёр хусусиятҳои биологиро бо одамони солим мубодила кунанд.Бо назардошти он, ки мутатсияҳои генҳои ретсепторҳои эпидермалии афзоиши эпидермалӣ (EGFR) дар зернавъи аденокарциномаҳои шуш 23 маъмуланд, мо кӯшиш кардем, ки таъсири мутатсияҳои драйверро ба метаболоми хуноба муайян кунем.Сипас, мо профили умумии метаболомии 72 ҳолатро бо мақоми EGFR дар гурӯҳи аденокарциномаҳои шуш таҳлил кардем.Ҷолиб он аст, ки мо профилҳои муқоисашавандаро байни беморони мутант EGFR (n = 41) ва беморони навъи ваҳшӣ EGFR (n = 31) дар таҳлили PCA ёфтем (Расми иловагӣ 5a).Бо вуҷуди ин, мо 7 метаболитро муайян кардем, ки фаровонии онҳо дар беморони мутацияи EGFR дар муқоиса бо беморони EGFR-и ваҳшӣ ба таври назаррас тағир ёфтааст (санҷиши t, p <0,05 ва тағирёбии қабат> 1,2 ё <0,83) (Расми иловагӣ 5b).Аксарияти ин метаболитҳо (5 аз 7) ацилкарнитинҳо мебошанд, ки дар роҳҳои оксидшавии кислотаҳои равғанӣ нақши муҳим доранд.
Тавре ки дар ҷараёни кори дар расми 2 а нишон додашуда нишон дода шудааст, биомаркерҳо барои таснифи гиреҳҳо бо истифода аз операторҳои камшавии мутлақи камтарин ва интихоб дар асоси 33 метаболитҳои дифференсиалӣ дар LA (n = 136) ва BN (n = 170) муайян карда шуданд.Беҳтарин комбинатсияи тағирёбандаҳо (LASSO) - модели регрессияи бинарии логистикӣ.Барои санҷидани эътимоднокии модел санҷиши даҳкарата истифода шуд.Интихоби тағирёбанда ва танзими параметрҳо бо ҷаримаи максималии эҳтимолӣ бо параметри λ24 тасҳеҳ карда мешаванд.Таҳлили глобалии метаболомикӣ минбаъд мустақилона дар тасдиқи дохилӣ (n = 104) ва тасдиқи беруна (n = 111) барои санҷиши иҷрои таснифоти модели дискриминант анҷом дода шуд.Дар натиҷа, 27 метаболитҳо дар маҷмӯи кашф ҳамчун беҳтарин модели дискриминантӣ бо арзиши миёнаи AUC муайян карда шуданд (расми 2б), ки дар байни онҳо 9 фаъолиятро зиёд ва 18 дар LA дар муқоиса бо BN (расми 2c) фаъол буданд.
Ҷараёни кор барои сохтани таснифкунандаи гиреҳҳои шуш, аз ҷумла интихоби беҳтарин панели метаболитҳои хуноба дар маҷмӯи кашф бо истифода аз модели регрессионии бинарии логистикӣ тавассути санҷиши даҳкарата ва арзёбии иҷрои пешгӯишаванда дар маҷмӯаҳои тасдиқи дохилӣ ва беруна.b Омори салиб тасдиқкунии модели регрессионии LASSO барои интихоби биомаркерҳои метаболикӣ.Рақамҳои дар боло овардашуда шумораи миёнаи биомакерҳои дар λ додашуда интихобшударо ифода мекунанд.Хати нуқтаи сурх арзиши миёнаи AUC-ро дар ламбдаҳои мувофиқ нишон медиҳад.Барҳои хатогиҳои хокистарӣ арзишҳои ҳадди ақал ва максималии AUC-ро ифода мекунанд.Хати нуқта беҳтарин моделро бо 27 биомаркери интихобшуда нишон медиҳад.AUC, майдони зери хати каҷи хусусияти кори қабулкунанда (ROC).c Тағйироти 27 метаболитҳои интихобшуда дар гурӯҳи LA дар муқоиса бо гурӯҳи BN дар гурӯҳи кашф.Сутуни сурх - фаъолсозӣ.Сутуни кабуд як таназзул аст.d–f Каҷҳои хусусияти амалиётии қабулкунанда (ROC), ки қудрати модели дискриминантро дар асоси 27 комбинатсияи метаболитҳо дар маҷмӯи тасдиқи кашф, дохилӣ ва берунӣ нишон медиҳанд.Маълумоти манбаъ дар шакли файлҳои маълумотҳои манбаъ пешниҳод карда мешавад.
Модели пешгӯӣ дар асоси коэффисиентҳои вазншудаи регрессионии ин 27 метаболит сохта шудааст (Ҷадвали иловагӣ 3).Таҳлили ROC дар асоси ин 27 метаболит майдони зери хатти (AUC) арзиши 0,933, ҳассосияти гурӯҳи кашф 0,868 ва хосият 0,859 буд (расми 2d).Дар ҳамин ҳол, дар байни 38 метаболитҳои дифференсиалии тафсиршуда байни LA ва HC, маҷмӯи 16 метаболитҳо ба AUC 0,902 бо ҳассосияти 0,801 ва хосияти 0,856 дар табъизи LA аз HC ноил шуданд (Расми иловагӣ 6a-c).Қиматҳои AUC дар асоси меъёрҳои гуногуни тағирёбии қабатҳои метаболитҳои дифференсиалӣ низ муқоиса карда шуданд.Мо дарёфтем, ки модели таснифот дар табъизи байни LA ва BN (HC) беҳтарин иҷро шуд, вақте ки сатҳи тағирёбии қабат ба 1,2 нисбат ба 1,5 ё 2,0 муқаррар карда шуд (Расми иловагии 7a, b).Модели таснифот, ки ба 27 гурӯҳи метаболитҳо асос ёфтааст, минбаъд дар когортҳои дохилӣ ва беруна тасдиқ карда шуд.AUC барои тасдиқи дохилӣ 0,915 (ҳассосият 0,867, хосият 0,811) ва барои санҷиши беруна 0,945 (ҳассосият 0,810, хосият 0,979) буд (расми 2e, f).Барои арзёбии самаранокии байнилабораторӣ, 40 намуна аз когорти беруна дар лабораторияи беруна, тавре ки дар бахши Усулҳо тавсиф шудааст, таҳлил карда шуданд.Аниқии тасниф ба AUC 0,925 расид (Расми 8).Азбаски карциномаҳои ҳуҷайравии шуш (LUSC) пас аз аденокарциномаҳои шуш (LUAD) дуюмин зергурӯҳи маъмултарини саратони ҳуҷайравии шуш (NSCLC) мебошад, мо инчунин фоиданокии эҳтимолии профилҳои метаболикиро санҷидем.BN ва 16 ҳолати LUSC.AUC табъизи байни LUSC ва BN 0,776 (Расми 9) буд, ки қобилияти пасттарро нисбат ба табъиз байни LUAD ва BN нишон медиҳад.
Тадқиқотҳо нишон доданд, ки андозаи гиреҳҳо дар тасвирҳои КТ бо эҳтимолияти бадшавӣ алоқамандии мусбӣ дорад ва як омили асосии табобати гиреҳҳо боқӣ мемонад25,26,27.Таҳлили маълумот аз гурӯҳи калони тадқиқоти скринингии NELSON нишон дод, ки хатари бадбахтӣ дар субъектҳои гиреҳҳои <5 мм ҳатто ба он монанд буд, ки дар субъектҳои бе гиреҳ 28.Аз ин рӯ, андозаи ҳадди ақал, ки мониторинги мунтазами КТ-ро талаб мекунад, 5 мм, тавре ки аз ҷониби Ҷамъияти Торакси Бритониё (BTS) тавсия дода мешавад, ва 6 мм, ки аз ҷониби Ҷамъияти Флейшнер 29 тавсия шудааст.Бо вуҷуди ин, гиреҳҳои калонтар аз 6 мм ва бе хусусиятҳои барҷастаи безарар, ки гиреҳҳои номуайяни шуш (IPN) номида мешаванд, мушкилоти асосӣ дар арзёбӣ ва идоракунӣ дар амалияи клиникӣ боқӣ мемонанд30,31.Мо минбаъд тафтиш кардем, ки оё андозаи гиреҳ ба имзоҳои метаболомӣ бо истифода аз намунаҳои ҷамъшуда аз когортҳои кашф ва тасдиқи дохилӣ таъсир расонидааст.Бо тамаркуз ба 27 биомаркерҳои тасдиқшуда, мо аввал профилҳои PCA-и метаболомҳои HC ва BN-ро муқоиса кардем.Мо дарёфтем, ки аксари нуқтаҳои маълумот барои HC ва BN ба ҳам мепайвандад, ки ин нишон медиҳад, ки сатҳи метаболитҳои хуноба дар ҳарду гурӯҳ шабеҳ буданд (расми 3a).Харитаҳои хусусият дар диапазони андозаҳои гуногун дар BN ва LA нигоҳ дошта шуданд (расми 3b, в), дар ҳоле ки ҷудоӣ байни гиреҳҳои ашаддӣ ва бад дар диапазони 6-20 мм мушоҳида карда шуд (расми 3d).Ин гурӯҳ дорои AUC аз 0,927, хосият 0,868 ва ҳассосияти 0,820 барои пешгӯии бадшавии гиреҳҳои андозаашон аз 6 то 20 мм (расми 3e, f).Натиҷаҳои мо нишон медиҳанд, ки таснифкунанда метавонад тағироти метаболикиро, ки дар натиҷаи тағирёбии барвақти ашаддӣ ба вуҷуд омадааст, новобаста аз андозаи гиреҳ сабт кунад.
Муқоисаи профилҳои PCA байни гурӯҳҳои муайян дар асоси таснифи метаболикии 27 метаболит.CC ва BN <6 мм.b BN <6 мм нисбат ба БН 6-20 мм.дар LA 6–20 мм нисбат ба LA 20–30 мм.g BN 6-20 мм ва LA 6-20 мм.GC, n = 174;БН < 6 мм, н = 153;БН 6-20 мм, n = 91;LA 6–20 мм, n = 89;LA 20–30 мм, n = 77. e Каҷи хусусияти кори қабулкунанда (ROC), ки иҷрои модели дискриминантиро барои гиреҳҳои 6–20 мм нишон медиҳад.f Қиматҳои эҳтимолият дар асоси модели регрессионии логистикӣ барои гиреҳҳои андозаашон 6-20 мм ҳисоб карда шуданд.Хати нуқтадори хокистарӣ арзиши оптималии буришро (0,455) ифода мекунад.Рақамҳои дар боло овардашуда фоизи парвандаҳоро дар Лос-Анҷелес нишон медиҳанд.Санҷиши дуҷонибаи Student's t-ро истифода баред.PCA, таҳлили ҷузъҳои асосӣ.Майдони AUC дар зери каҷ.Маълумоти манбаъ дар шакли файлҳои маълумотҳои манбаъ пешниҳод карда мешавад.
Чор намуна (синнашон 44-61 сола) бо андозаи шабеҳи гиреҳҳои шуш (7-9 мм) минбаъд барои нишон додани иҷрои модели пешгӯии ашаддӣ интихоб карда шуданд (расми 4а, б).Ҳангоми муоинаи аввала, Мисоли 1 ҳамчун гиреҳи сахт бо калсификатсия, хусусияти ба некӣ алоқаманд муаррифӣ карда шуд, дар ҳоле ки Мисоли 2 ҳамчун гиреҳи қисман сахти номуайян бо ягон хусусияти безарар муаррифӣ карда шуд.Се даври пайгирии сканҳои КТ нишон дод, ки ин ҳолатҳо дар тӯли 4 сол мӯътадил боқӣ мемонанд ва аз ин рӯ гиреҳҳои хуб ҳисобида мешаванд (расми 4а).Дар муқоиса бо арзёбии клиникии сканҳои силсилавии КТ, таҳлили метаболитҳои зардоби яккарата бо модели кунунии таснифкунанда зуд ва дуруст муайян кардани ин гиреҳҳои зараровар дар асоси маҳдудиятҳои эҳтимолӣ (Ҷадвали 1).Дар расми 4б дар ҳолати 3 гиреҳ бо аломатҳои ретраксияи плевра нишон дода шудааст, ки аксар вақт бо ашаддӣ алоқаманд аст32.Парвандаи 4 ҳамчун гиреҳи номуайяни қисман сахт пешниҳод карда шудааст, ки далели сабаби хуб надорад.Ҳамаи ин ҳолатҳо аз рӯи модели классификатор ҳамчун ашаддӣ пешгӯӣ карда шуданд (Ҷадвали 1).Арзёбии аденокарциномаи шуш тавассути ташхиси гистопатологӣ пас аз ҷарроҳии резекцияи шуш нишон дода шуд (расми 4б).Барои маҷмӯи тасдиқи беруна, таснифи метаболикӣ ду ҳолати гиреҳҳои номуайяни шуш аз 6 мм калонтарро дақиқ пешгӯӣ кард (Расми иловагӣ 10).
Тасвирҳои КТ аз равзанаи меҳвари шушҳои ду ҳолати гиреҳҳои хуб.Дар ҳолати 1, скани КТ пас аз 4 сол гиреҳи устувори устувори андозаи 7 мм бо калсификатсия дар қисми поёни ростро нишон дод.Дар ҳолати 2, КТ пас аз 5 сол гиреҳи устувор, қисман сахти диаметри 7 мм дар қафаси болоии ростро ошкор кард.б Тасвирҳои равзанаи аксиалии КТ-и шушҳо ва таҳқиқоти патологии мувофиқи ду ҳолати аденокарцинома дар марҳилаи I пеш аз резекцияи шуш.Дар ҳолати 3 гиреҳи диаметраш 8 мм дар қисми болоии рост бо ретраксияи плевра муайян карда шуд.Мисоли 4 як гиреҳи қисман сахти шишагини хокӣ, ки андозааш 9 мм дар паҳлӯи болоии чап буд, ошкор карда шуд.Ранг кардани гематоксилин ва эозин (H&E) бофтаи резекцияшудаи шуш (бари миқёс = 50 мкм), ки шакли афзоиши асинарии аденокарциномаҳои шушро нишон медиҳад.Тирчаҳо гиреҳҳои дар тасвирҳои КТ ошкоршударо нишон медиҳанд.Тасвирҳои H&E тасвирҳои намояндагии майдонҳои микроскопии сершумор (>3) мебошанд, ки аз ҷониби патолог тафтиш карда мешаванд.
Якҷоя гирифта, натиҷаҳои мо арзиши потенсиалии биомаркерҳои метаболитҳои хунобаро дар ташхиси дифференсиалии гиреҳҳои шуш нишон медиҳанд, ки ҳангоми арзёбии скрининги КТ метавонад мушкилот эҷод кунанд.
Дар асоси панели метаболитҳои дифференсиалии тасдиқшуда, мо кӯшиш кардем, ки робитаҳои биологии тағироти асосии метаболикиро муайян кунем.Таҳлили ғанисозии роҳи KEGG аз ҷониби MetaboAnalyst 6 роҳи маъмули ба таври назаррас тағирёфтаро байни ду гурӯҳи додашуда муайян кард (LA против HC ва LA против BN, тасҳеҳшуда p ≤ 0.001, таъсир > 0.01).Ин таѓйиротњо бо вайроншавии мубодилаи пируватњо, мубодилаи триптофан, мубодилаи ниацин ва никотинамид, гликолиз, сикли TCA ва мубодилаи пурин хос буданд (расми 5а).Сипас, мо минбаъд метаболомикаи мақсаднокро анҷом додем, то тағироти асосиро бо истифодаи миқдори мутлақ тафтиш кунем.Муайян кардани метаболитҳои умумӣ дар роҳҳои маъмулан тағирёфта тавассути масс-спектрометрияи сегонаи квадруполӣ (QQQ) бо истифода аз стандартҳои аслии метаболитҳо.Хусусиятҳои демографии намунаи ҳадафи омӯзиши метаболомика ба Ҷадвали иловагии 4 дохил карда шудаанд. Мувофиқи натиҷаҳои метаболомикаи глобалии мо, таҳлили миқдорӣ тасдиқ кард, ки гипоксантин ва ксантин, пируват ва лактат дар LA нисбат ба BN ва HC зиёд шудааст (расми 5б, в, саҳ <0,05).Бо вуҷуди ин, фарқияти назаррас дар ин метаболитҳо байни BN ва HC ёфт нашуд.
Таҳлили ғанисозии роҳи KEGG метаболитҳои ба таври назаррас гуногун дар гурӯҳи LA дар муқоиса бо гурӯҳҳои BN ва HC.Globaltest-и ду думдор истифода шуд ва арзишҳои p бо усули Холм-Бонферрони танзим карда шуданд (тасҳеҳ p ≤ 0,001 ва андозаи таъсир> 0,01).b–d Қитъаҳои скрипка, ки сатҳи гипоксантин, ксантин, лактат, пируват ва триптофанро дар хуноба HC, BN ва LA нишон медиҳанд, ки аз ҷониби LC-MS/MS муайян карда мешаванд (n = 70 дар як гурӯҳ).Хатҳои нуқтадори сафед ва сиёҳ мутаносибан медиана ва квартилро нишон медиҳанд.д Скрипкаи скрипка, ки ифодаи муқарраршудаи Log2TPM (транскриптҳо дар як миллион) mRNA-и SLC7A5 ва QPRT-ро дар аденокарциномаҳои шуш (n = 513) дар муқоиса бо бофтаи муқаррарии шуш (n = 59) дар маҷмӯи додаҳои LUAD-TCGA нишон медиҳад.Қуттии сафед диапазони байникварталиро, хати сиёҳи уфуқӣ дар марказ миёнаравро ва хати сиёҳи амудӣ, ки аз қуттӣ дароз мешавад, фосилаи 95% эътимодро (CI) ифода мекунад.f Нақшаи коррелятсияи Pearson SLC7A5 ва ифодаи GAPDH дар аденокарцинома шуш (n = 513) ва бофтаи муқаррарии шуш (n = 59) дар маҷмӯаи маълумоти TCGA.Майдони хокистарӣ 95% CI -ро ифода мекунад.r, коэффисиенти коррелятсияи Пирсон.g Сатҳи нормалшудаи триптофани ҳуҷайра дар ҳуҷайраҳои A549, ки бо назорати ғайримуқаррарии shRNA (NC) ва shSLC7A5 (Sh1, Sh2) гузаранда, ки аз ҷониби LC-MS/MS муайян карда шудааст.Таҳлили омории панҷ намунаи аз ҷиҳати биологӣ мустақил дар ҳар як гурӯҳ пешниҳод карда мешавад.h Сатҳи ҳуҷайравии NADt (умумии NAD, аз ҷумла NAD+ ва NADH) дар ҳуҷайраҳои A549 (NC) ва SLC7A5 шикастани ҳуҷайраҳои A549 (Sh1, Sh2).Таҳлили омории се намунаи аз ҷиҳати биологӣ мустақил дар ҳар як гурӯҳ пешниҳод карда мешавад.i Фаъолияти гликолитикии ҳуҷайраҳои A549 пеш аз шикастани SLC7A5 бо суръати кислоташавии берун аз ҳуҷайра (ECAR) чен карда шуд (n = 4 намунаи аз ҷиҳати биологӣ мустақил дар як гурӯҳ).2-DG,2-дезокси-D-глюкоза.Санҷиши дуҷонибаи Student's t дар (b-h) истифода шудааст.Дар (g-i), сатрҳои хатогӣ нишондиҳандаи миёна ± SD мебошанд, ҳар як озмоиш се маротиба мустақилона анҷом дода шуд ва натиҷаҳо якхела буданд.Маълумоти манбаъ дар шакли файлҳои маълумотҳои манбаъ пешниҳод карда мешавад.
Бо назардошти таъсири назарраси мубодилаи триптофан дар гурӯҳи LA, мо инчунин сатҳи триптофани хунобаро дар гурӯҳҳои HC, BN ва LA бо истифода аз QQQ арзёбӣ кардем.Мо дарёфтем, ки триптофани хуноба дар LA дар муқоиса бо HC ё BN (p <0,001, Расми 5d) кам шудааст, ки ин ба бозёфтҳои қаблӣ мувофиқ аст, ки сатҳи триптофани гардиши хун дар беморони гирифтори саратони шуш нисбат ба назорати солим аз гурӯҳи назоратӣ камтар аст33,34 ,35.Тадқиқоти дигар бо истифода аз PET/CT tracer 11C-methyl-L-tryptophan нишон дод, ки вақти нигоҳ доштани сигнали триптофан дар бофтаи саратони шуш дар муқоиса бо осебҳои бад ё бофтаи муқаррарӣ ба таври назаррас зиёд шудааст36.Мо тахмин мезанем, ки коҳиши триптофан дар хунобаи LA метавонад азхудкунии фаъоли триптофанро аз ҷониби ҳуҷайраҳои саратони шуш инъикос кунад.
Инчунин маълум аст, ки маҳсули ниҳоии роҳи кинуренини катаболизми триптофан NAD+37,38 мебошад, ки барои реаксияи глицеральдегид-3-фосфат бо 1,3-бифосфоглицерат дар гликолиз субстрати муҳим мебошад39.Гарчанде ки таҳқиқоти қаблӣ ба нақши катаболизми триптофан дар танзими иммунӣ тамаркуз карда буданд, мо кӯшиш кардем, ки мутақобилаи байни танзими триптофан ва роҳҳои гликолитикиро, ки дар таҳқиқоти ҷорӣ мушоҳида шудаанд, равшан кунем.Оилаи интиқолдиҳандаи маҳлул 7 узви 5 (SLC7A5) ҳамчун интиқолдиҳандаи триптофан маълум аст43,44,45.Фосфорибосилтрансфераза кислотаи хинолинӣ (QPRT) як ферментест, ки дар поёни роҳи кинуренин ҷойгир аст, ки кислотаи хинолиниро ба NAMN46 табдил медиҳад.Санҷиши маҷмӯаи маълумоти LUAD TCGA нишон дод, ки ҳам SLC7A5 ва ҳам QPRT дар бофтаи варам дар муқоиса бо бофтаи муқаррарӣ ба таври назаррас танзим карда шудаанд (расми 5e).Ин афзоиш дар марҳилаҳои I ва II, инчунин марҳилаҳои III ва IV-и аденокарциномаҳои шуш мушоҳида карда шуд (Расми 11), ки вайроншавии барвақт дар мубодилаи триптофанро, ки бо варамҳо алоқаманданд, нишон медиҳад.
Илова бар ин, маҷмӯаи маълумоти LUAD-TCGA таносуби мусбати байни SLC7A5 ва ифодаи GAPDH mRNA дар намунаҳои беморони саратонро нишон дод (r = 0.45, p = 1.55E-26, Расми 5f).Баръакси ин, байни чунин имзоҳои генҳо дар бофтаи муқаррарии шуш ягон робитаи назаррас пайдо нашуд (r = 0.25, p = 0.06, расми 5f).Нокаунти SLC7A5 (Расми иловагӣ 12) дар ҳуҷайраҳои A549 сатҳи триптофани ҳуҷайра ва NAD(H)-ро ба таври назаррас коҳиш дод (Расми 5g, h), ки дар натиҷа фаъолияти сустшавии гликолитикӣ, ки аз рӯи суръати кислоташавии берун аз ҳуҷайра (ECAR) чен карда мешавад (расми 1).5i).Ҳамин тариқ, дар асоси тағироти метаболикӣ дар хуноба ва ошкоркунии in vitro, мо тахмин мезанем, ки мубодилаи триптофан метавонад тавассути роҳи кинуренин NAD + тавлид кунад ва дар пешбурди гликолиз дар саратони шуш нақши муҳим бозад.
Тадқиқотҳо нишон доданд, ки шумораи зиёди гиреҳҳои шушҳои номуайяне, ки аз ҷониби LDCT муайян карда шудаанд, метавонанд ба зарурати санҷиши иловагӣ, аз қабили PET-CT, биопсияи шуш ва табобати аз ҳад зиёд бо сабаби ташхиси бардурӯғи мусбати ашаддӣ оварда расонанд.31 Тавре ки дар расми 6 нишон дода шудааст, Таҳқиқоти мо як гурӯҳи метаболитҳои хунобаро бо арзиши эҳтимолии ташхис муайян кард, ки метавонад стратификацияи хатар ва идоракунии минбаъдаи гиреҳҳои шушро, ки аз ҷониби КТ муайян карда шудаанд, беҳтар созад.
Гиреҳҳои шуш бо истифодаи томографияи компютерии миқдори кам (LDCT) бо хусусиятҳои тасвирӣ, ки сабабҳои бад ё ашаддӣ доранд, арзёбӣ карда мешаванд.Натиҷаи номуайяни гиреҳҳо метавонад ба боздидҳои пайгирии зуд-зуд, мудохилаҳои нолозим ва муолиҷаи аз ҳад зиёд оварда расонад.Дохил кардани таснифоти метаболикии хуноба бо арзиши ташхис метавонад арзёбии хатар ва идоракунии минбаъдаи гиреҳҳои шушро беҳтар созад.Томографияи эмиссияи позитронӣ PET.
Маълумот аз тадқиқоти NLST ИМА ва омӯзиши NELSON Аврупо нишон медиҳанд, ки скрининги гурӯҳҳои хавфи баланд бо томографияи компютерии миқдори кам (LDCT) метавонад фавт аз саратони шушро коҳиш диҳад1,3.Бо вуҷуди ин, арзёбии хатар ва идоракунии минбаъдаи клиникии шумораи зиёди гиреҳҳои тасодуфии шуш, ки аз ҷониби LDCT муайян карда шудаанд, мушкилтарин боқӣ мемонад.Ҳадафи асосӣ оптимизатсияи таснифоти дурусти протоколҳои мавҷудаи LDCT тавассути ворид кардани биомаркерҳои боэътимод мебошад.
Баъзе биомаркерҳои молекулавӣ, ба монанди метаболитҳои хун, тавассути муқоисаи саратони шуш бо назорати солим муайян карда шудаанд15,17.Дар таҳқиқоти ҷорӣ, мо ба истифодаи таҳлили метаболомикаи хуноба барои фарқ кардани гиреҳҳои шуши бад ва ашаддӣ, ки тасодуфан аз ҷониби LDCT ошкор карда шудаанд, тамаркуз кардем.Мо метаболоми глобалии хунобаи назорати солим (HC), гиреҳҳои шуш (BN) ва намунаҳои марҳилаи I аденокарцинома (LA) -ро бо истифода аз таҳлили UPLC-HRMS муқоиса кардем.Мо дарёфтем, ки HC ва BN профилҳои метаболикии шабеҳ доранд, дар ҳоле ки LA дар муқоиса бо HC ва BN тағироти назаррас нишон дод.Мо ду маҷмӯи метаболитҳои хунобаро муайян кардем, ки LA-ро аз HC ва BN фарқ мекунанд.
Нақшаи ҳозираи муайянкунии гиреҳҳои бад ва бадсифат дар асоси LDCT асосан ба ҳаҷм, зичӣ, морфология ва суръати афзоиши гиреҳҳо дар тӯли вақт асос ёфтааст30.Таҳқиқоти қаблӣ нишон доданд, ки андозаи гиреҳҳо ба эҳтимоли саратони шуш зич алоқаманд аст.Ҳатто дар беморони дорои хатари баланд, хатари пайдоиши ашаддӣ дар гиреҳҳои <6 мм <1% аст.Хавфи пайдоиши ашаддӣ барои гиреҳҳои андозаашон аз 6 то 20 мм аз 8% то 64%30 мебошад.Аз ин рӯ, Ҷамъияти Флейшнер диаметри буридани 6 мм-ро барои пайгирии муқаррарии КТ тавсия медиҳад.29 Бо вуҷуди ин, арзёбии хатар ва идоракунии гиреҳҳои номуайяни шуш (IPN) аз 6 мм калонтар ба таври кофӣ иҷро карда нашудааст 31 .Идоракунии кунунии бемориҳои модарзодии дил одатан ба интизории ҳушёр бо мониторинги зуд-зуд КТ асос ёфтааст.
Дар асоси метаболомҳои тасдиқшуда, мо бори аввал такрори имзоҳои метаболомиро байни шахсони солим ва гиреҳҳои хуби <6 мм нишон додем.Монандии биологӣ бо бозёфтҳои қаблии КТ мувофиқ аст, ки хатари пайдоиши ашаддӣ барои гиреҳҳои <6 мм нисбат ба субъектҳои бе гиреҳ паст аст.30 Бояд қайд кард, ки натиҷаҳои мо инчунин нишон медиҳанд, ки гиреҳҳои бадсифати <6 мм ва ≥6 мм баланд доранд. монандӣ дар профилҳои метаболомӣ, ки нишон медиҳад, ки таърифи функсионалии этиологияи хуб новобаста аз андозаи гиреҳ мувофиқ аст.Ҳамин тариқ, панелҳои муосири диагностикии метаболитҳои зардоб метавонанд як санҷиши ягонаро ҳамчун санҷиши истисноӣ, вақте ки гиреҳҳо дар КТ дар аввал ошкор карда мешаванд ва эҳтимолан мониторинги силсилавӣ коҳиш медиҳанд.Ҳамзамон, ҳамон панели биомаркерҳои метаболикӣ гиреҳҳои ашаддии андозаи ≥6 мм аз гиреҳҳои хубро фарқ карда, барои IPN-ҳои андозаи шабеҳ ва хусусиятҳои морфологии норавшан дар тасвирҳои КТ пешгӯиҳои дақиқ пешниҳод карданд.Ин таснифгари мубодилаи хуноба дар пешгӯии ашаддии гиреҳҳои ≥6 мм бо AUC 0,927 хуб баромад.Якҷоя гирифта, натиҷаҳои мо нишон медиҳанд, ки имзоҳои беназири метаболомии хуноба метавонанд махсусан тағироти метаболикии барвақти варамро инъикос кунанд ва новобаста аз андозаи гиреҳ ҳамчун пешгӯиҳои хатар арзиши потенсиалӣ дошта бошанд.
Қобили зикр аст, ки adenocarcinoma шуш (LUAD) ва карцинома squamous ҳуҷайраи (LUSC) намудҳои асосии саратони ғайриҳуҷайраҳои шуш (NSCLC) мебошанд.Бо назардошти он, ки LUSC бо истеъмоли тамоку сахт алоқаманд аст47 ва LUAD маъмултарин гистологияи гиреҳҳои тасодуфии шуш дар скрининги КТ мебошад48, модели таснифкунандаи мо махсусан барои намунаҳои марҳилаи I аденокарцинома сохта шудааст.Ванг ва ҳамкасбон инчунин ба LUAD тамаркуз карданд ва нӯҳ имзои липидро бо истифода аз липидомикҳо барои фарқ кардани саратони шуш дар марҳилаи ибтидоӣ аз шахсони солим муайян карданд17.Мо модели ҷории таснифкуниро дар 16 ҳолати марҳилаи I LUSC ва 74 гиреҳҳои безарар санҷида, дақиқии пасти пешгӯии LUSC (AUC 0.776) мушоҳида кардем, ки LUAD ва LUSC метавонанд имзоҳои метаболомии худро дошта бошанд.Дар ҳақиқат, LUAD ва LUSC аз рӯи этиология, пайдоиши биологӣ ва аберратсияҳои генетикӣ фарқ мекунанд49.Аз ин рӯ, дигар намудҳои гистология бояд ба моделҳои омӯзишӣ барои ошкор кардани саратони шуш дар асоси аҳолӣ дар барномаҳои скринингӣ дохил карда шаванд.
Дар ин ҷо, мо шаш роҳи зуд-зуд тағирёфтаро дар аденокарциномаҳои шуш дар муқоиса бо назорати солим ва гиреҳҳои хуб муайян кардем.Ксантин ва гипоксантин метаболитҳои маъмули роҳи мубодилаи пурин мебошанд.Мувофиқи натиҷаҳои мо, мобайнҳои марбут ба мубодилаи пурин дар хуноба ё бофтаҳои беморони гирифтори аденокарциномаҳои шуш дар муқоиса бо назорати солим ё беморони марҳилаи пеш аз инвазивӣ ба таври назаррас зиёд шуданд15,50.Баландшавии сатҳи ксантин ва гипоксантин дар хуноба метавонад анаболизмеро, ки ҳуҷайраҳои саратони босуръат паҳншавандаро талаб мекунанд, инъикос кунанд.Танзими мубодилаи глюкоза як аломати маъруфи мубодилаи саратон мебошад51.Дар ин ҷо, мо афзоиши назарраси пируват ва лактатро дар гурӯҳи LA дар муқоиса бо гурӯҳи HC ва BN мушоҳида кардем, ки ин бо гузоришҳои қаблӣ дар бораи нуқсонҳои роҳи гликолитикӣ дар профилҳои метаболоми хунобаи беморони саратони шушҳои ғайриҳуҷайравӣ (NSCLC) ва назорати солим.натиҷаҳо мувофиқанд52,53.
Муҳим он аст, ки мо таносуби баръакси мубодилаи пируват ва триптофанро дар хунобаи аденокарциномаҳои шуш мушоҳида кардем.Сатҳи триптофани хуноба дар гурӯҳи LA дар муқоиса бо гурӯҳи HC ё BN коҳиш ёфтааст.Ҷолиб он аст, ки як таҳқиқоти миқёси қаблӣ бо истифода аз як гурӯҳи ояндадор нишон дод, ки сатҳи пасти триптофани гардишкунанда бо афзоиши хатари саратони шуш 54 алоқаманд аст.Триптофан як кислотаи аминокислотаи муҳимест, ки мо онро пурра аз ғизо мегирем.Мо ба хулосае омадем, ки камшавии триптофани хуноба дар аденокарциномаҳои шуш метавонад коҳиши босуръати ин метаболитро инъикос кунад.Маълум аст, ки маҳсули ниҳоии катаболизми триптофан тавассути роҳи кинуренин манбаи синтези де novo NAD+ мебошад.Азбаски NAD+ асосан тавассути роҳи наҷот истеҳсол мешавад, аҳамияти NAD+ дар мубодилаи триптофан дар саломатӣ ва беморӣ муайян карда мешавад46.Таҳлили мо дар бораи пойгоҳи додаҳои TCGA нишон дод, ки ифодаи интиқолдиҳандаи маҳлули триптофан 7A5 (SLC7A5) дар аденокарцинома шуш дар муқоиса бо назорати муқаррарӣ ба таври назаррас афзоиш ёфтааст ва бо ифодаи ферменти гликолитикии GAPDH мусбат алоқаманд аст.Тадқиқотҳои қаблӣ асосан ба нақши катаболизми триптофан дар рафъ кардани аксуламали иммунии зидди тумор нигаронида шудаанд40,41,42.Дар ин ҷо мо нишон медиҳем, ки ҷилавгирӣ аз қабули триптофан тавассути шикастани SLC7A5 дар ҳуҷайраҳои саратони шуш боиси коҳиши минбаъдаи сатҳи ҳуҷайраҳои NAD ва сустшавии ҳамзамон фаъолияти гликолитикӣ мегардад.Хулоса, тадқиқоти мо заминаи биологиро барои тағирот дар мубодилаи хуноба, ки бо тағирёбии ашаддии аденокарциномаҳои шуш алоқаманд аст, фароҳам меорад.
Мутацияҳои EGFR маъмултарин мутатсияҳои ронанда дар беморони гирифтори NSCLC мебошанд.Дар таҳқиқоти мо, мо дарёфтем, ки беморони мутацияи EGFR (n = 41) профилҳои умумии метаболомикӣ ба беморони навъи ваҳшӣ (n = 31) доранд, гарчанде ки мо сатҳи хунобаи баъзе беморони мутант EGFR-ро дар беморони ацилкарнитин пайдо кардем.Вазифаи муқарраршудаи ацилкарнитинҳо интиқол додани гурӯҳҳои ацил аз ситоплазма ба матритсаи митохондриалӣ мебошад, ки боиси оксидшавии кислотаҳои равғанӣ барои тавлиди энергия мегардад 55 .Мувофиқи бозёфтҳои мо, тадқиқоти ба наздикӣ инчунин профилҳои метаболомҳои шабеҳро байни мутантҳои EGFR ва варамҳои навъи ваҳшии EGFR тавассути таҳлили метаболоми глобалии 102 намунаи бофтаи аденокарциномаҳои шуш муайян кардааст50.Ҷолиб он аст, ки мундариҷаи ацилкарнитин дар гурӯҳи мутантҳои EGFR низ пайдо шудааст.Аз ин рӯ, оё тағирот дар сатҳи ацилкарнитин тағиротҳои метаболикии EGFR-ро инъикос мекунанд ва роҳҳои асосии молекулавӣ метавонанд барои омӯзиши минбаъда сазовор бошанд.
Хулоса, тадқиқоти мо як таснифи метаболикии хунобаро барои ташхиси дифференсиалии гиреҳҳои шуш муқаррар мекунад ва ҷараёни кориро пешниҳод мекунад, ки метавонад баҳодиҳии хатарро оптимизатсия кунад ва идоракунии клиникиро дар асоси скрининги скании КТ осон кунад.
Ин тадқиқот аз ҷониби Кумитаи этикаи беморхонаи саратони Донишгоҳи Сун Ятсен, беморхонаи якуми Донишгоҳи Сун Ятсен ва Кумитаи этикаи беморхонаи саратони Донишгоҳи Чжэнчжоу тасдиқ шудааст.Дар гурӯҳҳои кашф ва тасдиқи дохилӣ, 174 хуноба аз афроди солим ва 244 хуноба аз гиреҳҳои хуб аз афроде, ки ҳамасола дар шӯъбаи мубориза бо саратон, Маркази саратони Донишгоҳи Сун Ят-сен аз муоинаи тиббӣ мегузаранд ва 166 гиреҳҳои хуб ҷамъоварӣ карда шуданд.зардоб.Марҳилаи I аденокарциномаҳои шуш аз Маркази саратони Донишгоҳи Сун Ят-сен ҷамъоварӣ карда шуданд.Дар гурӯҳи тасдиқи беруна, 48 ҳолати гиреҳҳои хуб, 39 ҳолати аденокарциномаҳои марҳилаи I шуш аз беморхонаи якуми филиали Донишгоҳи Сун Ят-сен ва 24 ҳолати аденокарцинома дар марҳилаи I аз беморхонаи саратони Чжэнчжоу буданд.Маркази саратоншиносии Донишгоҳи Сун Ят-сен инчунин 16 ҳолати саратони шуши марҳилаи 1-ро ҷамъоварӣ кард, то қобилияти ташхиси таснифоти метаболикии муқарраршударо санҷед (хусусиятҳои бемор дар Ҷадвали иловагии 5 нишон дода шудаанд).Намунаҳо аз гурӯҳи кашф ва когорти санҷиши дохилӣ аз январи соли 2018 ва майи соли 2020 ҷамъоварӣ карда шуданд. Намунаҳо барои когорти тасдиқи беруна дар байни августи 2021 ва октябри 2022 ҷамъоварӣ карда шуданд. Барои ҳадди ақалл кам кардани ғарази гендерӣ, ба ҳар як шумораи тақрибан баробари парвандаҳои марду зан таъин карда шуданд. когорта.Дастаи кашф ва Гурӯҳи баррасии дохилӣ.Ҷинси иштирокчӣ дар асоси ҳисоботи худ муайян карда шуд.Аз ҳамаи иштирокчиён розигии огоҳшуда гирифта шуд ва ҳеҷ гуна ҷубронпулӣ дода нашудааст.Субъектҳое, ки гиреҳҳои хуб доранд, онҳое буданд, ки холҳои мӯътадили скании КТ аз 2 то 5 сол дар вақти таҳлил буданд, ба истиснои 1 ҳолат аз намунаи тасдиқи беруна, ки қабл аз ҷарроҳӣ ҷамъоварӣ шуда, бо гистопатология ташхис шудааст.Ба истиснои бронхит музмин.Ҳодисаҳои аденокарциномаҳои шуш пеш аз резекцияи шуш ҷамъоварӣ карда шуданд ва бо ташхиси патологӣ тасдиқ карда шуданд.Намунаҳои хуни рӯзадор дар найҳои ҷудокунандаи хуноба бидуни ягон антикоагулянт ҷамъ оварда шуданд.Намунаҳои хун барои 1 соат дар ҳарорати хонагӣ лахта карда шуданд ва сипас дар 2851 × г барои 10 дақиқа дар 4 ° C центрифуга карда шуданд, то супернатантҳои хуноба ҷамъоварӣ карда шаванд.Аликвотҳои хуноба дар -80 ° C то истихроҷи метаболит ях карда шуданд.Шӯъбаи пешгирии саратон ва муоинаи тиббии Маркази саратоншиносии Донишгоҳи Сун Ятсен як ҳавзи хуноба аз 100 донори солим, аз ҷумла шумораи баробари мардон ва занони аз 40 то 55 сола ҷамъоварӣ кард.Ҳаҷми баробари ҳар як намунаи донор омехта карда шуд, ҳавзи натиҷавӣ тақсим карда шуд ва дар -80°C нигоҳ дошта шуд.Омехтаи хуноба ҳамчун маводи истинод барои назорати сифат ва стандартизатсияи маълумот истифода шуд.
Зардоби истинод ва намунаҳои санҷишӣ об карда шуданд ва метаболитҳо бо истифода аз усули истихроҷи омехта (MTBE / метанол / об) 56 истихроҷ карда шуданд.Хулоса, 50 мкл зардоб бо 225 мкл метанол хунук ва 750 мкл эфири метил терт-бутил (MTBE) омехта карда шуд.Омехтаро омехта кунед ва дар ях барои 1 соат инкубатор кунед.Сипас намунаҳо омехта карда шуданд ва гирдоби бо 188 мкл оби дараҷаи MS, ки дорои стандартҳои дохилӣ мебошанд (13С-лактат, 13С3-пируват, 13С-метионин ва 13С6-изолейцин, ки аз лабораторияҳои Isotope Cambridge харидорӣ шудааст) омехта карда шуданд.Сипас омехта дар 15,000 × г барои 10 дақиқа дар 4 ° C центрифуга карда шуд ва марҳилаи поёнӣ ба ду қубур (ҳар кадом 125 мкл) барои таҳлили LC-MS дар режимҳои мусбат ва манфӣ интиқол дода шуд.Ниҳоят, намуна то хушкӣ дар консентратсияи баландсуръати вакууми бухор карда шуд.
Метаболитҳои хушк дар 120 мкл аз 80% ацетонитрил барқарор карда шуданд, дар тӯли 5 дақиқа гирд карда шуданд ва дар 15,000 × г дар давоми 10 дақиқа дар 4 ° C центрифуга карда шуданд.Супернатантҳо ба шишаҳои шишаи каҳрабо бо микроинзерҳо барои омӯзиши метаболомика гузаронида шуданд.Таҳлили метаболомикаи бемаънӣ дар платформаи хроматографияи моеъи ултра иҷрошаванда - спектрометрияи массаи баланд (UPLC-HRMS).Метаболитҳо бо истифода аз системаи Dionex Ultimate 3000 UPLC ва сутуни амидии ACQUITY BEH (2,1 × 100 мм, 1,7 мкм, Waters) ҷудо карда шуданд.Дар ҳолати ионҳои мусбӣ, фазаҳои мобилӣ 95% (А) ва 50% ацетонитрил (В) буданд, ки ҳар кадоми онҳо 10 ммоль/л ацетати аммоний ва 0,1% кислотаи формикӣ доранд.Дар ҳолати манфӣ, фазаҳои мобилии А ва В мутаносибан 95% ва 50% ацетонитрил доштанд, ҳарду фаза дорои 10 ммоль/л аммоний ацетати, pH = 9. Барномаи градиентӣ чунин буд: 0-0,5 дақиқа, 2% B;0,5–12 дақ, 2–50% В;12–14 дақ, 50–98% В;14–16 дақ, 98% В;16–16.1.дақ, 98 – 2% В;16,1-20 дақиқа, 2% B. Сутун дар 40 ° C ва намуна дар 10 ° C дар автомати намуна нигоҳ дошта шуд.Суръати ҷараён 0,3 мл/дақ, ҳаҷми сӯзандору 3 мкл.Масс-спектрометри Q-Exactive Orbitrap (Thermo Fisher Scientific) бо манбаи ионизатсияи электроспрей (ESI) дар реҷаи пурраи скан кор карда шуд ва дар якҷоягӣ бо режими мониторинги ddMS2 барои ҷамъоварии миқдори зиёди додаҳо.Параметрҳои MS чунин муқаррар карда шуданд: шиддати дорупошӣ +3,8 кВ/- 3,2 кВ, ҳарорати капиллярӣ 320°С, гази муҳофизаткунанда 40 арб, гази ёрирасон 10 арб, ҳарорати гармкунаки зонд 350°C, диапазони сканкунӣ 70-1050 м/соат, резолюция.70 000. Маълумот бо истифода аз Xcalibur 4.1 (Thermo Fisher Scientific) гирифта шудааст.
Барои арзёбии сифати маълумот, намунаҳои назорати сифат (QC) тавассути хориҷ кардани 10 мкл аликвотаҳои супернатант аз ҳар як намуна тавлид карда шуданд.Шаш тазриқи намунаи назорати сифат дар оғози пайдарпайии таҳлилӣ барои арзёбии устувории системаи UPLC-MS таҳлил карда шуд.Намунаҳои назорати сифат гоҳ давра ба давра ба партия ворид карда мешаванд.Ҳама 11 партияи намунаҳои хуноба дар ин тадқиқот аз ҷониби LC-MS таҳлил карда шуданд.Аликвотҳои омехтаи ҳавзи хуноба аз 100 донори солим ҳамчун маводи истинодӣ дар партияҳои мувофиқ барои мониторинги раванди истихроҷ ва танзими таъсири партия ба партия истифода шуданд.Дар Маркази Метаболомикаи Донишгоҳи Сун Ят-сен таҳлили ғайримақсадноки метаболомикаи когорти кашф, когорти тасдиқи дохилӣ ва когорти тасдиқи беруна анҷом дода шуд.Лабораторияи берунии Донишгоҳи Гуандун Таҳлил ва Санҷиши Технология инчунин 40 намунаро аз гурӯҳи берунӣ барои санҷиши иҷрои модели таснифкунанда таҳлил кард.
Пас аз истихроҷ ва барқарорсозӣ, миқдори мутлақи метаболитҳои хуноба бо истифода аз хроматографияи моеъ-тандеми масс-спектрометрия (Agilent 6495 сегона квадрупол) бо манбаи ионизатсияи электроспрей (ESI) дар реҷаи мониторинги реаксияи сершумор (MRM) чен карда шуд.Барои ҷудо кардани метаболитҳо як сутуни амидии ACQUITY BEH (2,1 × 100 мм, 1,7 мкм, Waters) истифода шуд.Фазаи сайёр аз 90% (А) ва 5% ацетонитрил (В) бо 10 ммоль/л ацетати аммоний ва махлули 0,1% аммиак иборат буд.Барномаи градиентӣ чунин буд: 0–1,5 дақиқа, 0% B;1,5–6,5 дақ, 0–15% В;6,5–8 дақ, 15% В;8–8,5 дақ, 15%–0% B;8,5–11,5 дақ, 0%В.Сутун дар 40 °C ва намуна дар 10 °C дар автомати намуна нигоҳ дошта шуд.Суръати ҷараён 0,3 мл/дақ ва ҳаҷми сӯзандору 1 мкл буд.Параметрҳои MS чунин муқаррар карда шуданд: шиддати капиллярӣ ±3,5 кВ, фишори небулайзер 35 psi, ҷараёни гази ғилоф 12 л/дақ, ҳарорати гази ғилоф 350°C, ҳарорати гази хушккунӣ 250°C ва ҷараёни гази хушккунӣ 14 л/дақ.Табдилоти MRM аз триптофан, пируват, лактат, гипоксантин ва ксантин 205,0–187,9, 87,0–43,4, 89,0–43,3, 135,0–92,3 ва 151,0–107 буд.мутаносибан 9.Маълумот бо истифода аз Mass Hunter B.07.00 (Agilent Technologies) ҷамъоварӣ карда шуд.Барои намунаҳои хуноба, триптофан, пируват, лактат, гипоксантин ва ксантин бо истифода аз хатҳои калибркунии маҳлулҳои омехтаи стандартӣ миқдорашон муайян карда шуданд.Барои намунаҳои ҳуҷайра, миқдори триптофан ба стандарти дохилӣ ва массаи сафедаи ҳуҷайра муқаррар карда шуд.
Истеҳсоли қулла (м/з ва вақти нигоҳдорӣ (RT)) бо истифода аз Compound Discovery 3.1 ва TraceFinder 4.0 (Thermo Fisher Scientific) анҷом дода шуд.Барои бартараф кардани фарқиятҳои эҳтимолии байни гурӯҳҳо, ҳар як қуллаи хоси намунаи санҷишӣ ба қуллаи хоси маводи истинод аз ҳамон партия тақсим карда шуд, то фаровонии нисбӣ ба даст ояд.Инҳирофҳои нисбии стандартҳои стандартҳои дохилӣ пеш аз стандартизатсия ва баъд аз стандартизатсия дар Ҷадвали иловагии 6 нишон дода шудаанд. Тафовут байни ду гурӯҳ бо суръати кашфи бардурӯғ (FDR<0,05, санҷиши рутбаи имзои Вилкоксон) ва тағирёбии қабат (>1,2 ё <0,83) тавсиф карда шудаанд.Маълумоти хоми MS дар бораи хусусиятҳои истихроҷшуда ва маълумоти истинод ба MS бо хуноба ислоҳшуда мутаносибан дар Маълумоти иловагӣ 1 ва Маълумоти иловагии 2 нишон дода шудаанд.Аннотацияи қуллаи дар асоси чаҳор сатҳи муайяншудаи мушаххаскунӣ, аз ҷумла метаболитҳои муайяншуда, пайвастагиҳои эҳтимолии тафсиршуда, синфҳои таркибии тахминии тавсифшуда ва пайвастагиҳои номаълум 22 анҷом дода шуд.Дар асоси ҷустуҷӯи пойгоҳи додаҳо дар Compound Discovery 3.1 (mzCloud, HMDB, Chemspider), пайвастагиҳои биологӣ бо MS/MS ба стандартҳои тасдиқшуда мувофиқанд ё шарҳҳои дақиқи мувофиқ дар mzCloud (хол > 85) ё Chemspider ниҳоят ҳамчун миёнарав байни метаболоми дифференсиалӣ интихоб карда шуданд.Эзоҳҳои баландтарин барои ҳар як хусусият ба Маълумоти иловагии 3 дохил карда шудаанд. MetaboAnalyst 5.0 барои таҳлили яктарафаи фаровонии метаболитҳои муқарраршуда истифода шудааст.MetaboAlyst 5.0 инчунин таҳлили ғанисозии роҳи KEGG-ро дар асоси метаболитҳои хеле гуногун арзёбӣ кардааст.Таҳлили ҷузъҳои асосӣ (PCA) ва таҳлили қисман хурдтарин квадратҳо (PLS-DA) бо истифода аз бастаи нармафзори ropls (v.1.26.4) бо нормализатсияи стек ва автоматизатсия таҳлил карда шуданд.Модели оптималии биомаркери метаболитӣ барои пешгӯии ашаддии гиреҳҳо бо истифода аз регрессияи бинарии логистикӣ бо камтарин камшавии мутлақ ва оператори интихоб (LASSO, R пакети v.4.1-3) тавлид шудааст.Фаъолияти модели дискриминант дар маҷмӯаҳои ошкор ва тасдиқкунӣ бо баҳодиҳии AUC дар асоси таҳлили ROC мувофиқи бастаи pROC (v.1.18.0.) тавсиф карда шуд.Андозаи оптималии эҳтимолият дар асоси нишондиҳандаи максималии Юдени модел ба даст оварда шуд (ҳассосият + мушаххасият - 1).Намунаҳое, ки арзишашон аз ҳадди камтар ё зиёдтар доранд, мутаносибан ҳамчун гиреҳҳои хуб ва аденокарциномаҳои шуш пешгӯӣ карда мешаванд.
Ҳуҷайраҳои A549 (#CCL-185, Collection Type American Culture) дар муҳити F-12K, ки 10% FBS доранд, парвариш карда шуданд.Пасиҳамоии кӯтоҳи RNA (shRNA) барои ҳадафи SLC7A5 ва назорати ғайриҳадаф (NC) ба вектори лентивирусии pLKO.1-puro ворид карда шуданд.Пайдарпаии антисенси shSLC7A5 чунинанд: Sh1 (5′-GGAGAAACCTGATGAACAGTT-3′), Sh2 (5′-GCCGTGGACTTCGGGAACTAT-3′).Антиденоҳо ба SLC7A5 (# 5347) ва тубулин (# 2148) аз Cell Signaling Technology харидорӣ карда шуданд.Антиденоҳо ба SLC7A5 ва тубулин дар сатҳи 1:1000 барои таҳлили blot Western истифода шуданд.
Seahorse XF Glycolytic Stress Test сатҳи кислоташавии берун аз ҳуҷайраҳоро (ECAR) чен мекунад.Дар таҳлил, глюкоза, олигомицин А ва 2-DG барои санҷидани қобилияти гликолитикии ҳуҷайра, ки аз ҷониби ECAR чен карда шудааст, пайдарпай ворид карда шуданд.
Ҳуҷайраҳои A549, ки бо назорати ғайриҳадафӣ (NC) ва shSLC7A5 (Sh1, Sh2) трансфексия карда шудаанд, дар як шаб дар зарфҳои диаметри 10 см ҷойгир карда шуданд.Метаболитҳои ҳуҷайра бо 1 мл яхбандии 80% обии метанол истихроҷ карда шуданд.Ҳуҷайраҳо дар маҳлули метанол канда шуданд, дар найчаи нав ҷамъ карда шуданд ва дар 15,000 × г барои 15 дақиқа дар 4 ° C центрифуга карда шуданд.800 мкл супернатантро ҷамъ кунед ва бо истифода аз консентратсияи вакууми баландсуръат хушк кунед.Сипас донаҳои метаболитҳои хушкшуда барои сатҳи триптофан бо истифода аз LC-MS/MS тавре ки дар боло тавсиф шудаанд, таҳлил карда шуданд.Сатҳи ҳуҷайравии NAD(H) дар ҳуҷайраҳои A549 (NC ва shSLC7A5) бо истифода аз маҷмӯаи миқдории NAD+/NADH колориметрӣ (#K337, BioVision) тибқи дастурҳои истеҳсолкунанда чен карда шуданд.Сатҳи сафеда барои ҳар як намуна барои ба эътидол овардани миқдори метаболитҳо чен карда шуд.
Барои пешакӣ муайян кардани андозаи интихоб ягон усули оморӣ истифода нашудааст.Тадқиқотҳои қаблии метаболомикӣ, ки ба кашфи биомаркер нигаронида шудаанд15,18 ҳамчун меъёр барои муайян кардани андоза баррасӣ шуданд ва дар муқоиса бо ин гузоришҳо, намунаи мо мувофиқ буд.Ҳеҷ гуна намуна аз гурӯҳи тадқиқот хориҷ карда нашудааст.Намунаҳои хуноба ба таври тасодуфӣ ба гурӯҳи кашф (306 ҳолат, 74,6%) ва гурӯҳи тасдиқи дохилӣ (104 ҳолат, 25,4%) барои таҳқиқоти метаболомикаи мақсаднок таъин карда шуданд.Мо инчунин ба таври тасодуфӣ 70 ҳолатро аз ҳар як гурӯҳ аз кашфиёте, ки барои таҳқиқоти мақсадноки метаболомика гузошта шудааст, интихоб кардем.Ҳангоми ҷамъоварӣ ва таҳлили маълумот дар LC-MS муфаттишон ба супориши гурӯҳӣ нобино шуданд.Таҳлили омории маълумотҳои метаболомикӣ ва таҷрибаҳои ҳуҷайра дар бахшҳои мувофиқ, Натижаҳо, Афсонаҳои расм ва Усулҳо тавсиф карда шудаанд.Миқдори триптофани ҳуҷайравӣ, NADT ва фаъолияти гликолитикӣ се маротиба мустақилона бо натиҷаҳои якхела анҷом дода шуд.
Барои маълумоти бештар дар бораи тарҳрезии омӯзиш, ба Реферати Ҳисоботи Табиии Портфолио, ки бо ин мақола алоқаманд аст, нигаред.
Маълумоти хоми MS дар бораи хусусиятҳои истихроҷшуда ва маълумоти муқарраршудаи MS дар хунобаи истинод мутаносибан дар Маълумоти иловагӣ 1 ва Маълумоти иловагии 2 нишон дода шудаанд.Аннотацияҳои баландтарин барои хусусиятҳои дифференсиалӣ дар Маълумоти иловагӣ 3 оварда шудаанд. Маҷмӯи додаҳои LUAD TCGA-ро аз https://portal.gdc.cancer.gov/ зеркашӣ кардан мумкин аст.Маълумоти воридотӣ барои тарҳрезии график дар маълумоти манбаъ оварда шудааст.Маълумоти манбаъ барои ин мақола оварда шудааст.
Гурӯҳи Миллии Тадқиқоти Скрининги Шуш ва ғайра. Паст кардани фавт аз саратони шуш бо томографияи компютерии вояи кам.Шимоли Англия.J. Мед.365, 395–409 (2011).
Крамер, BS, Berg, KD, Aberle, DR ва Пайғамбар, PC Скрининги саратони шуш бо истифода аз КТ-и спиралии вояи кам: натиҷаҳои Тадқиқоти Миллии Скрининги Шуш (NLST).J. Мед.Экран 18, 109–111 (2011).
Де Конинг, HJ, ва дигарон.Коҳиши фавт аз саратони шуш бо скрининги ҳаҷмии КТ дар як озмоиши тасодуфӣ.Шимоли Англия.J. Мед.382, 503–513 (2020).
Вақти фиристодан: сентябр-18-2023