Di pratîka klînîkî de teşhîsa cuda ya girêkên pişikê yên ku bi tomografiya hesabkirî (CT) hatine destnîşankirin hîn jî dijwar e. Li vir, em metaboloma gerdûnî ya 480 nimûneyên serumê, di nav de kontrolên saxlem, girêkên pişikê yên benign, û adenokarsînomaya pişikê ya qonaxa I, diyar dikin. Adenokarsînom profîlên metabolomîk ên bêhempa nîşan didin, lê girêkên benign û kesên saxlem di profîlên metabolomîk de dişibin hev. Di koma kifşkirinê de (n = 306), komek ji 27 metabolîtan hate destnîşankirin da ku di navbera girêkên benign û xerab de cûdahiyê bike. AUC ya modela cudaker di komên pejirandina navxweyî (n = 104) û pejirandina derveyî (n = 111) de bi rêzê ve 0.915 û 0.945 bû. Analîza rêyê metabolîtên glîkolîtîk ên zêdebûyî eşkere kir ku bi kêmbûna trîptofanê di seruma adenokarsînomaya pişikê de li gorî girêkên benign û kontrolên saxlem ve girêdayî ne, û pêşniyar kir ku wergirtina trîptofanê glîkolîzê di hucreyên kansera pişikê de pêş dixe. Lêkolîna me nirxa nîşankerên biyolojîk ên metabolîtên serumê di nirxandina xetera girêkên pişikê yên ku bi CT hatine tespît kirin de ronî dike.
Teşhîsa zû ji bo baştirkirina rêjeyên saxmayîna nexweşên penceşêrê pir girîng e. Encamên Ceribandina Lêkolîna Penceşêra Pişikê ya Neteweyî ya Dewletên Yekbûyî (NLST) û Lêkolîna NELSON a Ewropî nîşan dane ku lêkolîna bi tomografiya hesabkirî ya doza kêm (LDCT) dikare mirina ji ber penceşêra pişikê di komên bi xetereya bilind de bi girîngî kêm bike1,2,3. Ji ber ku LDCT ji bo lêkolîna penceşêra pişikê berfireh bûye, rêjeya dîtinên radyografîk ên tesadufî yên girêkên pişikê yên bê nîşane berdewam zêde bûye4. Girêkên pişikê wekî nezelaliyên fokal ên heya 3 cm di qutrê de têne pênase kirin5. Em di nirxandina îhtîmala xerabûnê û mijûlbûna bi hejmareke mezin a girêkên pişikê yên ku bi tesadufî li ser LDCT têne tespît kirin de bi zehmetiyan re rû bi rû dimînin. Sînorkirinên CT dikarin bibin sedema muayeneyên şopandinê yên pir caran û encamên erênî yên derewîn, ku dibin sedema destwerdana nehewce û dermankirina zêde6. Ji ber vê yekê, pêdivî bi pêşxistina nîşankerên pêbawer û bikêr heye da ku penceşêra pişikê di qonaxên destpêkê de bi rengek rast were destnîşankirin û piraniya girêkên xêrxwaz di tespîtkirina destpêkê de werin cûdakirin7.
Analîza molekulî ya berfireh a xwînê (serum, plazma, şaneyên mononukleer ên xwîna periferîk), tevî genomîk, proteomîk an metîlasyona DNAyê8,9,10, bûye sedema zêdebûna eleqeyê di kifşkirina nîşaneyên biyolojîk ên teşhîsê ji bo kansera pişikê de. Di vê navberê de, nêzîkatiyên metabolomîk berhemên dawîn ên şaneyê dipîvin ku ji hêla çalakiyên endojen û eksojen ve bandor dibin û ji ber vê yekê ji bo pêşbînîkirina destpêk û encama nexweşiyê têne bikar anîn. Kromatografiya şile-spektrometriya girseyî ya tandem (LC-MS) rêbazek berfireh e ku ji bo lêkolînên metabolomîk tê bikar anîn ji ber hesasiyeta wê ya bilind û rêza dînamîk a mezin, ku dikare metabolîtên bi taybetmendiyên fîzîkî-kîmyewî yên cûda bigire nav xwe11,12,13. Her çend analîza metabolomîk a gerdûnî ya plazma/serumê ji bo destnîşankirina nîşaneyên biyolojîk ên bi teşhîsa kansera pişikê14,15,16,17 û bandora dermankirinê ve girêdayî hatibe bikar anîn18, dabeşkerên metabolîtên serumê ji bo cûdakirina di navbera girêkên pişikê yên benign û xerab de hîn jî pir têne lêkolîn kirin. - lêkolînek girseyî.
Adenokarsinoma û karsînoma şaneya skvamos du bincelebên sereke yên kansera pişikê ya şaneya ne-biçûk (NSCLC) ne. Testên cûrbecûr ên ceribandina CT nîşan didin ku adenokarsinoma cureya hîstolojîk a herî gelemperî ya kansera pişikê ye1,19,20,21. Di vê lêkolînê de, me kromatografiya şile ya performansa ultra-performans-spektrometriya girseyî ya çareseriya bilind (UPLC-HRMS) bikar anî da ku analîza metabolomîk li ser tevahî 695 nimûneyên serumê pêk bînin, di nav de kontrolên saxlem, girêkên pişikê yên benign, û CT-ya ≤3 cm hatine tespît kirin. Lêkolîna ji bo adenokarsinoma pişikê ya Qonaxa I. Me panelek ji metabolîtên serumê destnîşan kir ku adenokarsinoma pişikê ji girêkên benign û kontrolên saxlem cuda dikin. Analîza dewlemendkirina rê eşkere kir ku metabolîzma trîptofan û glukozê ya anormal guhertinên hevpar in di adenokarsinoma pişikê de li gorî girêkên benign û kontrolên saxlem. Di dawiyê de, me dabeşkerek metabolîk a serumê bi taybetmendî û hesasiyetek bilind ava kir û pejirand da ku di navbera girêkên pişikê yên xerab û benign ên ku ji hêla LDCT ve têne tespît kirin de cuda bike, ku dibe ku di teşhîsa cûdahiya zû û nirxandina rîskê de bibe alîkar.
Di vê lêkolînê de, nimûneyên serumê yên li gorî zayend û temen bi awayekî paşverû ji 174 kontrolên saxlem, 292 nexweşên bi girêkên pişikê yên benign û 229 nexweşên bi adenokarsînomên pişikê yên qonaxa I hatin berhevkirin. Taybetmendiyên demografîk ên 695 beşdaran di Tabloya Pêvek 1 de têne nîşandan.
Wekî ku di Wêne 1a de tê xuyang kirin, bi tevahî 480 nimûneyên serumê, di nav de 174 kontrolên saxlem (HC), 170 girêkên benign (BN), û 136 nimûneyên adenokarsînomên pişikê yên qonaxa I (LA), li Navenda Penceşêrê ya Zanîngeha Sun Yat-sen hatin berhev kirin. Kohorta keşfê ji bo profîla metabolomîk a bêarmanc bi karanîna kromatografiya şile ya ultra-performans-spektrometriya girseyî ya çareseriya bilind (UPLC-HRMS). Wekî ku di Wêne 1 a Pêvek de tê xuyang kirin, metabolîtên cûda yên di navbera LA û HC, LA û BN de hatin destnîşankirin da ku modelek dabeşkirinê were damezrandin û analîza rêça cûdahiyê bêtir were lêkolîn kirin. 104 nimûneyên ku ji hêla Navenda Penceşêrê ya Zanîngeha Sun Yat-sen ve hatine berhev kirin û 111 nimûneyên ku ji hêla du nexweşxaneyên din ve hatine berhev kirin, bi rêzê ve ji bo pejirandina navxweyî û derveyî hatin derbas kirin.
a Nifûsa lêkolînê di koma vedîtinê de ku analîza metabolomîk a seruma gerdûnî bi karanîna kromatografiya şilava ultra-performans-spektrometriya girseyî ya çareseriya bilind (UPLC-HRMS) derbas kir. b Analîza cihêkariya kêmtirîn çargoşeyan a qismî (PLS-DA) ya metaboloma tevahî ya 480 nimûneyên serumê ji koma lêkolînê, di nav de kontrolên saxlem (HC, n = 174), girêkên benign (BN, n = 170), û adenokarsînomaya pişikê ya qonaxa I (Los Angeles, n = 136). +ESI, moda îyonîzasyona elektrospray erênî, -ESI, moda îyonîzasyona elektrospray neyînî. c–e Metabolît bi pirbûna girîng di du komên dayîn de (testê rêza îmzekirî ya Wilcoxon a du-alî, nirxa p ya rastkirî ya rêjeya vedîtina derewîn, FDR <0.05) bi sor (guherîna qat > 1.2) û şîn (guherîna qat < 0.83) têne nîşandan. ) li ser grafîka volkanê têne nîşandan. f Nexşeya germê ya komkirina hiyerarşîk cûdahiyên girîng di hejmara metabolîtên şîrovekirî de di navbera LA û BN de nîşan dide. Agahiyên çavkaniyê bi şêweyê pelên daneyên çavkaniyê têne peyda kirin.
Metaboloma giştî ya serumê ya 174 HC, 170 BN û 136 LA di koma kifşkirinê de bi karanîna analîza UPLC-HRMS hate analîzkirin. Em pêşî nîşan didin ku nimûneyên kontrola kalîteyê (QC) li navenda modelek analîza pêkhateya sereke ya bêçavdêrî (PCA) bi hişkî kom dibin, ku aramiya performansa lêkolîna heyî piştrast dike (Wêneya Pêvek 2).
Wekî ku di analîza cihêkariya kêmtirîn çargoşeyan a qismî (PLS-DA) de di Şekil 1b de hatiye nîşandan, me dît ku di navbera LA û BN, LA û HC de di modên îyonîzasyona elektrospray ên erênî (+ESI) û neyînî (-ESI) de cûdahiyên zelal hene. Lêbelê, di navbera BN û HC de di şert û mercên +ESI û -ESI de cûdahiyên girîng nehatin dîtin.
Me 382 taybetmendiyên cuda di navbera LA û HC de, 231 taybetmendiyên cuda di navbera LA û BN de, û 95 taybetmendiyên cuda di navbera BN û HC de dîtin (testê rêza îmzekirî ya Wilcoxon, FDR <0.05 û guherîna pirjimar >1.2 an <0.83) (Wêne .1c-e). . Lûtkeyên bêtir bi nirxa m/z, dema ragirtinê û lêgerîna spektruma girseyî ya perçebûnê (hûrguliyên di beşa Rêbazan de hatine vegotin) li hember databasekê (pirtûkxaneya mzCloud/HMDB/Chemspider) hatin şîrovekirin (Daneyên Pêvek 3) 22. Di dawiyê de, 33 û 38 metabolîtên şîrovekirî yên bi cûdahiyên girîng di pirbûnê de ji bo LA li hember BN (Wêne 1f û Tabloya Pêvek 2) û LA li hember HC (Wêneya Pêvek 3 û Tabloya Pêvek 2) bi rêzê ve hatin destnîşankirin. Berevajî vê, tenê 3 metabolîtên bi cûdahiyên girîng di pirbûnê de di BN û HC de hatin destnîşankirin (Tabloya Pêvek 2), ku lihevhatî ye bi hevgirtina di navbera BN û HC de di PLS-DA de. Ev metabolîtên cuda rêzek fireh ji biyokîmyalan vedihewînin (Wêneya Pêvek 4). Bi hev re, ev encam guhertinên girîng di metaboloma serumê de nîşan didin ku veguherîna xerab a kansera pişikê ya qonaxa destpêkê li gorî girêkên pişikê yên benign an jî mijarên saxlem nîşan didin. Di heman demê de, dişibiya metaboloma serumê ya BN û HC nîşan dide ku girêkên pişikê yên benign dikarin gelek taybetmendiyên biyolojîkî bi kesên saxlem re parve bikin. Ji ber ku mutasyonên gena wergirê faktora mezinbûna epidermal (EGFR) di adenokarsînomaya pişikê ya bintîpa 23 de gelemperî ne, me xwest ku bandora mutasyonên ajokar li ser metaboloma serumê diyar bikin. Piştre me profîla metabolomîk a giştî ya 72 bûyerên bi statuya EGFR di koma adenokarsînomaya pişikê de analîz kir. Bi balkêşî, me di analîza PCA de profîlên berawirdî di navbera nexweşên mutant ên EGFR (n = 41) û nexweşên celebê kovî yên EGFR (n = 31) de dîtin (Wêneya Pêvek 5a). Lêbelê, me 7 metabolîtan destnîşan kirin ku pirbûna wan di nexweşên bi mutasyona EGFR de li gorî nexweşên bi EGFR-ya celebê kovî bi girîngî guherî bû (test t, p < 0.05 û guherîna qat > 1.2 an < 0.83) (Wêneya Pêvek 5b). Piraniya van metabolîtan (5 ji 7) asîlkarnîtîn in, ku di rêyên oksîdasyona asîdên rûn de rolek girîng dilîzin.
Wekî ku di herikîna kar a di Wêne 2a de tê nîşandan de tê xuyang kirin, nîşankerên biyolojîk ji bo dabeşkirina girêkan bi karanîna operatorên kêmkirina mutleq ên herî kêm û hilbijartinê li ser bingeha 33 metabolîtên cihêreng ên ku di LA (n = 136) û BN (n = 170) de hatine destnîşankirin, hatine bidestxistin. Têkeliya çêtirîn a guhêrbaran (LASSO) - modela regresyona lojîstîkî ya dualî. Ji bo ceribandina pêbaweriya modelê, pejirandina deh-qatî ya xaçerê hate bikar anîn. Hilbijartina guhêrbar û rêkûpêkkirina parametreyan bi cezayek herî zêdekirina îhtîmalê bi parametreya λ24 ve têne sererast kirin. Analîza metabolomîk a gerdûnî di komên pejirandina navxweyî (n = 104) û pejirandina derveyî (n = 111) de bi serbixwe hate kirin da ku performansa dabeşkirinê ya modela cudakar were ceribandin. Di encamê de, 27 metabolîtên di koma vedîtinê de wekî modela cudakar a çêtirîn bi nirxa navînî ya AUC-ya herî mezin hatin destnîşankirin (Wêne 2b), ku di nav wan de 9 çalakiya zêde û 18 çalakiya kêmkirî di LA de li gorî BN hebûn (Wêne 2c).
Herikîna xebatê ji bo avakirina dabeşkerek girêkên pişikê, di nav de hilbijartina panela çêtirîn a metabolîtên serumê di koma vedîtinê de bi karanîna modelek regresyona lojîstîkî ya dualî bi rêya pejirandina xaçerêyî ya deh-qatî û nirxandina performansa pêşbînîkirinê di setên pejirandina navxweyî û derveyî de. b Statîstîkên pejirandina xaçerêyî ya modela regresyona LASSO ji bo hilbijartina nîşankerên biyometabolîk. Hejmarên ku li jor hatine dayîn hejmara navînî ya nîşankerên biyo yên ku di λ-ya diyarkirî de hatine hilbijartin temsîl dikin. Xeta xalxalî ya sor nirxa navînî ya AUC li lambda ya têkildar temsîl dike. Xetên xeletiyê yên gewr nirxên AUC yên herî kêm û herî zêde temsîl dikin. Xeta xalxalî modela çêtirîn bi 27 nîşankerên biyo yên bijartî nîşan dide. AUC, qada di bin xêza taybetmendiya xebitandina wergir (ROC) de. c Guhertinên qatkirî yên 27 metabolîtên bijartî di koma LA de li gorî koma BN di koma vedîtinê de. Stûna sor - çalakkirin. Stûna şîn kêmbûnek e. d–f Xêzên taybetmendiya xebitandina wergir (ROC) hêza modela cihêkar nîşan didin li ser bingeha 27 kombînasyonên metabolîtan di setên pejirandina vedîtin, navxweyî û derveyî de. Daneyên çavkaniyê bi şiklê pelên daneyên çavkaniyê têne peyda kirin.
Modelek pêşbînîkirinê li ser bingeha katsayiyên regresyona girankirî ya van 27 metabolîtan hate afirandin (Tabloya Pêvek 3). Analîza ROC-ê ya li ser bingeha van 27 metabolîtan nirxa qada bin xêzê (AUC) ya 0.933, hesasiyeta koma kifşkirinê 0.868, û taybetmendî 0.859 da (Wêne 2d). Di heman demê de, di nav 38 metabolîtên cûda yên şîrovekirî yên di navbera LA û HC de, komek ji 16 metabolîtan AUC-ya 0.902 bi hesasiyetek 0.801 û taybetmendîyek 0.856 di cûdakirina LA ji HC de bi dest xist (Wêneya Pêvek 6a-c). Nirxên AUC-ê yên li ser bingeha eşikên guherîna qatê yên cûda ji bo metabolîtên cûda jî hatin berhev kirin. Me dît ku modela dabeşkirinê di cûdakirina di navbera LA û BN (HC) de çêtirîn performans nîşan da dema ku asta guherîna qatê li ser 1.2 li hember 1.5 an 2.0 hate danîn (Wêneya Pêvek 7a,b). Modela dabeşkirinê, ku li ser bingeha 27 komên metabolîtan e, di komên navxweyî û derveyî de bêtir hate pejirandin. AUC ji bo pejirandina navxweyî 0.915 (hesasiyet 0.867, taybetmendî 0.811) û ji bo pejirandina derveyî 0.945 (hesasiyet 0.810, taybetmendî 0.979) bû (Wêne 2e, f). Ji bo nirxandina karîgeriya navbera laboratûvaran, 40 nimûne ji koma derveyî di laboratûvarek derveyî de wekî ku di beşa Rêbazan de hatî vegotin hatin analîz kirin. Rastbûna dabeşkirinê AUC ya 0.925 bi dest xist (Wêneya Pêvek 8). Ji ber ku karsînoma hucreya skwamoz a pişikê (LUSC) duyemîn cureya herî gelemperî ya kansera pişikê ya hucreya ne-biçûk (NSCLC) piştî adenokarsînomê pişikê (LUAD) ye, me kêrhatîbûna potansiyel a pejirandî ya profîlên metabolîk jî ceriband. BN û 16 bûyerên LUSC. AUC ya cudakariyê di navbera LUSC û BN de 0.776 bû (Wêneya Pêvek 9), ku nîşan dide ku şiyana xirabtir li gorî cudakariyê di navbera LUAD û BN de heye.
Lêkolînan nîşan dane ku mezinahiya girêkan li ser wêneyên CT bi îhtîmala xerabûnê re bi awayekî erênî têkildar e û diyarkerek sereke ya dermankirina girêkan dimîne25,26,27. Analîza daneyên ji koma mezin a lêkolîna pişkinînê ya NELSON nîşan da ku xetera xerabûnê di mijarên bi girêkên <5 mm de heta dişibihe ya di mijarên bê girêk de 28. Ji ber vê yekê, mezinahiya herî kêm ku çavdêriya birêkûpêk a CT hewce dike 5 mm ye, wekî ku ji hêla Civaka Toraksê ya Brîtanî (BTS) ve tê pêşniyar kirin, û 6 mm, wekî ku ji hêla Civaka Fleischner ve tê pêşniyar kirin 29. Lêbelê, girêkên ji 6 mm mezintir û bêyî taybetmendiyên eşkere yên xêrxwaz, ku jê re girêkên pişikê yên ne diyar (IPN) tê gotin, di nirxandin û rêveberiyê de di pratîka klînîkî de dijwariyek mezin dimînin30,31. Piştre me lêkolîn kir ka mezinahiya girêkan bandor li îmzeyên metabolomîk kiriye bi karanîna nimûneyên komkirî ji komên vedîtin û pejirandina navxweyî. Bi balkişandina ser 27 nîşankerên biyolojîk ên pejirandî, me pêşî profîlên PCA yên metabolomên HC û BN yên bin-6 mm berawird kirin. Me dît ku piraniya xalên daneyê ji bo HC û BN li hev dikevin, ku nîşan dide ku asta metabolîtên serumê di her du koman de jî dişibin hev (Wêne 3a). Nexşeyên taybetmendiyan li seranserê rêzên mezinahiyên cûda di BN û LA de parastî man (Wêne 3b, c), lê di navbera girêkên xerab û xêrxwaz de di rêza 6-20 mm de cudahî hate dîtin (Wêne 3d). Vê komê AUC ya 0.927, taybetmendî 0.868, û hesasiyet 0.820 ji bo pêşbînîkirina xerabiya girêkên ku bi pîvana 6 heta 20 mm ne hebû (Wêne 3e, f). Encamên me nîşan didin ku dabeşker dikare guhertinên metabolîk ên ku ji ber veguherîna xerab a zû çêdibin, bêyî ku mezinahiya girêkê çi be, bigire.
ad Berawirdkirina profîlên PCA di navbera komên diyarkirî de li ser bingeha dabeşkerek metabolîk a 27 metabolîtan. CC û BN < 6 mm. b BN < 6 mm li hember BN 6–20 mm. di LA 6–20 mm de li hember LA 20–30 mm. g BN 6–20 mm û LA 6–20 mm. GC, n = 174; BN < 6 mm, n = 153; BN 6–20 mm, n = 91; LA 6–20 mm, n = 89; LA 20–30 mm, n = 77. e Xêza taybetmendiya xebitandina wergir (ROC) performansa modela cihêkar ji bo girêkên 6–20 mm nîşan dide. f Nirxên îhtîmalê li ser bingeha modela regresyona lojîstîkî ji bo girêkên ku 6–20 mm dipîvin hatine hesab kirin. Xeta xalxalî ya gewr nirxa qutkirina çêtirîn (0.455) temsîl dike. Hejmarên li jor rêjeya bûyerên ku ji bo Los Angelesê têne pêşbînîkirin temsîl dikin. Testa t ya Xwendekarê du-alî bikar bînin. PCA, analîza pêkhateya sereke. Rûbera AUC ya di bin xêzê de. Daneyên çavkaniyê bi şiklê pelên daneyên çavkaniyê têne peyda kirin.
Çar nimûne (temenê 44-61 salî) bi mezinahiyên girêkên pişikê yên wekhev (7-9 mm) ji bo nîşandana performansa modela pêşbînîkirina xerabûnê ya pêşniyarkirî hatin hilbijartin (Wêne 4a, b). Di pişkinîna destpêkê de, Doza 1 wekî girêkek zexm bi kalsiyûmê re xuya bû, taybetmendiyek ku bi xêrxwaziyê ve girêdayî ye, lê Doza 2 wekî girêkek nîv zexm a ne diyar bêyî taybetmendiyên xêrxwaz ên eşkere xuya bû. Sê dewreyên skankirina CT ya şopandinê nîşan dan ku ev doz di heyamek 4 salan de sabît man û ji ber vê yekê wekî girêkên xêrxwaz hatin hesibandin (Wêne 4a). Li gorî nirxandina klînîkî ya skankirina CT ya rêzefîlm, analîza metabolîta serumê ya yek-derzî bi modela dabeşkerê heyî van girêkên xêrxwaz bi lez û bez li ser bingeha sînorkirinên îhtimalî bi rêkûpêk nas kir (Tabloya 1). Wêne 4b di doza 3 de girêkek bi nîşanên vekişîna plevrayê nîşan dide, ku pir caran bi xerabûnê ve girêdayî ye32. Doza 4 wekî girêkek nîv zexm a ne diyar bêyî delîlên sedemek xêrxwaz hate xuyang kirin. Li gorî modela dabeşker, ev hemû rewş wekî xerab hatin pêşbînîkirin (Tabloya 1). Nirxandina adenokarsînomê pişikê bi muayeneya hîstopatolojîk piştî emeliyata rezeksiyona pişikê hate nîşandan (Wêne 4b). Ji bo seta pejirandina derveyî, dabeşkerê metabolîk du rewşên girêkên pişikê yên nediyar ên ji 6 mm mezintir bi rast pêşbînî kir (Wêneya Pêvek 10).
Wêneyên CT yên pencereya eksîyal a pişikê ya du rewşên girêkên benîgn. Di rewşa 1-ê de, skana CT piştî 4 salan girêkek hişk a sabît nîşan da ku bi pîvana 7 mm di loba jêrîn a rastê de bi kalsifikasyonê bû. Di rewşa 2-an de, skana CT piştî 5 salan girêkek sabît, qismî hişk bi qismî bi qûtra 7 mm di loba jorîn a rastê de nîşan da. b Wêneyên CT yên pencereya eksîyal a pişikê û lêkolînên patolojîk ên têkildar ên du rewşên adenokarsînoma qonaxa I berî rezekasyona pişikê. Di rewşa 3-an de girêkek bi qûtra 8 mm di loba jorîn a rastê de bi vekişîna plevrayê nîşan da. Di rewşa 4-an de girêkek cama erdî ya qismî hişk bi pîvana 9 mm di loba jorîn a çepê de nîşan da. Boyaxkirina hematoksîlîn û eozînê (H&E) ya tevna pişikê ya rezekkirî (barika pîvanê = 50 μm) şêweya mezinbûna asînar a adenokarsînoma pişikê nîşan dide. Tîr girêkên ku li ser wêneyên CT hatine tespîtkirin nîşan didin. Wêneyên H&E wêneyên nûner ên gelek (>3) zeviyên mîkroskopîk in ku ji hêla patolog ve hatine lêkolîn kirin.
Bi hev re, encamên me nirxa potansiyel a nîşankerên metabolîtên serumê di teşhîsa cuda ya girêkên pişikê de nîşan didin, ku dibe ku di nirxandina ceribandina CT de bibe sedema pirsgirêkan.
Li ser bingeha panelek metabolîtên cuda yên pejirandî, me xwest ku têkiliyên biyolojîk ên guhertinên sereke yên metabolîk destnîşan bikin. Analîza dewlemendkirina rêya KEGG-ê ji hêla MetaboAnalyst ve 6 rêyên hevpar ên guhertî yên girîng di navbera her du komên dayîn de destnîşan kir (LA vs. HC û LA vs. BN, p ≤ 0.001 a sererastkirî, bandor > 0.01). Ev guhertin bi têkçûnên di metabolîzma pîruvatê, metabolîzma trîptofanê, metabolîzma nîyasîn û nîkotînamîdê, glîkolîz, çerxa TCA, û metabolîzma purînê de hatin taybetmendî kirin (Wêne 5a). Piştre me metabolomîkên hedefgirtî bêtir pêk anîn da ku guhertinên sereke bi karanîna hejmartina mutleq verast bikin. Destnîşankirina metabolîtên hevpar di rêyên guhertî yên gelemperî de bi spektrometriya girseyî ya sêqat a çarqat (QQQ) bi karanîna standardên metabolîtên rastîn. Taybetmendiyên demografîk ên nimûneya hedef a lêkolîna metabolomîkê di Tabloya Pêvek 4 de hene. Li gorî encamên me yên metabolomîkê yên gerdûnî, analîza hejmarî piştrast kir ku hîpoksantîn û ksantîn, pîruvat û laktat di LA de li gorî BN û HC zêde bûne (Wêne 5b, c, p <0.05). Lêbelê, di navbera BN û HC de di van metabolîtan de cûdahiyên girîng nehatin dîtin.
Analîza dewlemendkirina rêça KEGG ya metabolîtên cuda yên girîng di koma LA de li gorî komên BN û HC. Globaltest-ek du-alî hate bikar anîn, û nirxên p bi karanîna rêbaza Holm-Bonferroni hatin sererastkirin (p ≤ 0.001 û mezinahiya bandorê > 0.01 hate sererastkirin). b–d Nexşeyên Violin-ê ku asta hîpoksantîn, ksantîn, laktat, pîruvat, û trîptofanê di seruma HC, BN, û LA de nîşan didin ku bi LC-MS/MS (n = 70 ji bo her komê) hatine destnîşankirin. Xetên xalxalî yên spî û reş bi rêzê ve navîn û çaryek nîşan didin. e Nexşeya Violin-ê îfadeya mRNA ya Log2TPM (transkrîptên her mîlyon) ya normalîzekirî ya SLC7A5 û QPRT di adenokarsînomê pişikê de (n = 513) li gorî tevna pişikê ya normal (n = 59) di daneya LUAD-TCGA de nîşan dide. Qutiya spî rêza navbera çaryekan temsîl dike, xeta reş a horizontî ya li navendê medyan temsîl dike, û xeta reş a vertîkal a ku ji qutiyê dirêj dibe navbera baweriyê ya 95% (CI) temsîl dike. f Nexşeya koralasyona Pearson a îfadeya SLC7A5 û GAPDH di adenokarsînomê pişikê (n = 513) û şaneyên pişikê yên normal (n = 59) de di daneya TCGA de. Devera gewr CI ya 95% temsîl dike. r, koefîsyenta koralasyona Pearson. g Asta trîptofanê ya hucreyî ya normalîzekirî di hucreyên A549 de ku bi kontrola shRNA ya ne-taybetî (NC) û shSLC7A5 (Sh1, Sh2) ve hatine transfekt kirin, ku ji hêla LC-MS/MS ve hatine destnîşankirin. Analîza îstatîstîkî ya pênc nimûneyên biyolojîkî serbixwe di her komê de tê pêşkêş kirin. h Asta hucreyî ya NADt (NAD-ya tevahî, tevî NAD+ û NADH) di hucreyên A549 (NC) û hucreyên A549 yên ku SLC7A5 kêm kirine (Sh1, Sh2). Analîza îstatîstîkî ya sê nimûneyên biyolojîkî serbixwe di her komê de tê pêşkêş kirin. Çalakiya glîkolîtîk a şaneyên A549 berî û piştî kêmkirina SLC7A5 bi rêjeya asîdkirina derveyî şaneyê (ECAR) (n = 4 nimûneyên biyolojîkî yên serbixwe ji bo her komê) hate pîvandin. 2-DG,2-deoksî-D-glukoz. Testa t ya Xwendekarê du-alî di (b–h) de hate bikar anîn. Di (g–i) de, barên çewtiyê navînî ± SD temsîl dikin, her ceribandin sê caran bi serbixwe hate kirin û encam dişibin hev. Daneyên çavkaniyê bi şiklê pelên daneyên çavkaniyê têne peyda kirin.
Bi berçavgirtina bandora girîng a metabolîzma trîptofanê ya guhertî di koma LA de, me asta trîptofanê ya serumê di komên HC, BN, û LA de jî bi karanîna QQQ nirxand. Me dît ku trîptofana serumê di LA de li gorî HC an BN kêm bûye (p < 0.001, Wêne 5d), ku ev yek bi dîtinên berê re lihevhatî ye ku asta trîptofanê ya di nav xwînê de di nexweşên bi kansera pişikê de ji kontrolên saxlem ên ji koma kontrolê kêmtir e33,34,35. Lêkolînek din a ku PET/CT tracer 11C-methyl-L-trîptofan bikar tîne dît ku dema ragirtina sînyala trîptofanê di şaneyên kansera pişikê de li gorî lezyonên benîgn an şaneyên normal bi girîngî zêde bûye36. Em texmîn dikin ku kêmbûna trîptofanê di seruma LA de dibe ku vegirtina çalak a trîptofanê ji hêla hucreyên kansera pişikê ve nîşan bide.
Her wiha tê zanîn ku berhema dawî ya rêça kynurenine ya katabolîzma trîptofanê NAD+37,38 e, ku substratek girîng e ji bo reaksiyona glîseraldehîd-3-fosfatê bi 1,3-bîsfosfoglîseratê re di glîkolîzê de39. Her çend lêkolînên berê li ser rola katabolîzma trîptofanê di rêkxistina parastinê de sekinîne jî, me xwest ku têkiliya di navbera bêserûberkirina trîptofanê û rêyên glîkolîtîk ên ku di lêkolîna heyî de têne dîtin ronî bikin. Malbata veguhezkarê çareserkerê 7 endamê 5 (SLC7A5) wekî veguhezkarê trîptofanê tê zanîn43,44,45. Fosforîbosîltransferaza asîda kînolînîk (QPRT) enzîmek e ku li jêr rêça kynurenînê ye û asîda kînolînîk vediguherîne NAMN46. Lêkolîna daneyên LUAD TCGA eşkere kir ku hem SLC7A5 û hem jî QPRT di şaneyên tumorê de li gorî şaneyên normal bi girîngî zêde bûne (Wêne 5e). Ev zêdebûn di qonaxên I û II û her weha qonaxên III û IV ên adenokarsînomê pişikê de hate dîtin (Wêneya Pêvek 11), ku nîşana têkçûnên zû di metabolîzma trîptofanê de ye ku bi tumorjenezê ve girêdayî ye.
Herwiha, daneyên LUAD-TCGA di nimûneyên nexweşên penceşêrê de têkiliyek erênî di navbera îfadeya mRNA ya SLC7A5 û GAPDH de nîşan da (r = 0.45, p = 1.55E-26, Wêne 5f). Berevajî vê, di navbera îmzeyên genên weha de di şaneyên pişikê yên normal de têkiliyek girîng nehat dîtin (r = 0.25, p = 0.06, Wêne 5f). Kêmkirina SLC7A5 (Wêneya Pêvek 12) di hucreyên A549 de asta trîptofan û NAD(H) ya hucreyî bi girîngî kêm kir (Wêne 5g,h), ku di encamê de çalakiya glîkolîtîk a qelsbûyî wekî ku bi rêjeya asîdasyona derveyî hucreyê (ECAR) tê pîvandin (Wêne 1). 5i). Bi vî rengî, li ser bingeha guhertinên metabolîk di serumê de û tespîtkirina in vitro, em texmîn dikin ku metabolîzma trîptofanê dikare bi rêya rêça kynurenînê NAD+ hilberîne û rolek girîng di pêşvebirina glîkolîzê de di penceşêra pişikê de bilîze.
Lêkolînan nîşan daye ku hejmareke mezin ji girêkên pişikê yên nediyar ên ku bi LDCT-ê hatine tespîtkirin, dibe ku ji ber teşhîseke xelet-pozîtîf a nexweşiya xerab, pêdivî bi ceribandinên zêde yên wekî PET-CT, biyopsiya pişikê, û dermankirina zêde hebe.31 Wekî ku di Wêne 6-an de tê xuyang kirin, lêkolîna me panelek ji metabolîtên serumê yên bi nirxa teşhîsê ya potansiyel destnîşan kir ku dibe ku dabeşkirina rîskê û rêveberiya paşê ya girêkên pişikê yên ku bi CT-ê hatine tespîtkirin baştir bike.
Girêkên pişikê bi karanîna tomografiya hesabkirî ya doza kêm (LDCT) bi taybetmendiyên wênekirinê yên ku sedemên baş an xirab pêşniyar dikin têne nirxandin. Encama ne diyar a girêkan dikare bibe sedema serdanên şopandinê yên pir caran, destwerdanên nehewce û dermankirina zêde. Têxistina dabeşkerên metabolîk ên serumê yên bi nirxa teşhîsê dikare nirxandina rîskê û rêveberiya paşê ya girêkên pişikê baştir bike. Tomografiya emîsyona pozîtronê ya PET.
Daneyên ji lêkolîna NLST ya Dewletên Yekbûyî yên Amerîkayê û lêkolîna NELSON ya Ewropî nîşan didin ku kontrolkirina komên bi rîska bilind bi tomografiya hesabkirî ya doza kêm (LDCT) dikare mirina ji ber kansera pişikê kêm bike1,3. Lêbelê, nirxandina rîskê û paşê rêveberiya klînîkî ya hejmareke mezin ji girêkên pişikê yên tesadufî yên ku ji hêla LDCT ve têne tespît kirin hîn jî ya herî dijwar e. Armanca sereke ew e ku bi tevlêkirina nîşankerên biyolojîk ên pêbawer, dabeşkirina rast a protokolên heyî yên li ser bingeha LDCT-ê were baştir kirin.
Hin nîşaneyên molekulî, wekî metabolîtên xwînê, bi berawirdkirina kansera pişikê bi kontrolên saxlem re hatine destnîşankirin15,17. Di vê lêkolînê de, me li ser sepandina analîza metabolomîk a serumê sekinî da ku di navbera girêkên pişikê yên benign û xerab de ku bi tesadufî bi LDCT hatine tespît kirin, cudahî bikin. Me metaboloma serumê ya gerdûnî ya nimûneyên kontrola saxlem (HC), girêkên pişikê yên benign (BN), û adenokarsinoma pişikê ya qonaxa I (LA) bi karanîna analîza UPLC-HRMS berawird kir. Me dît ku HC û BN profîlên metabolîk ên wekhev hebûn, lê LA li gorî HC û BN guherînên girîng nîşan da. Me du komên metabolîtên serumê destnîşan kirin ku LA ji HC û BN cuda dikin.
Pîlana destnîşankirina girêkên xêrxwaz û xerab a li ser bingeha LDCT-ê ya heyî bi giranî li ser mezinahî, dendik, morfolojî û rêjeya mezinbûna girêkan di demê re ye30. Lêkolînên berê nîşan dane ku mezinahiya girêkan bi îhtîmala kansera pişikê ve girêdayî ye. Heta di nexweşên bi xetera bilind de jî, xetera xerabûnê di girêkên <6 mm de <1% e. Xetera xerabûnê ji bo girêkên ku pîvana wan 6 heta 20 mm ye ji% 8 heta% 64 diguhere30. Ji ber vê yekê, Komeleya Fleischner ji bo şopandina rûtîn a CT-yê pîvanek qutkirî ya 6 mm pêşniyar dike.29 Lêbelê, nirxandina xetereyê û birêvebirina girêkên pişikê yên nediyar (IPN) yên ji 6 mm mezintir bi têra xwe nehatiye kirin31. Rêvebirina heyî ya nexweşiya dil a jidayikbûnê bi gelemperî li ser bingeha çavnebariya hişyar bi çavdêriya CT-yê ya pir caran e.
Li ser bingeha metaboloma pejirandî, me cara yekem hevgirtina îmzeyên metabolomîk di navbera kesên saxlem û girêkên benign <6 mm de nîşan da. Dişibiya biyolojîkî bi dîtinên CT yên berê re lihevhatî ye ku xetera xerabûnê ji bo girêkên <6 mm bi qasî mijarên bê girêk kêm e.30 Divê were zanîn ku encamên me jî nîşan didin ku girêkên benign <6 mm û ≥6 mm di profîlên metabolomîk de dişibin hev, ku ev yek nîşan dide ku pênaseya fonksiyonel a etiolojiya benign bêyî ku mezinahiya girêkê çi be lihevhatî ye. Bi vî rengî, panelên metabolîtên serumê yên teşhîsê yên nûjen dikarin ceribandinek yekane wekî ceribandinek derxistinê peyda bikin dema ku girêk di destpêkê de li ser CT têne tespît kirin û potansiyel çavdêriya rêzefîlm kêm bikin. Di heman demê de, heman panela nîşankerên biyolojîk ên metabolîk girêkên xerab ên bi mezinahiya ≥6 mm ji girêkên benign cuda kirin û pêşbîniyên rast ji bo IPN-yên bi mezinahiya wekhev û taybetmendiyên morfolojîk ên nezelal li ser wêneyên CT peyda kirin. Ev dabeşkerê metabolîzma serumê di pêşbînîkirina xerabûna girêkên ≥6 mm de bi AUC ya 0.927 baş performans kir. Bi hev re, encamên me nîşan didin ku îmzeyên metabolomîk ên serumê yên bêhempa dikarin bi taybetî guhertinên metabolîk ên ji ber tumorê zû nîşan bidin û wekî pêşbînkerên rîskê, serbixwe ji mezinahiya girêkan, xwedî nirxek potansiyel in.
Bi taybetî, adenokarsinoma pişikê (LUAD) û karsinoma şaneya skwamos (LUSC) celebên sereke yên kansera pişikê ya şaneya ne-biçûk (NSCLC) ne. Ji ber ku LUSC bi tundî bi karanîna titûnê ve girêdayî ye47 û LUAD histolojiya herî gelemperî ya girêkên pişikê yên tesadufî ye ku di ceribandina CT de têne tespît kirin48, modela me ya dabeşker bi taybetî ji bo nimûneyên adenokarsinoma qonaxa I hate çêkirin. Wang û hevkarên wî her weha li ser LUAD-ê sekinîn û neh îmzeyên lîpîd bi karanîna lipidomics destnîşan kirin da ku kansera pişikê ya qonaxa destpêkê ji kesên saxlem cuda bikin17. Me modela dabeşkerê ya heyî li ser 16 bûyerên LUSC-ya qonaxa I û 74 girêkên benîgn ceriband û rastbûna pêşbîniya LUSC-ê ya kêm (AUC 0.776) dît, ku ev yek nîşan dide ku LUAD û LUSC dibe ku îmzeyên xwe yên metabolomîk hebin. Bi rastî, hatiye nîşandan ku LUAD û LUSC di etiolojî, eslê biyolojîkî û aberasyonên genetîkî de ji hev cûda ne49. Ji ber vê yekê, divê celebên din ên histolojiyê di modelên perwerdehiyê de ji bo tespîtkirina kansera pişikê ya li ser bingeha nifûsê di bernameyên lêkolînê de werin nav kirin.
Li vir, me şeş rêyên ku herî zêde diguherin di adenokarsînomê pişikê de li gorî kontrolên saxlem û girêkên benign destnîşan kirin. Xanthin û hypoxanthin metabolîtên hevpar ên rêya metabolîzma purînê ne. Li gorî encamên me, navbeynkarên bi metabolîzma purînê ve girêdayî di serum an tevnên nexweşên bi adenokarsînomê pişikê de li gorî kontrolên saxlem an nexweşên di qonaxa pêş-dagirker de bi girîngî zêde bûn15,50. Asta bilind a xanthin û hypoxanthin a serumê dibe ku anabolîzma ku ji hêla hucreyên penceşêrê yên ku bi lez belav dibin ve hewce dike nîşan bide. Neregulasyona metabolîzma glukozê nîşaneyek naskirî ya metabolîzma penceşêrê ye51. Li vir, me zêdebûnek girîng a pîruvat û laktatê di koma LA de li gorî koma HC û BN dît, ku lihevhatî ye bi raporên berê yên anormaliyên rêya glîkolîtîk di profîlên metabolomên serumê yên nexweşên penceşêra pişikê ya hucreya ne-biçûk (NSCLC) û kontrolên saxlem de. encam lihevhatî ne52,53.
Girîng e ku me di seruma adenokarsînomên pişikê de têkiliyek berevajî di navbera metabolîzma pîruvat û trîptofanê de dît. Asta trîptofanê ya serumê di koma LA de li gorî koma HC an BN kêm bû. Bi balkêşî, lêkolînek berê ya mezin a ku komek pêşeroj bikar tîne dît ku asta kêm a trîptofanê ya di nav xwînê de bi zêdebûna xetera kansera pişikê ve girêdayî ye 54. Trîptofan asîdek amînî ya bingehîn e ku em bi tevahî ji xwarinê digirin. Em encam didin ku kêmbûna trîptofanê ya serumê di adenokarsînomên pişikê de dibe ku kêmbûna bilez a vê metabolîtê nîşan bide. Baş tê zanîn ku berhema dawîn a katabolîzma trîptofanê bi rêya rêça kynurenine çavkaniya senteza NAD+ ya de novo ye. Ji ber ku NAD+ bi giranî bi rêya rêça rizgarkirinê tê hilberandin, girîngiya NAD+ di metabolîzma trîptofanê de di tenduristî û nexweşiyê de hîn jî nayê destnîşankirin46. Analîza me ya databasa TCGA nîşan da ku îfadeya veguhezkarê trîptofanê 7A5 (SLC7A5) di adenokarsînomê pişikê de li gorî kontrolên normal bi girîngî zêde bûye û bi îfadeya enzîma glîkolîtîk GAPDH re bi awayekî erênî têkildar bûye. Lêkolînên berê bi giranî li ser rola katabolîzma trîptofanê di tepeserkirina bersiva parastinê ya dij-tumor de sekinîne40,41,42. Li vir em nîşan didin ku astengkirina vegirtina trîptofanê bi kêmkirina SLC7A5 di hucreyên penceşêra pişikê de dibe sedema kêmbûna paşê di asta NAD ya hucreyî de û qelskirina çalakiya glîkolîtîk a hevdem. Bi kurtasî, lêkolîna me bingehek biyolojîkî ji bo guhertinên di metabolîzma serumê de peyda dike ku bi veguherîna xerab a adenokarsînomê pişikê ve girêdayî ye.
Mutasyonên EGFR mutasyonên ajoker ên herî gelemperî ne di nexweşên bi NSCLC de. Di lêkolîna me de, me dît ku nexweşên bi mutasyona EGFR (n = 41) profîlên metabolomîk ên giştî dişibin nexweşên bi EGFR-ya celebê kovî (n = 31), her çend me di nexweşên asîlkarnîtîn de asta serumê ya hin nexweşên mutant EGFR-ê kêm dît. Fonksiyona damezrandî ya asîlkarnîtînan ew e ku komên asîl ji sîtoplazmayê ber bi matrîksa mîtokondrî veguhezîne, ku dibe sedema oksîdasyona asîdên rûn da ku enerjiyê hilberîne 55. Li gorî dîtinên me, lêkolînek vê dawiyê jî profîlên metabolomên wekhev di navbera tumorên mutant EGFR û tumorên celebê kovî yên EGFR-ê de bi analîzkirina metaboloma gerdûnî ya 102 nimûneyên tevna adenokarsînomê ya pişikê destnîşan kir 50. Bi balkêşî, naveroka asîlkarnîtîn di koma mutant EGFR-ê de jî hat dîtin. Ji ber vê yekê, gelo guhertinên di asta asîlkarnîtîn de guhertinên metabolîk ên ji hêla EGFR-ê ve têne çêkirin û rêyên molekulî yên bingehîn nîşan didin, dibe ku lêkolînek bêtir hêjayî be.
Di encamê de, lêkolîna me ji bo teşhîsa cuda ya girêkên pişikê dabeşkerek metabolîk a serumê ava dike û rêyek xebatê pêşniyar dike ku dikare nirxandina rîskê baştir bike û rêveberiya klînîkî li ser bingeha lêkolîna tomografiya kompîturî (CT) hêsan bike.
Ev lêkolîn ji aliyê Komîteya Etîkê ya Nexweşxaneya Penceşêrê ya Zanîngeha Sun Yat-sen, Nexweşxaneya Yekem a Girêdayî ya Zanîngeha Sun Yat-sen, û Komîteya Etîkê ya Nexweşxaneya Penceşêrê ya Zanîngeha Zhengzhou ve hate pejirandin. Di komên kifşkirin û pejirandina navxweyî de, 174 serum ji kesên saxlem û 244 serum ji girêkên benign ji kesên ku di muayeneyên bijîşkî yên salane de li Beşa Kontrolkirin û Pêşîlêgirtina Penceşêrê, Navenda Penceşêrê ya Zanîngeha Sun Yat-sen, û 166 serum ji girêkên benign hatin berhevkirin. Adenokarsinoma pişikê ya Qonaxa I ji Navenda Penceşêrê ya Zanîngeha Sun Yat-sen hatin berhevkirin. Di koma pejirandina derveyî de, 48 bûyerên girêkên benign, 39 bûyerên adenokarsinoma pişikê ya qonaxa I ji Nexweşxaneya Yekem a Girêdayî ya Zanîngeha Sun Yat-sen, û 24 bûyerên adenokarsinoma pişikê ya qonaxa I ji Nexweşxaneya Penceşêrê ya Zhengzhou hebûn. Navenda Penceşêrê ya Zanîngeha Sun Yat-sen her wiha 16 bûyerên penceşêra pişikê ya hucreya skvamos a qonaxa I berhev kir da ku şiyana teşhîsê ya dabeşkerê metabolîk ê damezrandî biceribîne (taybetmendiyên nexweşan di Tabloya Pêvek 5 de têne nîşandan). Nimûneyên ji koma vedîtinê û koma pejirandina navxweyî di navbera Çileya 2018an û Gulana 2020an de hatin berhevkirin. Nimûneyên ji bo koma pejirandina derveyî di navbera Tebaxa 2021an û Cotmeha 2022an de hatin berhevkirin. Ji bo kêmkirina cudakariya zayendî, hejmareke nêzîkî wekhev a dozên mêr û jinan ji her komê re hatin destnîşankirin. Tîma Vedîtinê û Tîma Nirxandina Navxweyî. Zayenda beşdar li gorî rapora xwe hate destnîşankirin. Razîbûna agahdar ji hemî beşdaran hate wergirtin û tu tezmînat nehat dayîn. Mijarên bi girêkên benîgn ew kes bûn ku di dema analîzê de di 2 heta 5 salan de puana skankirina CT-yê ya stabîl hebû, ji bilî 1 dozê ji nimûneya pejirandina derveyî, ku berî operasyonê hate berhevkirin û bi histopatolojiyê hate teşhîskirin. Ji bilî bronşîta kronîk. Dozên adenokarsînomê pişikê berî rezekasyona pişikê hatin berhevkirin û bi teşhîsa patolojîk hatin piştrast kirin. Nimûneyên xwîna rojî di lûleyên veqetandina serumê de bêyî antîkoagulant hatin berhevkirin. Nimûneyên xwînê ji bo 1 demjimêran di germahiya odeyê de hatin koagulkirin û dûv re di 2851 × g de ji bo 10 hûrdeman di 4°C de hatin santrifujkirin da ku serpernatanta serumê were berhevkirin. Alîkotên serumê heta derxistina metabolîtê di -80°C de hatin cemidandin. Beşa Pêşîlêgirtina Penceşêrê û Muayeneya Bijîşkî ya Navenda Penceşêrê ya Zanîngeha Sun Yat-sen ji 100 donorên saxlem, ku di nav wan de hejmareke wekhev ji mêr û jinên di navbera 40 û 55 salî de hebûn, hewzek serumê berhev kir. Qebareyên wekhev ên her nimûneya donor hatin tevlihevkirin, hewza ku derket holê hat alîkotkirin û di -80°C de hat hilanîn. Têkelê serumê wekî materyalê referansê ji bo kontrola kalîteyê û standardîzekirina daneyan hat bikar anîn.
Seruma referansê û nimûneyên ceribandinê hatin helandin û metabolîtên wê bi rêbaza derxistina hevbeş (MTBE/metanol/av) 56 hatin derxistin. Bi kurtasî, 50 μl serum bi 225 μl metanola sar a qeşayî û 750 μl metîl tert-butîl eter (MTBE) ya sar a qeşayî re hate tevlihevkirin. Têkelê tev bidin û 1 saetê li ser qeşayê bihêlin. Piştre nimûne hatin tevlihevkirin û bi 188 μl ava pola MS-ê ku standardên navxweyî (13C-laktat, 13C3-pîruvat, 13C-metîyonîn, û 13C6-îzoleucîn, ji Cambridge Isotope Laboratories hatine kirîn) re bi vortex hatin tevlihevkirin. Piştre têkel di 4°C de ji bo 10 deqîqeyan di 15,000 × g de hate santrifujkirin, û qonaxa jêrîn ji bo analîza LC-MS di modên erênî û neyînî de hate veguheztin du lûleyan (her yek 125 μL). Di dawiyê de, nimûne di konsantratorek valahiyê ya bilez de heta zuwabûnê hate buharkirin.
Metabolîtên hişkkirî di 120 μl asetonîtrîla %80 de ji nû ve hatin avakirin, 5 deqîqe hatin vortexkirin, û di 4°C de ji bo 10 deqîqeyan di 15,000 × g de hatin santrifûjkirin. Ji bo lêkolînên metabolomîkê, madeyên sergirtî bi mîkroinsertan ve hatin veguheztin nav şûşeyên qehweyî yên cama bi rengê kehribar. Analîza metabolomîkê ya bêarmanc li ser platformek kromatografiya şilek a ultra-performans-spektrometriya girseyî ya çareseriya bilind (UPLC-HRMS). Metabolît bi karanîna pergala Dionex Ultimate 3000 UPLC û stûnek Amîd a ACQUITY BEH (2.1 × 100 mm, 1.7 μm, Waters) hatin veqetandin. Di moda îyonên pozîtîf de, qonaxên mobîl %95 (A) û %50 asetonîtrîl (B) bûn, ku her yek ji wan 10 mmol/L asetata amonyûm û %0.1 asîda formîk dihewîne. Di moda neyînî de, qonaxên mobîl A û B bi rêzê ve %95 û %50 asetonîtrîl dihewînin, her du qonaxan jî 10 mmol/L asetata amonyûm, pH = 9 dihewînin. Bernameya gradientê wiha bû: 0–0.5 deqe, %2 B; 0.5–12 deqe, %2–50 B; 12–14 deqe, %50–98 B; 14–16 deqe, %98 B; 16–16.1 deqe, %98–2 B; 16.1–20 deqe, %2 B. Stûn di otosamplerê de di 40°C û nimûne jî di 10°C de hat parastin. Rêjeya herikînê 0.3 ml/deqe bû, qebareya derzîkirinê 3 μl bû. Spektrometreyeke girseyî ya Q-Exactive Orbitrap (Thermo Fisher Scientific) bi çavkaniyeke îyonîzasyona elektrospray (ESI) di moda skankirina tevahî de hate xebitandin û bi moda çavdêriya ddMS2 ve hate girêdan da ku hejmareke mezin ji daneyan berhev bike. Parametreyên MS wiha hatin danîn: voltaja spray +3.8 kV/- 3.2 kV, germahiya kapîler 320°C, gaza parastinê 40 arb, gaza alîkar 10 arb, germahiya germkera probê 350°C, rêjeya skankirinê 70–1050 m/h, çareserî 70 000. Daneyên bi karanîna Xcalibur 4.1 (Thermo Fisher Scientific) hatin bidestxistin.
Ji bo nirxandina kalîteya daneyan, nimûneyên kontrolkirina kalîteyê (QC) yên komkirî bi rakirina 10 μL alîkotên supernatantê ji her nimûneyê hatin çêkirin. Şeş derzîkirina nimûneyên kontrolkirina kalîteyê di destpêka rêza analîtîk de hatin analîzkirin da ku aramiya pergala UPLC-MS were nirxandin. Dûv re nimûneyên kontrolkirina kalîteyê bi awayekî periyodîk têne danîn nav komê. Hemî 11 komên nimûneyên serumê yên di vê lêkolînê de bi LC-MS hatin analîzkirin. Alîkotên tevliheviyek komê serumê ji 100 donorên saxlem wekî materyalê referansê di komên têkildar de hatin bikar anîn da ku pêvajoya derxistinê were şopandin û bandorên kom-bi-kom werin sererast kirin. Analîza metabolomîk a bêarmanc a koma vedîtinê, koma pejirandina navxweyî, û koma pejirandina derveyî li Navenda Metabolomîkê ya Zanîngeha Sun Yat-sen hate kirin. Laboratuwara derveyî ya Navenda Analîz û Ceribandina Zanîngeha Teknolojiyê ya Guangdong jî 40 nimûne ji koma derveyî analîz kir da ku performansa modela dabeşker biceribîne.
Piştî derxistin û ji nû ve avakirinê, pîvandina mutleq a metabolîtên serumê bi karanîna kromatografiya şilav a performansa ultra-bilind-spektrometriya girseyî ya tandem (Agilent 6495 sêqat quadrupole) bi çavkaniyek îyonîzasyona elektrospray (ESI) di moda çavdêriya reaksiyona pirjimar (MRM) de hate pîvandin. Ji bo veqetandina metabolîtan stûnek ACQUITY BEH Amide (2.1 × 100 mm, 1.7 μm, Waters) hate bikar anîn. Qonaxa mobîl ji 90% (A) û 5% asetonîtrîl (B) bi 10 mmol/L asetata amonyûm û 0.1% çareseriya amonyakê pêk dihat. Bernameya gradientê wiha bû: 0–1.5 deqe, 0% B; 1.5–6.5 deqe, 0–15% B; 6.5–8 deqe, 15% B; 8–8.5 deqe, 15%–0% B; 8.5–11.5 deqe, 0%B. Stûn di otosamplerê de li 40°C û nimûne jî li 10°C hate parastin. Rêjeya herikînê 0.3 mL/min bû û qebareya derzîkirinê 1 μL bû. Parametreyên MS wiha hatin danîn: voltaja kapîlar ±3.5 kV, zexta nebulizerê 35 psi, herikîna gaza qalikê 12 L/min, germahiya gaza qalikê 350°C, germahiya gaza zuwakirinê 250°C, û herikîna gaza zuwakirinê 14 l/min. Veguherînên MRM yên trîptofan, pîruvat, laktat, hîpoksantîn û ksantînê bi rêzê ve 205.0–187.9, 87.0–43.4, 89.0–43.3, 135.0–92.3 û 151.0–107.9 bûn. Daneyên bi karanîna Mass Hunter B.07.00 (Agilent Technologies) hatin berhevkirin. Ji bo nimûneyên serumê, trîptofan, pîruvat, laktat, hîpoksantîn, û ksantîn bi karanîna xêzên kalibrasyonê yên çareseriyên tevliheviya standard hatin pîvandin. Ji bo nimûneyên şaneyan, naveroka trîptofanê li gorî standarda navxweyî û girseya proteîna şaneyê hate normalîzekirin.
Derxistina lûtkeyê (m/z û dema ragirtinê (RT)) bi karanîna Compound Discovery 3.1 û TraceFinder 4.0 (Thermo Fisher Scientific) hate kirin. Ji bo rakirina cûdahiyên potansiyel di navbera koman de, her lûtkeya taybetmendî ya nimûneya ceribandinê bi lûtkeya taybetmendî ya materyalê referansê ji heman komê hate dabeş kirin da ku pirbûna nisbî were bidestxistin. Devîasyonên standard ên têkildar ên standardên navxweyî berî û piştî standardkirinê di Tabloya Pêvek 6 de têne nîşandan. Cûdahiyên di navbera her du koman de bi rêjeya kifşkirina xelet (FDR <0.05, testa rêza îmzekirî ya Wilcoxon) û guherîna qatê (>1.2 an <0.83) hatin taybetmendî kirin. Daneyên MS yên xav ên taybetmendiyên derxistî û daneyên MS yên serum-rastkirî yên referansê bi rêzê ve di Daneyên Pêvek 1 û Daneyên Pêvek 2 de têne nîşandan. Têbînîkirina lûtkeyê li ser bingeha çar astên nasnameyê yên diyarkirî hate kirin, di nav de metabolîtên diyarkirî, pêkhateyên gumanbar ên şîrovekirî, çînên pêkhateyên gumanbar ên taybetmendîkirî, û pêkhateyên nenas 22. Li gorî lêgerînên databasa di Compound Discovery 3.1 (mzCloud, HMDB, Chemspider) de, pêkhateyên biyolojîk ên bi standardên pejirandî yên MS/MS an jî şîroveyên lihevhatina rast di mzCloud (puan > 85) an Chemspider de di dawiyê de wekî navbeynkarên di navbera metabolomên cûda de hatin hilbijartin. Têbînîyên lûtkeyê ji bo her taybetmendiyê di Daneyên Pêvek 3 de hene. MetaboAnalyst 5.0 ji bo analîza yekalî ya pirbûna metabolîtên normalîzekirî ya berhevkirî hate bikar anîn. MetaboAnalyst 5.0 her weha analîza dewlemendkirina rêça KEGG li ser bingeha metabolîtên cûda yên girîng nirxand. Analîza pêkhateya sereke (PCA) û analîza cihêkariya kêmtirîn çargoşeyên qismî (PLS-DA) bi karanîna pakêta nermalava ropls (v.1.26.4) bi normalîzekirina stûk û pîvandina otomatîk hatin analîz kirin. Modela nîşaneya biyo ya metabolîtê ya çêtirîn ji bo pêşbînîkirina xerabûna girêkan bi karanîna regresyona lojîstîkî ya dualî bi operatorê hilbijartinê û kişandina herî kêm a mutleq (LASSO, pakêta R v.4.1-3) hate çêkirin. Performansa modela cudaker di setên tespîtkirin û pejirandinê de bi texmînkirina AUC-ê li ser bingeha analîza ROC-ê li gorî pakêta pROC (v.1.18.0.) hate taybetmendîkirin. Nirxa îhtîmala çêtirîn li ser bingeha îndeksa Youden a herî zêde ya modelê (hesasiyet + taybetmendî - 1) hate bidestxistin. Nimûneyên bi nirxên ji eşikê kêmtir an mezintir dê bi rêzê ve wekî girêkên benign û adenokarsinoma pişikê werin pêşbînîkirin.
Hucreyên A549 (#CCL-185, Koleksiyona Çanda Tîpa Amerîkî) di navgîna F-12K de ku 10% FBS tê de hebû hatin mezin kirin. Rêzên RNA-ya porê kurt (shRNA) yên ku SLC7A5 hedef digirin û kontrolek ne-armanc (NC) di nav vektora lentivîral pLKO.1-puro de hatin danîn. Rêzên dij-sens ên shSLC7A5 wiha ne: Sh1 (5′-GGAGAAAACCTGATGAACAGTT-3′), Sh2 (5′-GCCGTGGACTTCGGGAACTAT-3′). Antîkorên li dijî SLC7A5 (#5347) û tubulin (#2148) ji Cell Signaling Technology hatin kirîn. Antîkorên li dijî SLC7A5 û tubulin bi rêjeya 1:1000 ji bo analîza Western blot hatin bikar anîn.
Testa Stresa Glîkolîtîk a Seahorse XF asta asîdîasyona derveyî hucreyê (ECAR) dipîve. Di ceribandinê de, glukoz, olîgomîsîn A, û 2-DG li pey hev hatin dayîn da ku kapasîteya glîkolîtîk a hucreyê ya ku ji hêla ECAR ve hatî pîvandin were ceribandin.
Hucreyên A549 ên ku bi kontrola ne-armanc (NC) û shSLC7A5 (Sh1, Sh2) ve hatine transfektkirin, tevahiya şevê di firaxên bi qûtra 10 cm de hatin danîn. Metabolîtên hucreyan bi 1 ml metanola avî ya 80% a qeşayî hatin derxistin. Hucreyên di çareseriya metanolê de hatin xêzkirin, di lûleyek nû de hatin berhevkirin û di 15,000 × g de ji bo 15 hûrdeman di 4°C de hatin santrifujkirin. 800 µl ji supernatantê berhev bikin û bi karanîna konsentratorek valahiyê ya bilez hişk bikin. Dûv re peletên metabolîtên hişkkirî ji bo asta trîptofanê bi karanîna LC-MS/MS wekî ku li jor hatî vegotin hatin analîz kirin. Asta NAD(H) ya hucreyî di hucreyên A549 (NC û shSLC7A5) de bi karanîna kîtek kolorimetrîk a hejmarî ya NAD+/NADH (#K337, BioVision) li gorî rêwerzên çêker hatin pîvandin. Asta proteînê ji bo her nimûneyê hate pîvandin da ku mîqdara metabolîtan normal bibe.
Ji bo destnîşankirina pêşwext a mezinahiya nimûneyê, tu rêbazên îstatîstîkî nehatin bikar anîn. Lêkolînên metabolomîkî yên berê yên ku armanc dikirin kifşkirina nîşaneyên biyolojîk15,18 wekî pîvan ji bo destnîşankirina mezinahiyê hatine hesibandin, û li gorî van raporan, nimûneya me têrker bû. Ji koma lêkolînê tu nimûne nehatin derxistin. Nimûneyên serumê bi awayekî rasthatî ji bo komeke kifşkirinê (306 bûyer, 74.6%) û komeke pejirandina navxweyî (104 bûyer, 25.4%) ji bo lêkolînên metabolomîkî yên bêarmanc hatin destnîşankirin. Me her weha ji her komê ji koma kifşkirinê ji bo lêkolînên metabolomîkî yên hedefkirî 70 bûyer bi awayekî rasthatî hilbijartin. Lêkolîner di dema berhevkirin û analîzkirina daneyên LC-MS de ji destnîşankirina komê kor bûn. Analîzên îstatîstîkî yên daneyên metabolomîkî û ceribandinên hucreyê di beşên Encam, Efsaneyên Wêneyan û Rêbazan de têne vegotin. Pîvandina trîptofana hucreyî, NADT, û çalakiya glîkolîtîk sê caran bi serbixwe bi encamên wekhev hate kirin.
Ji bo bêtir agahdarî li ser sêwirana lêkolînê, li Kurteya Rapora Portfoliyoya Xwezayî ya bi vê gotarê ve girêdayî binêrin.
Daneyên MS yên xav ên taybetmendiyên derxistî û daneyên MS yên normalîzekirî yên seruma referansê bi rêzê ve di Daneyên Pêvek 1 û Daneyên Pêvek 2 de têne nîşandan. Têbînîyên lûtkeyê ji bo taybetmendiyên cûda di Daneyên Pêvek 3 de têne pêşkêş kirin. Seta daneya LUAD TCGA dikare ji https://portal.gdc.cancer.gov/ were dakêşandin. Daneyên têketinê ji bo xêzkirina grafîkê di daneyên çavkaniyê de têne peyda kirin. Daneyên çavkaniyê ji bo vê gotarê têne peyda kirin.
Grûpa Lêkolîna Lêkolîna Pişikê ya Neteweyî, û hwd. Kêmkirina mirina ji kansera pişikê bi tomografiya kompûterî ya doza kêm. Bakurê Îngilîstanê. J. Med. 365, 395–409 (2011).
Kramer, BS, Berg, KD, Aberle, DR û Prophet, PC Pîşkeşkirina kansera pişikê bi karanîna tomografiya kompîturî ya helîkal a doza kêm: encamên Lêkolîna Pîşkeşkirina Pişikê ya Neteweyî (NLST). J. Med. Screen 18, 109–111 (2011).
De Koning, HJ, û yên din. Kêmkirina mirina ji kansera pişikê bi ceribandina CT ya volûmetrîk di ceribandinek rasthatî de. Bakurê Îngilîstanê. J. Med. 382, 503–513 (2020).
Dema weşandinê: Îlon-18-2023