Ny diagnostika tsy mitovy amin'ny nodules pulmonary fantatra amin'ny tomografika (CT) dia mbola fanamby amin'ny fampiharana klinika.Eto isika dia mamaritra ny metabolome manerantany amin'ny santionany serum 480, ao anatin'izany ny fanaraha-maso ara-pahasalamana, ny nodules lung benigna, ary ny adenocarcinoma amin'ny havokavoka I.Ny adenocarcinomas dia maneho ny mombamomba ny metabolomika tokana, fa ny nodules malemy sy ny olona salama dia manana fitoviana ambony amin'ny mombamomba ny metabolomika.Ao amin'ny vondrona mpikaroka (n = 306), dia misy metabolites 27 no fantatra mba hanavahana ny nodules malemy sy malemy.Ny AUC amin'ny modely manavakavaka amin'ny fanamarinana anatiny (n = 104) sy ny fanamarinana ivelany (n = 111) dia vondrona 0.915 sy 0.945.Ny famakafakana ny lalana dia naneho ny fitomboan'ny metabolites glycolytic mifandray amin'ny fihenan'ny tryptophan ao amin'ny serum adenocarcinoma havokavoka raha oharina amin'ny nodules tsara sy ny fanaraha-maso ara-pahasalamana, ary nanoro hevitra fa ny fitrandrahana tryptophan dia mampiroborobo ny glycolysis amin'ny sela homamiadan'ny havokavoka.Ny fandinihanay dia manasongadina ny lanjan'ny biomarkers metabolite serum amin'ny fanombanana ny mety hisian'ny nodules pulmonary hitan'ny CT.
Ny fitiliana aloha dia tena ilaina mba hanatsarana ny taham-pahaveloman'ny marary homamiadana.Ny vokatra avy amin'ny US National Lung Cancer Screening Trial (NLST) sy ny European NELSON Study dia naneho fa ny fitiliana amin'ny tomography computed ambany (LDCT) dia mety hampihena be ny fahafatesan'ny homamiadan'ny havokavoka amin'ny vondrona misy risika1,2,3.Hatramin'ny nielezan'ny fampiasana LDCT ho an'ny fitiliana ny homamiadan'ny havokavoka, dia nitombo hatrany ny trangan'ny fikarohana radiografika tsy misy soritr'aretina momba ny nodules pulmonary asymptomatic 4.Ny nodules pulmonary dia faritana ho tsy fahampian'ny focal hatramin'ny 3 sm ny savaivony 5.Miatrika fahasahiranana isika amin'ny fanombanana ny mety hisian'ny homamiadana sy ny fiatrehana ny hamaroan'ny nodules pulmonary hita tampoka amin'ny LDCT.Ny famerana ny CT dia mety hitarika amin'ny fanaraha-maso matetika sy valiny diso, mitarika amin'ny fitsabahana tsy ilaina sy ny fitsaboana tafahoatra6.Noho izany, ilaina ny mamolavola biomarker azo itokisana sy mahasoa mba hamantarana tsara ny homamiadan'ny havokavoka amin'ny dingana voalohany ary hanavahana ny ankamaroan'ny nodules tsara indrindra amin'ny fahitana voalohany 7.
Ny famakafakana molekiolan'ny ra (serum, plasma, sela mononuklear peripheral), anisan'izany ny génomika, ny proteomika na ny methylation ADN8,9,10, dia nitarika ho amin'ny fitomboan'ny fahalianana amin'ny fahitana biomarker diagnostika ho an'ny homamiadan'ny havokavoka.Mandritra izany fotoana izany, ny fomba fiasa metabolomika dia mandrefy ny vokatra faran'ny sela izay voataonan'ny hetsika endogenous sy exogenous ary noho izany dia ampiharina mba haminavina ny fiandohan'ny aretina sy ny vokatra.Ny chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS) dia fomba iray ampiasaina betsaka amin'ny fandalinana metabolomika noho ny fahatsapana avo lenta sy ny halehiben'ny dinamika, izay afaka mandrakotra ny metabolites manana fananana physicochemical samihafa11,12,13.Na dia nampiasaina aza ny fanadihadiana metabolomika manerantany momba ny plasma / serum mba hamantarana ireo biomarker mifandray amin'ny diagnosy homamiadan'ny havokavoka14,15,16,17 sy ny fahombiazan'ny fitsaboana, dia mbola hodinihina be ny fanasokajiana metabolite serum 18 mba hanavahana ny nodules malemy sy malemy.- fikarohana goavana.
Adenocarcinoma sy squamous cell carcinoma no karazana roa lehibe amin'ny homamiadan'ny havokavoka tsy kely (NSCLC).Ny fitsapana fitiliana CT isan-karazany dia manondro fa ny adenocarcinoma no karazana histolojika mahazatra indrindra amin'ny homamiadan'ny havokavoka1,19,20,21.Tao anatin'ity fandalinana ity dia nampiasa chromatography-spectrometria avo lenta avo lenta (UPLC-HRMS) izahay mba hanaovana famakafakana metabolomika amin'ny santionany serum 695, anisan'izany ny fanaraha-maso ara-pahasalamana, ny nodules pulmonary malemy, ary ny CT ≤3 cm.Fandinihana ny adenocarcinoma amin'ny havokavoka Stage I.Nahita tontonana misy metabolites serum izahay izay manavaka ny adenocarcinoma amin'ny havokavoka amin'ny nodules malemy sy ny fanaraha-maso ara-pahasalamana.Ny famakafakana ny fampitomboana ny lalana dia nanambara fa ny metabolisma tryptophan sy ny glucose tsy ara-dalàna dia fiovana mahazatra amin'ny adenocarcinoma havokavoka raha oharina amin'ny nodules malemy sy ny fanaraha-maso ara-pahasalamana.Farany, nanangana sy nanamarina ny fanasokajiana metabolika serum izahay miaraka amin'ny mari-pamantarana avo lenta sy ny fahatsapan-tena hanavaka ny nodules pulmonary malemy sy malemy izay hitan'ny LDCT, izay mety hanampy amin'ny diagnostika aloha sy ny fanombanana ny loza.
Ao amin'ny fanadihadiana amin'izao fotoana izao, ny santionan'ny serum mifanaraka amin'ny lahy sy ny vavy dia nalaina avy amin'ny fanaraha-maso ara-pahasalamana 174, marary 292 miaraka amin'ny nodules pulmonary malemy, ary marary 229 manana adenocarcinoma havokavoka dingana I.Ny toetoetran'ny demografika amin'ny lohahevitra 695 dia aseho amin'ny tabilao fanampiny 1.
Araka ny asehon'ny sary 1a, santionany serum 480, anisan'izany ny fanaraha-maso ara-pahasalamana 174 (HC), 170 benign nodules (BN), ary 136 stage I adenocarcinoma (LA) santionany, dia nangonina tao amin'ny Sun Yat-sen University Cancer Center.Vondrona fikarohana ho an'ny fametahana metabolomika tsy voatanisa amin'ny fampiasana chromatography liquide ultra-performance-high-resolution mass spectrometry (UPLC-HRMS).Araka ny hita ao amin'ny sary fanampiny 1, ny metabolites samihafa eo amin'ny LA sy HC, LA ary BN dia fantatra mba hananganana modely fanasokajiana ary hijery bebe kokoa ny famakafakana ny lalan-dàlana.Santionany 104 nangonin'ny Sun Yat-sen University Cancer Center ary santionany 111 nangonin'ny hopitaly roa hafa no iharan'ny fanamarinana anatiny sy ivelany.
Fandalinana ny isan'ny mponina ao amin'ny vondron'olona fikarohana izay nandalo fandalinana metabolomika serum eran-tany tamin'ny fampiasana chromatography ranomandry ultra-performance-high-resolution mass spectrometry (UPLC-HRMS).b Famakafakana fanavakavahana (PLS-DA) amin'ny totalin'ny metabolome amin'ny santionany serum 480 avy amin'ny vondrona fianarana, anisan'izany ny fanaraha-maso ara-pahasalamana (HC, n = 174), nodules tsara (BN, n = 170), ary ny adenocarcinoma amin'ny havokavoka I. (Los Angeles, n = 136).+ ESI, fomba ionization electrospray tsara, -ESI, fomba ionization electrospray ratsy.c-e Metabolites manana be dia be amin'ny vondrona roa nomena (roa-tailed Wilcoxon nosoniavin'ny laharan'ny fitsapana, diso ny taham-pahitana fanitsiana p sanda, FDR <0.05) dia aseho amin'ny mena (foritra fiovana> 1.2) sy manga (foritra fiovana <0.83) .) aseho amin'ny sarin'ny volkano.f Sarintanin'ny hafanana mivondrona hierarchical mampiseho fahasamihafana lehibe eo amin'ny isan'ny metabolites annotated eo amin'ny LA sy BN.Ny angon-drakitra loharano dia omena amin'ny endrika rakitra angona loharano.
Ny totalin'ny metabolome serum an'ny 174 HC, 170 BN ary 136 LA ao amin'ny vondrona hita dia nodinihina tamin'ny fampiasana famakafakana UPLC-HRMS.Asehontsika aloha fa ny santionan'ny fanaraha-maso kalitao (QC) dia mivondrona mafy eo afovoan'ny maodely famakafakana singa fototra (PCA) tsy misy fanaraha-maso, manamafy ny fahamarinan'ny zava-bitan'ny fianarana ankehitriny (sary fanampiny 2).
Araka ny aseho amin'ny famakafakana fanavakavahana amin'ny faritra kely indrindra (PLS-DA) ao amin'ny Figure 1 b, dia hitanay fa misy fahasamihafana mazava eo amin'ny LA sy BN, LA ary HC amin'ny maodely ionization electrospray tsara (+ ESI) ary ratsy (-ESI). .mitoka-monina.Na izany aza, tsy misy fahasamihafana lehibe hita eo amin'ny BN sy HC amin'ny fepetra + ESI sy -ESI.
Nahita endri-javatra samihafa 382 izahay teo amin'ny LA sy HC, 231 endri-javatra samihafa eo amin'ny LA sy BN, ary 95 fahasamihafana eo amin'ny BN sy HC (Fitsapana laharana nosoniavin'i Wilcoxon, FDR <0.05 ary fiovana marobe> 1.2 na <0.83) (sary .1c-e )..Ny tampon'isa dia navoaka bebe kokoa (Data fanampiny 3) manohitra ny angon-drakitra (mzCloud / HMDB / Chemspider library) amin'ny sanda m / z, ny fotoana fihazonana ary ny fikarohana spektrum faobe (andininy voalaza ao amin'ny fizarana Methods) 22.Farany, ny metabolites 33 sy 38 annotated misy fahasamihafana be dia be dia fantatra ho an'ny LA versus BN (sary 1f sy tabilao fanampiny 2) ary LA versus HC (sary fanampiny 3 sy tabilao fanampiny 2).Mifanohitra amin'izany kosa, ny metabolites 3 ihany no misy fahasamihafana lehibe amin'ny habetsahana hita ao amin'ny BN sy HC (Tabilao fanampiny 2), mifanaraka amin'ny fifandonana eo amin'ny BN sy HC ao amin'ny PLS-DA.Ireo metabolites differential ireo dia mandrakotra karazana biochemical isan-karazany (sary fanampiny 4).Raha atambatra, ireo vokatra ireo dia mampiseho fiovana lehibe ao amin'ny metabolome serum izay maneho ny fiovan'ny kanseran'ny havokavoka amin'ny dingana voalohany raha oharina amin'ny nodules malemy na salama.Mandritra izany fotoana izany, ny fitoviana amin'ny metabolome serum an'ny BN sy HC dia manoro hevitra fa ny nodules pulmonary malemy dia mety hizara toetra biolojika maro amin'ny olona salama.Raha jerena fa ny fiovan'ny fototarazo epidermal growth factor (EGFR) dia mahazatra amin'ny subtype 23 adenocarcinoma havokavoka, dia nitady ny hamaritana ny fiantraikan'ny fiovan'ny mpamily amin'ny metabolome serum izahay.Avy eo dia nandinika ny mombamomba ny metabolomika amin'ny tranga 72 miaraka amin'ny sata EGFR ao amin'ny vondrona adenocarcinoma lung.Mahaliana fa nahita mombamomba mitovy amin'ny marary EGFR mutant (n = 41) sy marary karazana EGFR (n = 31) izahay amin'ny fanadihadiana PCA (sary fanampiny 5a).Na izany aza, dia fantatray ny metabolites 7 izay niova be ny habetsahan'ny marary amin'ny fiovan'ny EGFR raha oharina amin'ny marary manana EGFR karazana (t test, p <0.05 ary ny fiovan'ny fony> 1.2 na <0.83) (sary fanampiny 5b).Ny ankamaroan'ireo metabolites ireo (5 amin'ny 7) dia acylcarnitines, izay manana anjara toerana lehibe amin'ny lalan'ny oxidation asidra matavy.
Araka ny aseho ao amin'ny workflow aseho ao amin'ny Figure 2 a, ny biomarkers ho an'ny fanasokajiana nodule dia azo tamin'ny fampiasana mpandraharaha fihenam-bidy faran'izay kely indrindra sy fifantenana mifototra amin'ny metabolites 33 differential fantatra ao amin'ny LA (n = 136) sy BN (n = 170).Ny fitambaran'ny variables tsara indrindra (LASSO) - maodely regression logistic binary.Ny fanamafisana ifotony avo folo heny dia nampiasaina mba hitsapana ny fahamendrehan'ny modely.Ny fifantenana miovaova sy ny fandrindrana ny mari-pamantarana dia amboarina amin'ny alalan'ny sazy fampitomboana ny mety hitranga miaraka amin'ny parameter λ24.Ny famakafakana metabolomika maneran-tany dia natao tsy miankina bebe kokoa amin'ny fanamarinana anatiny (n = 104) sy ny fanamarinana ivelany (n = 111) vondrona mba hitsapana ny fanasokajiana ny fanasokajiana ny modely manavakavaka.Vokatr'izany, ny metabolites 27 ao amin'ny seha-pahitana dia nofaritana ho modely tsara indrindra amin'ny fanavakavahana miaraka amin'ny sandan'ny AUC lehibe indrindra (sary 2b), anisan'izany ny 9 dia nitombo ny hetsika ary ny 18 dia nihena ny asa tao LA raha oharina amin'ny BN (sary 2c).
Workflow amin'ny fananganana mpanasokajy nodule pulmonary, ao anatin'izany ny fisafidianana ny tontonana tsara indrindra amin'ny metabolites serum ao amin'ny setroka hita amin'ny alàlan'ny maodely regression logistic binary amin'ny alàlan'ny fanamarinana cross-validation folo heny ary ny fanombanana ny fahombiazan'ny vinavina amin'ny seta fanamarinana anatiny sy ivelany.b Statistics cross-validation of LASSO regression model for metabolic biomarker selection.Ireo isa nomena etsy ambony dia maneho ny salan'isan'ny biomarker voafantina amin'ny λ nomena.Ny tsipika misy teboka mena dia maneho ny sandan'ny AUC antonony amin'ny lambda mifanaraka amin'izany.Ny bara misy hadisoana volondavenona dia maneho ny sanda AUC kely indrindra sy ambony indrindra.Ny tsipika misy teboka dia manondro ny modely tsara indrindra miaraka amin'ireo biomarker voafantina 27.AUC, faritra eo ambanin'ny curve receiver operating characteristic (ROC).c Aforeto ny fiovan'ny metabolites voafantina 27 ao amin'ny vondrona LA raha oharina amin'ny vondrona BN ao amin'ny vondrona hita.Andry mena - fampahavitrihana.Ny tsanganana manga dia mihena.d–f Receiver operating characteristic (ROC) curves mampiseho ny herin'ny maodely manavakavaka mifototra amin'ny fitambarana metabolite 27 ao amin'ny fitambarana fanamarinana, anatiny ary ivelany.Ny angon-drakitra loharano dia omena amin'ny endrika rakitra angona loharano.
Ny maodelin'ny faminaniana dia noforonina mifototra amin'ny coefficient regression mavesatra amin'ireo metabolites 27 ireo (Tabilao fanampiny 3).Ny famakafakana ROC mifototra amin'ireo metabolites 27 ireo dia namoaka faritra ambanin'ny curve (AUC) sandan'ny 0.933, ny fahatsapan'ny vondrona nahitana dia 0.868, ary ny 0.859 (sary 2d).Mandritra izany fotoana izany, eo amin'ireo metabolites samihafa 38 annotated teo anelanelan'ny LA sy HC, dia nahatratra AUC ny 0.902 ny metabolites 16 miaraka amin'ny fahatsapana 0.801 sy ny 0.856 manokana amin'ny fanavakavahana LA avy amin'ny HC (sary fanampiny 6a-c).Nampitahaina ihany koa ny sandan'ny AUC mifototra amin'ny tokonam-baravaran'ny fiovan'ny vala ho an'ny metabolites samihafa.Hitanay fa ny maodely fanasokajiana dia nanao tsara indrindra tamin'ny fanavakavahana teo amin'ny LA sy BN (HC) rehefa napetraka ny haavon'ny fiovan'ny vala amin'ny 1.2 versus 1.5 na 2.0 (sary fanampiny 7a, b).Ny modely fanasokajiana, mifototra amin'ny vondrona metabolite 27, dia nohamarinina bebe kokoa tamin'ny vondrona anatiny sy ivelany.Ny AUC dia 0.915 (fahatsapana 0.867, manokana 0.811) ho an'ny fanamarinana anatiny ary 0.945 (fahatsapana 0.810, manokana 0.979) ho an'ny fanamarinana ivelany (sary 2e, f).Mba hanombanana ny fahombiazan'ny interlaboratory, santionany 40 avy amin'ny vondrona ivelany dia nodinihina tao amin'ny laboratoara ivelany araka ny voalaza ao amin'ny fizarana Methods.Ny fahamarinan'ny fanasokajiana dia nahatratra AUC 0.925 (sary fanampiny 8).Satria ny kanseran'ny havokavoka squamous (LUSC) no karazana faharoa mahazatra indrindra amin'ny homamiadan'ny havokavoka tsy kely (NSCLC) taorian'ny adenocarcinoma (LUAD), dia nanandrana ihany koa ny fampiasana azo itokisana amin'ny mombamomba ny metabolika.BN ary tranga 16 momba ny LUSC.Ny AUC amin'ny fanavakavahana eo amin'ny LUSC sy BN dia 0.776 (sary fanampiny 9), izay manondro ny fahaiza-manao mahantra kokoa raha oharina amin'ny fanavakavahana eo amin'ny LUAD sy BN.
Ny fanadihadiana dia naneho fa ny haben'ny nodules amin'ny sary CT dia mifamatotra tsara amin'ny mety ho voan'ny kanseran'ny havokavoka ary mijanona ho tena mamaritra ny fitsaboana nodule25,26,27.Ny famakafakana ny angon-drakitra avy amin'ny vondron'olona lehibe amin'ny fandinihana screening NELSON dia nampiseho fa ny loza ateraky ny homamiadana amin'ny lohahevitra misy nodes <5 mm dia mitovy amin'ny an'ny lohahevitra tsy misy nodes 28.Noho izany, ny habe kely indrindra mitaky fanaraha-maso CT tsy tapaka dia 5 mm, araka ny soso-kevitry ny British Thoracic Society (BTS), ary 6 mm, araka ny soso-kevitry ny Fleischner Society 29.Na izany aza, ny nodules lehibe kokoa noho ny 6 mm ary tsy misy endri-javatra mazava tsara, antsoina hoe indeterminate pulmonary nodules (IPN), dia mijanona ho fanamby lehibe amin'ny fanombanana sy fitantanana amin'ny fomba fitsaboana30,31.Nodinihinay avy eo raha nisy fiantraikany teo amin'ny sonia metabolomika ny haben'ny nodule tamin'ny fampiasana santionany natambatra tamin'ny fikarohana sy ny vondrona fanamarinana anatiny.Mifantoka amin'ny biomarker voamarina 27, dia nampitaha ny mombamomba ny PCA an'ny HC sy BN sub-6 mm metabolomes izahay.Hitanay fa nifanizina ny ankamaroan'ny teboka data ho an'ny HC sy BN, izay mampiseho fa mitovy ny haavon'ny metabolite serum amin'ny vondrona roa (sary 3a).Ny sarintany amin'ny sehatra samihafa dia mbola voatahiry ao amin'ny BN sy LA (sary 3b, c), fa ny fisarahana dia hita eo amin'ny nodules maloto sy malemy ao amin'ny 6-20 mm (sary 3d).Ity vondrona ity dia manana AUC amin'ny 0.927, manokana amin'ny 0.868, ary ny fahatsapana ny 0.820 amin'ny faminaniany ny tsy fahampian'ny nodules mirefy 6 hatramin'ny 20 mm (sary 3e, f).Ny vokatray dia mampiseho fa ny mpanasokajy dia afaka misambotra ny fiovan'ny metabolika vokatry ny fiovan'ny toetr'andro, na inona na inona haben'ny nodule.
ad Fampitahana ny mombamomba ny PCA eo amin'ny vondrona voafaritra mifototra amin'ny fanasokajiana metabolika amin'ny metabolites 27.CC sy BN <6 mm.b BN < 6 mm vs BN 6–20 mm.amin'ny LA 6–20 mm versus LA 20–30 mm.g BN 6–20 mm ary 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 Receiver operating characteristic (ROC) curve mampiseho fanavakavahana modely ho an'ny nodules 6-20 mm.f Ny sandan'ny mety ho kajy dia mifototra amin'ny maodely regression logistic ho an'ny nodules mirefy 6-20 mm.Ny tsipika miloko volondavenona dia maneho ny sandan'ny fanapahana tsara indrindra (0.455).Ireo isa etsy ambony dia maneho ny isan-jaton'ny tranga vinavinaina ho an'i Los Angeles.Mampiasà fitsapana roa an'ny Mpianatra.PCA, famakafakana singa fototra.AUC faritra ambanin'ny curve.Ny angon-drakitra loharano dia omena amin'ny endrika rakitra angona loharano.
Santionany efatra (44-61 taona) miaraka amin'ny haben'ny nodule pulmonary mitovy (7-9 mm) no nofantenana bebe kokoa mba hanehoana ny fahombiazan'ny modely faminaniana momba ny homamiadana (sary 4a, b).Tamin'ny screening voalohany, Case 1 dia naseho ho toy ny nodule mafy miaraka amin'ny calcification, endri-javatra mifandray amin'ny hatsaran-tarehy, fa ny Case 2 kosa dia naseho ho toy ny nodule mivaingana tsy misy dikany tsy misy endri-javatra mazava tsara.Ny fihodinana telo amin'ny scan CT fanaraha-maso dia nampiseho fa ireo tranga ireo dia nijanona ho mafy orina nandritra ny fe-potoana 4 taona ary noho izany dia heverina ho nodules malemy (sary 4a).Raha ampitahaina amin'ny fanombanana klinika momba ny scan CT serial, ny famakafakana metabolite serum tokana miaraka amin'ny modely mpanasokajy amin'izao fotoana izao dia haingana ary nahafantatra tsara ireo nodules tsara ireo mifototra amin'ny faneriterena mety (Table 1).Ny sary 4b amin'ny tranga 3 dia mampiseho nodule misy famantarana ny fisintonana pleural, izay matetika mifandray amin'ny malignancy32.Ny tranga 4 dia aseho ho toy ny nodule tsy voafaritra mazava tsara ary tsy misy porofo momba ny antony tsara.Ireo tranga rehetra ireo dia novinavinaina ho maloto araka ny modely fanasokajiana (Table 1).Ny fanombanana ny adenocarcinoma havokavoka dia naseho tamin'ny fanadihadiana histopathological taorian'ny fandidiana fandidiana ny havokavoka (sary 4b).Ho an'ny fametrahana fanamarinana ivelany, ny mpanasokajy metabolika dia naminavina tsara ny tranga roa momba ny havokavoka tsy voafaritra izay lehibe kokoa noho ny 6 mm (sary fanampiny 10).
CT sary amin'ny axial varavarankely ny havokavoka tranga roa ny benign nodules.Amin'ny tranga 1, ny scan CT taorian'ny 4 taona dia nampiseho nodule mafy orina mirefy 7 mm miaraka amin'ny calcification ao amin'ny lobe ambany havanana.Amin'ny tranga 2, ny scan CT taorian'ny 5 taona dia nahitana nodule miorina amin'ny ampahany amin'ny savaivony 7 mm ao amin'ny lobe ambony havanana.b Axial varavarankely CT sary ny havokavoka sy ny mifanaraka pathological fanadihadiana tranga roa ny dingana I adenocarcinoma alohan'ny havokavoka resection.Ny tranga faha-3 dia nahitana nodule misy savaivony 8 mm ao amin'ny lobe ambony havanana miaraka amin'ny fisintonana pleural.Ny tranga 4 dia naneho ny ampahany mivaingana vera mirefy 9 mm eo amin'ny tendrony ambony havia.Hematoxylin sy eosin (H&E) staining ny havokavoka resected (scale bar = 50 μm) mampiseho ny acinar fitomboan'ny adenocarcinoma havokavoka.Ny zana-tsipìka dia manondro nodules hita amin'ny sary CT.Ny sary H&E dia sarin'ny sahan'ny microscopic maromaro (>3) nodinihin'ny pathologist.
Raha atambatra, ny valiny dia mampiseho ny mety ho sandan'ny biomarkers metabolite serum amin'ny diagnostika samihafa amin'ny nodules pulmonary, izay mety hiteraka fanamby rehefa manombana ny fitiliana CT.
Miorina amin'ny tontolon'ny metabolite differential voamarina, dia nitady hamantatra ny fifandraisana biolojika amin'ny fiovana metabolika lehibe izahay.Ny famakafakana fanatsarana ny lalan'ny KEGG nataon'ny MetaboAnalyst dia namaritra ny lalana 6 mahazatra niova be teo amin'ireo vondrona roa nomena (LA vs. HC sy LA vs. BN, fanitsiana p ≤ 0.001, vokatra> 0.01).Ireo fiovana ireo dia miavaka amin'ny fikorontanan'ny metabolism pyruvate, metabolism tryptophan, metabolism niacin sy nicotinamide, glycolysis, tsingerin'ny TCA, ary metabolism purine (sary 5a).Avy eo dia nanao metabolomika nokendrena izahay mba hanamarinana ny fiovana lehibe amin'ny fampiasana fatra tanteraka.Famaritana ny metabolite mahazatra amin'ny lalana ovaina matetika amin'ny alàlan'ny spectrometry faobe quadrupole triple (QQQ) amin'ny fampiasana ny fenitra metabolite tena izy.Ny toetoetran'ny demografika amin'ny santionan'ny fianarana metabolomika dia tafiditra ao amin'ny tabilao fanampiny 4. Mifanaraka amin'ny valin'ny metabolomika manerantany, ny fanadihadiana ara-batana dia nanamafy fa ny hypoxanthine sy xanthine, pyruvate ary lactate dia nitombo tao LA raha oharina amin'ny BN sy HC (sary 5b, c, p <0.05).Na izany aza, tsy misy fahasamihafana lehibe amin'ireo metabolites hita eo amin'ny BN sy HC.
Ny famakafakana fanatsarana ny lalan'ny KEGG amin'ny metabolites samihafa ao amin'ny vondrona LA raha oharina amin'ny vondrona BN sy HC.Globaltest roa-tailed no nampiasaina, ary ny sanda p dia namboarina tamin'ny alàlan'ny fomba Holm-Bonferroni (nampifanarahana p ≤ 0.001 sy ny haben'ny fiantraikany > 0.01).b-d Violin dia mampiseho ny haavon'ny hypoxanthine, xanthine, lactate, pyruvate ary tryptophan amin'ny serum HC, BN, ary LA voafaritry ny LC-MS / MS (n = 70 isaky ny vondrona).Ny tsipika misy teboka fotsy sy mainty dia manondro ny median sy ny quartile.e Violin plot mampiseho ara-dalàna Log2TPM (transcripts isaky ny tapitrisa) mRNA fanehoana ny SLC7A5 sy QPRT amin'ny havokavoka adenocarcinoma (n = 513) raha oharina amin'ny ara-dalàna havokavoka sela (n = 59) ao amin'ny LUAD-TCGA dataset.Ny boaty fotsy dia maneho ny isan'ny interquartile, ny tsipika mainty mitsivalana eo afovoany dia maneho ny mediana, ary ny tsipika mainty mitsangana mivoaka avy ao amin'ny boaty dia maneho ny elanelan'ny fahatokisana 95% (CI).f Pearson correlation plan of SLC7A5 sy GAPDH expression amin'ny adenocarcinoma lung (n = 513) sy ny tavy havokavoka mahazatra (n = 59) ao amin'ny TCGA dataset.Ny faritra maitso dia maneho ny 95% CI.r, Coefficient fifamatorana Pearson.g Ny haavon'ny tryptophan sela mahazatra ao amin'ny sela A549 nafindra tamin'ny fanaraha-maso shRNA tsy voafaritra (NC) sy shSLC7A5 (Sh1, Sh2) voafaritry ny LC-MS/MS.Aseho ny famakafakana statistika amin'ny santionany dimy tsy miankina ara-biolojika isaky ny vondrona.h Ny haavon'ny selan'ny NADt (Total NAD, anisan'izany ny NAD + sy NADH) ao amin'ny sela A549 (NC) ary ny SLC7A5 mamono ny sela A549 (Sh1, Sh2).Aseho ny famakafakana statistika amin'ireo santionany mahaleo tena biolojika telo isaky ny vondrona.i Glycolytic ny sela A549 alohan'ny sy aorian'ny SLC7A5 knockdown dia refesina amin'ny extracellular acidification tahan'ny (ECAR) (n = 4 biolojika tsy miankina santionany isaky ny vondrona).2-DG,2-deoxy-D-glucose.Ny fitsapana t an'ny Mpianatra roa rambo dia nampiasaina tamin'ny (b–h).Ao amin'ny (g-i), ny barazy diso dia maneho ny mean ± SD, ny fanandramana tsirairay dia natao in-telo tsy miankina ary mitovy ny vokatra.Ny angon-drakitra loharano dia omena amin'ny endrika rakitra angona loharano.
Raha jerena ny fiantraikan'ny metabolisma tryptophan niova ao amin'ny vondrona LA, dia nanombantombana ihany koa ny haavon'ny tryptophan serum ao amin'ny vondrona HC, BN, ary LA mampiasa QQQ.Hitanay fa nihena ny tryptophan serum tao LA raha oharina amin'ny HC na BN (p <0.001, Figure 5d), izay mifanaraka amin'ny fikarohana teo aloha fa ny haavon'ny tryptophan mivezivezy dia ambany kokoa amin'ny marary voan'ny kanseran'ny havokavoka noho ny fanaraha-maso ara-pahasalamana avy amin'ny vondrona mpanara-maso33,34 ,35.Ny fandinihana iray hafa tamin'ny fampiasana PET / CT tracer 11C-methyl-L-tryptophan dia nahita fa ny fotoana fihazonana famantarana tryptophan ao amin'ny sela homamiadan'ny havokavoka dia nitombo be raha oharina amin'ny ratra malemy na tissue ara-dalàna36.Mihevitra izahay fa ny fihenan'ny tryptophan ao amin'ny serum LA dia mety hitaratra ny fandraisana tryptophan mavitrika amin'ny sela homamiadan'ny havokavoka.
Fantatra ihany koa fa ny vokatra farany amin'ny lalan'ny kynurenine amin'ny catabolism tryptophan dia NAD + 37,38, izay substrate manan-danja amin'ny fihetsiky ny glyceraldehyde-3-phosphate miaraka amin'ny 1,3-bisphosphoglycerate amin'ny glycolysis39.Raha ny fandinihana teo aloha dia nifantoka tamin'ny anjara asan'ny catabolism tryptophan amin'ny fifehezana ny hery fiarovana, dia nitady ny hanazava ny fifandraisana misy eo amin'ny dysregulation tryptophan sy ny lalan'ny glycolytic hita ao amin'ny fandalinana ankehitriny.Ny solute transporter family 7 member 5 (SLC7A5) dia fantatra fa mpitatitra tryptophan43,44,45.Quinolinic acid phosphoribosyltransferase (QPRT) dia anzima hita any ambanin'ny lalan'ny kynurenine izay mamadika asidra quinolinika ho NAMN46.Ny fanaraha-maso ny angon-drakitra LUAD TCGA dia nanambara fa ny SLC7A5 sy ny QPRT dia nitombo be tamin'ny tavy fivontosana raha oharina amin'ny tavy mahazatra (sary 5e).Io fitomboana io dia hita tamin'ny dingana I sy II ary koa ny dingana III sy IV amin'ny adenocarcinoma havokavoka (sary fanampiny 11), izay manondro ny fikorontanana tany am-boalohany amin'ny metabolism tryptophan mifandray amin'ny tumorigenesis.
Fanampin'izany, ny angona LUAD-TCGA dia naneho fifandraisana tsara teo amin'ny SLC7A5 sy GAPDH mRNA amin'ny santionan'ny marary homamiadana (r = 0.45, p = 1.55E-26, Figure 5f).Mifanohitra amin'izany, tsy misy fifandraisana manan-danja hita eo amin'ny sonia fototarazo toy izany ao amin'ny tavy havokavoka mahazatra (r = 0.25, p = 0.06, Figure 5f).Ny famotehana ny SLC7A5 (sary fanampiny 12) ao amin'ny sela A549 dia nampihena be ny tryptophan sela sy ny NAD (H) (sary 5g, h), ka nahatonga ny hetsika glycolytic attenuated araka ny fandrefesana ny tahan'ny acidification extracellular (ECAR) (sary 1).5i).Noho izany, mifototra amin'ny fiovan'ny metabolika ao amin'ny serum sy in vitro detection, dia mihevitra izahay fa ny metabolism tryptophan dia mety hamokatra NAD + amin'ny alàlan'ny kynurenine ary mitana anjara toerana lehibe amin'ny fampiroboroboana ny glycolysis amin'ny homamiadan'ny havokavoka.
Ny fikarohana dia naneho fa ny ankamaroan'ny nodules pulmonary tsy voafaritra izay hitan'ny LDCT dia mety hitarika amin'ny filàna fitiliana fanampiny toy ny PET-CT, biopsy havokavoka, ary fitsaboana tafahoatra noho ny diagnostika diso momba ny malignancy.31 Araka ny aseho amin'ny sary 6, Ny fandinihanay dia nanondro ny tontonana misy metabolites serum izay misy sanda mety ho an'ny diagnostika izay mety hanatsara ny stratification ny risika sy ny fitantanana ny nodules pulmonary hitan'ny CT.
Ny nodules pulmonary dia tombanana amin'ny fampiasana tomography computed ambany fatra (LDCT) miaraka amin'ny endri-tsary mampiseho ny antony mahafaty na ratsy.Ny vokatra tsy azo antoka amin'ny nodules dia mety hitarika amin'ny fitsidihana manaraka matetika, fitsabahana tsy ilaina ary fitsaboana tafahoatra.Ny fampidirana ireo mpanasokajy metabolika serum miaraka amin'ny sanda diagnostika dia mety hanatsara ny fanombanana ny risika sy ny fitantanana ny nodules pulmonary.PET positron emission tomography.
Ny angon-drakitra avy amin'ny fandalinana US NLST sy ny fanadihadiana Eoropeana NELSON dia manoro hevitra fa ny fitiliana ny vondrona misy risika avo lenta miaraka amin'ny tomography computed ambany (LDCT) dia mety hampihena ny fahafatesan'ny homamiadan'ny havokavoka1,3.Na izany aza, ny fanombanana ny risika sy ny fitantanana klinika manaraka ny maro amin'ireo nodules pulmonary tsikaritry ny LDCT dia mbola sarotra indrindra.Ny tanjona lehibe dia ny hanatsara ny fanasokajiana marina ny protocols mifototra amin'ny LDCT efa misy amin'ny alàlan'ny fampidirana biomarker azo antoka.
Ny biomarker molekiola sasany, toy ny metabolites amin'ny rà, dia fantatra amin'ny fampitahana ny homamiadan'ny havokavoka amin'ny fanaraha-maso mahasalama15,17.Ao amin'ny fanadihadiana amin'izao fotoana izao, dia nifantoka tamin'ny fampiharana ny serum metabolomics fanadihadiana mba hanavahana ny malemy sy maloto pulmonary nodules sendra hitan'ny LDCT.Nampitahainay ny metabolome serum manerantany momba ny fanaraha-maso ara-pahasalamana (HC), ny nodules lung benigna (BN), ary ny santionan'ny adenocarcinoma (LA) amin'ny havokavoka I amin'ny fampiasana famakafakana UPLC-HRMS.Hitanay fa ny HC sy BN dia manana mombamomba ny metabolika mitovy, fa ny LA kosa dia naneho fiovana lehibe raha oharina amin'ny HC sy BN.Nahita metabolites serum roa izahay izay manavaka ny LA amin'ny HC sy BN.
Ny rafitra famantarana mifototra amin'ny LDCT amin'izao fotoana izao ho an'ny nodules malemy sy malemy dia mifototra indrindra amin'ny habeny, ny hakitroky, ny morphologie ary ny tahan'ny fitomboan'ny nodules amin'ny fotoana30.Ny fandinihana teo aloha dia naneho fa ny haben'ny nodules dia mifandray akaiky amin'ny mety ho voan'ny kanseran'ny havokavoka.Na dia amin'ny marary atahorana kokoa aza, ny mety hisian'ny homamiadana amin'ny nodes <6 mm dia <1%.Ny mety ho voan'ny kanseran'ny nodules mirefy 6 ka hatramin'ny 20 mm dia eo anelanelan'ny 8% hatramin'ny 64%30.Noho izany, ny Fleischner Society dia manoro ny savaivony 6 mm ho an'ny fanaraha-maso CT mahazatra.29 Na izany aza, ny fanombanana ny risika sy ny fitantanana ny nodules indeterminate pulmonary (IPN) lehibe kokoa noho ny 6 mm dia tsy natao araka ny tokony ho izy 31.Ny fitantanana ny aretim-po hatrany am-bohoka amin'izao fotoana izao dia mifototra amin'ny fiandrasana amim-pitandremana miaraka amin'ny fanaraha-maso matetika ny CT.
Miorina amin'ny metabolome voamarina, dia nampiseho voalohany ny fifandonan'ny sonia metabolomika eo amin'ny olona salama sy ny nodules malemy <6 mm.Ny fitoviana biolojika dia mifanaraka amin'ny fikarohana CT teo aloha fa ny loza ateraky ny homamiadana ho an'ny nodules <6 mm dia ambany noho ny ho an'ny lohahevitra tsy misy nodes.30 Tsara homarihina fa ny valiny dia mampiseho ihany koa fa ny nodules malemy <6 mm sy ≥6 mm dia manana avo. fitoviana amin'ny mombamomba ny metabolomika, izay manoro hevitra fa ny famaritana ny etiôlôjia tsara dia tsy miova na inona na inona haben'ny nodule.Noho izany, ny tontonana metabolite serum diagnostika maoderina dia mety hanome fitsapana tokana ho fitsapana tsy misy fepetra rehefa hita amin'ny CT ny nodules ary mety hampihena ny fanaraha-maso serial.Mandritra izany fotoana izany, ny tontolon'ny biomarkers metabolika dia nanavaka ny nodules maloto ≥6 mm ny haben'ny nodules malemy ary nanome vinavina marina ho an'ny IPN mitovy habe sy endri-javatra morphological tsy mazava amin'ny sary CT.Ity fanasokajiana metabolisma serum ity dia nahavita tsara tamin'ny faminaniany ny homamiadan'ny nodules ≥6 mm miaraka amin'ny AUC 0.927.Raha atambatra, ny valiny dia manondro fa ny sonia metabolomika serum tsy manam-paharoa dia mety maneho manokana ny fiovan'ny metabolika vokatry ny fivontosana voalohany ary manana sanda mety ho toy ny mpamantatra ny risika, tsy miankina amin'ny haben'ny nodule.
Marihina fa ny lung adenocarcinoma (LUAD) sy ny squamous cell carcinoma (LUSC) no karazana kanseran'ny havokavoka tsy kely (NSCLC).Raha jerena fa ny LUSC dia mifandray mafy amin'ny fampiasana paraky47 ary ny LUAD no histôlôjia mahazatra indrindra amin'ny nodules amin'ny havokavoka hita tamin'ny fitiliana CT48, ny modely fanasokajianay dia natsangana manokana ho an'ny santionany adenocarcinoma dingana I.Nifantoka tamin'ny LUAD ihany koa i Wang sy ny mpiara-miasa ary namaritra sonia lipida sivy mampiasa lipidomika mba hanavahana ny homamiadan'ny havokavoka amin'ny dingana voalohany amin'ny olona salama17.Nosedrainay ny modely fanasokajiana amin'izao fotoana izao amin'ny tranga 16 amin'ny dingana I LUSC sy 74 benign nodules ary nanamarika ny faminanian'ny LUSC ambany (AUC 0.776), nanoro hevitra fa ny LUAD sy LUSC dia mety manana sonia metabolomika manokana.Raha ny marina, ny LUAD sy ny LUSC dia hita fa tsy mitovy amin'ny etiology, ny fiaviana biolojika ary ny fiovan'ny fototarazo49.Noho izany, ny karazana histôlôjia hafa dia tokony hampidirina ao amin'ny maodely fanofanana ho an'ny fitiliana ny homamiadan'ny havokavoka mifototra amin'ny mponina amin'ny programa fitiliana.
Eto izahay dia nahita ireo lalana enina niova matetika indrindra amin'ny adenocarcinoma amin'ny havokavoka raha oharina amin'ny fanaraha-maso ara-pahasalamana sy ny nodules malemy.Xanthine sy hypoxanthine dia metabolite mahazatra amin'ny lalan'ny metabolika purine.Mifanaraka amin'ny valiny, ny mpanelanelana mifandray amin'ny metabolism purine dia nitombo be tao amin'ny serum na tavy amin'ny marary voan'ny adenocarcinoma amin'ny havokavoka raha oharina amin'ny fanaraha-maso ara-pahasalamana na ny marary amin'ny dingana preinvasive15,50.Ny haavon'ny xanthine sy ny hypoxanthine serum dia mety hitaratra ny anabolisma takian'ny sela homamiadana mihamitombo haingana.Ny dysregulation ny metabolisma gliokaozy dia marika fanta-daza amin'ny metabolisma homamiadana51.Eto izahay dia nahita fitomboana lehibe amin'ny pyruvate sy lactate ao amin'ny vondrona LA raha ampitahaina amin'ny vondrona HC sy BN, izay mifanaraka amin'ny tatitra teo aloha momba ny tsy fetezan'ny lalan'ny glycolytic ao amin'ny mombamomba ny metabolome serum amin'ireo marary tsy voan'ny kanseran'ny havokavoka (NSCLC) ary fanaraha-maso ara-pahasalamana.tsy miova ny valiny52,53.
Ny tena zava-dehibe dia nahita fifamatorana mifanohitra eo amin'ny metabolism pyruvate sy tryptophan ao amin'ny serum ny adenocarcinomas lung.Ny haavon'ny tryptophan serum dia nihena tao amin'ny vondrona LA raha oharina amin'ny vondrona HC na BN.Mahavariana fa ny fandalinana lehibe teo aloha izay nampiasa ny vondron'olona mety dia nahita fa ny haavon'ny tryptophan mivezivezy dia mifandray amin'ny mety ho voan'ny kanseran'ny havokavoka 54.Tryptophan dia asidra amino tena ilaina izay azontsika avy amin'ny sakafo.Manatsoaka hevitra izahay fa ny fihenan'ny tryptophan amin'ny serum amin'ny adenocarcinoma havokavoka dia mety maneho ny fihenan'ny metabolite haingana.Fantatra fa ny vokatra farany amin'ny catabolism tryptophan amin'ny alàlan'ny lalan'ny kynurenine no loharanon'ny synthesis de novo NAD +.Satria ny NAD + dia novokarina voalohany indrindra amin'ny alàlan'ny lalan'ny famonjena, ny maha-zava-dehibe ny NAD + amin'ny metabolisma tryptophan amin'ny fahasalamana sy ny aretina dia mbola ho tapa-kevitra46.Ny famakafakana ny angon-drakitra TCGA dia nampiseho fa ny fanehoana ny tryptophan transporter solute transporter 7A5 (SLC7A5) dia nitombo be tamin'ny adenocarcinoma havokavoka raha oharina amin'ny fanaraha-maso mahazatra ary nifanaraka tsara tamin'ny fanehoana ny glycolytic enzyme GAPDH.Ny fikarohana teo aloha dia nifantoka indrindra tamin'ny anjara asan'ny catabolism tryptophan amin'ny fanafoanana ny valin'ny immune antitumor40,41,42.Eto izahay dia mampiseho fa ny fanakanana ny tryptophan amin'ny alàlan'ny fandoroana ny SLC7A5 amin'ny sela homamiadan'ny havokavoka dia miteraka fihenan'ny haavon'ny NAD sela sy ny fihenan'ny hetsika glycolytic.Raha fintinina, ny fandalinantsika dia manome fototra biolojika ho an'ny fiovan'ny metabolisma serum mifandray amin'ny fiovan'ny adenocarcinoma amin'ny havokavoka.
Ny fiovan'ny EGFR no fiovan'ny mpamily mahazatra indrindra amin'ny marary amin'ny NSCLC.Tao amin'ny fianaranay dia hitanay fa ny marary amin'ny mutation EGFR (n = 41) dia manana profil metabolomika amin'ny ankapobeny mitovy amin'ny marary manana EGFR (n = 31), na dia hitanay aza ny fihenan'ny serum amin'ny marary mutant EGFR sasany amin'ny marary acylcarnitine.Ny asan'ny acylcarnitines dia ny fitaterana vondrona acyl avy amin'ny cytoplasma mankany amin'ny matrix mitochondrial, izay mitarika ho amin'ny oksidin'ny asidra matavy mba hamokarana angovo 55.Mifanaraka amin'ny zavatra hitanay, ny fanadihadiana vao haingana dia namaritra ny mombamomba ny metabolome mitovy amin'ny EGFR mutant sy ny EGFR karazana fivontosana amin'ny alàlan'ny famakafakana ny metabolome manerantany amin'ny 102 adenocarcinoma tissue samples50.Mahaliana fa hita ao amin'ny vondrona mutant EGFR ihany koa ny atiny acylcarnitine.Noho izany, na ny fiovan'ny haavon'ny acylcarnitine dia maneho ny fiovan'ny metabolika vokatry ny EGFR ary ny lalan'ny molekiola fototra dia mety mendrika ny fianarana fanampiny.
Ho fehin-kevitra, ny fandalinantsika dia mametraka fanasokajiana metabolika serum ho an'ny diagnostika tsy mitovy amin'ny nodules pulmonary ary manolotra fomba fiasa izay afaka manatsara ny fanombanana ny risika ary manamora ny fitantanana klinika mifototra amin'ny fitiliana scan CT.
Ity fanadihadiana ity dia nankatoavin'ny Komitin'ny Etika ao amin'ny Hopitaly Kanseran'ny Oniversiten'i Sun Yat-sen, ny Hopitaly Mifandray Voalohany ao amin'ny Oniversiten'i Sun Yat-sen, ary ny Komitin'ny Etika ao amin'ny Hopitaly Kanseran'ny Oniversiten'i Zhengzhou.Ao amin'ny vondrona fikarohana sy fanamarinana anatiny, 174 sera avy amin'ny olona salama sy 244 sera avy amin'ny nodules malemy dia nangonina avy amin'ny olona manao fanadinana ara-pitsaboana isan-taona ao amin'ny Departemantan'ny Fanaraha-maso sy ny fisorohana ny homamiadana, Sun Yat-sen University Cancer Center, ary 166 nodules malemy.serum.Ny adenocarcinoma amin'ny havokavoka Stage I dia nangonina tao amin'ny Sun Yat-sen University Cancer Center.Ao amin'ny vondrona fanamarinana ivelany, dia nisy tranga 48 voan'ny nodules malemy, tranga 39 amin'ny adenocarcinoma havokavoka dingana I avy amin'ny Hopitaly voalohany ao amin'ny Oniversiten'i Sun Yat-sen, ary tranga 24 amin'ny adenocarcinoma havokavoka amin'ny Zhengzhou Cancer Hospital.Ny Sun Yat-sen University Cancer Center dia nanangona tranga 16 momba ny homamiadan'ny havokavoka squamous stage I mba hitsapana ny fahaiza-manaon'ny diagnostika ny mpanasokajy metabolika (ny toetran'ny marary dia aseho amin'ny tabilao fanampiny 5).Ny santionany avy amin'ny vondron'ny fikarohana sy ny vondrona fanamarinana anatiny dia nangonina teo anelanelan'ny Janoary 2018 sy Mey 2020. Ny santionany ho an'ny vondrona fanamarinana ivelany dia nangonina teo anelanelan'ny Aogositra 2021 sy Oktobra 2022. Mba hampihenana ny fitongilanana eo amin'ny lahy sy ny vavy dia mitovy ny isan'ny tranga lahy sy vavy nomena ny tsirairay. vondrona.Ekipa Discovery sy Ekipa mpandinika anatiny.Ny maha-lahy na maha-vavy mpandray anjara dia nofaritana tamin'ny tatitra momba ny tena.Nahazoana alalana avy amin'ny mpandray anjara rehetra ary tsy nisy onitra nomena.Ny lohahevitra miaraka amin'ny nodules malemy dia ireo izay manana isa CT scan stable amin'ny 2 ka hatramin'ny 5 taona amin'ny fotoan'ny fanadihadiana, afa-tsy amin'ny tranga 1 avy amin'ny santionany fanamarinana ivelany, izay nangonina mialoha sy voamarina tamin'ny histopathology.Ankoatra ny bronchitis mitaiza.Ny trangan'ny adenocarcinoma amin'ny havokavoka dia nangonina talohan'ny fanesorana ny havokavoka ary nohamafisin'ny diagnostika pathological.Ny santionan'ny rà fifadian-kanina dia nangonina tao anaty fantsona fanasarahana serum tsy misy anticoagulants.Ny santionan'ny rà dia nalaina nandritra ny adiny 1 tamin'ny mari-pana amin'ny efitrano ary avy eo dia nodiovina tamin'ny 2851 × g nandritra ny 10 minitra tamin'ny 4 ° C mba hanangonana supernatant serum.Ny aliquots serum dia natsipy tamin'ny -80 ° C mandra-pahatongan'ny fitrandrahana metabolite.Ny Departemantan'ny Fisorohana ny Kansera sy ny Fanadihadiana ara-pitsaboana ao amin'ny Sun Yat-sen University Cancer Center dia nanangona dobo serum avy amin'ny mpanome salama 100, anisan'izany ny lehilahy sy vehivavy mitovy amin'ny 40 ka hatramin'ny 55 taona.Nafangaro ny habetsaky ny santionan'ny mpanome tsirairay, ny dobo vokatr'izany dia nalaina ary notehirizina tamin'ny -80 ° C.Ny fangaro serum dia nampiasaina ho fitaovana fanondroana amin'ny fanaraha-maso ny kalitao sy ny fanamafisam-peo.
Ny serum reference sy ny santionan'ny fitsapana dia nalaina ary ny metabolites dia nalaina tamin'ny fampiasana fomba fitrandrahana mitambatra (MTBE / methanol / rano) 56.Raha fohifohy, ny serum 50 μl dia nafangaro tamin'ny 225 μl ny methanol mangatsiaka mangatsiaka ary ny 750 μl ny methyl tert-butyl ether (MTBE) mangatsiaka mangatsiaka.Afangaro ny fangaro ary atsipazo amin'ny gilasy mandritra ny 1 ora.Ny santionany avy eo dia nafangaro ary vortex nafangaro tamin'ny 188 μl ny rano MS-grade misy fenitra anatiny (13C-lactate, 13C3-pyruvate, 13C-methionine, ary 13C6-isoleucine, novidina tao amin'ny Cambridge Isotope Laboratories).Ny fangaro dia nopetahana tamin'ny 15,000 × g ho an'ny 10 min amin'ny 4 ° C, ary ny dingana ambany dia nafindra tao anaty fantsona roa (125 μL tsirairay) ho an'ny fanadihadiana LC-MS amin'ny fomba tsara sy ratsy.Farany, ny santionany dia etona ho maina ao amin'ny hafainganam-pandeha ambony vacuum concentrator.
Ny metabolites maina dia naverina tamin'ny 120 μl amin'ny acetonitrile 80%, vortexed nandritra ny 5 min, ary natsangana tamin'ny 15,000 × g nandritra ny 10 min tamin'ny 4 ° C.Ny supernatants dia nafindra tao anaty vilia fitaratra amber miaraka amin'ny microinserts ho an'ny fandalinana metabolomika.Ny famakafakana metabolomika tsy voatanisa amin'ny sehatra chromatography avo lenta avo lenta (UPLC-HRMS).Ny metabolites dia nisaraka tamin'ny alàlan'ny rafitra Dionex Ultimate 3000 UPLC sy ny tsanganana ACQUITY BEH Amide (2.1 × 100 mm, 1.7 μm, Waters).Ao amin'ny maodely ion tsara, ny dingana finday dia 95% (A) ary 50% acetonitrile (B), izay misy 10 mmol / L ammonium acetate ary 0.1% asidra formic.Amin'ny fomba ratsy, ny dingana finday A sy B dia misy 95% sy 50% acetonitrile, tsirairay avy, ny dingana roa dia misy 10 mmol / L ammonium acetate, pH = 9. Ny programa gradient dia toy izao manaraka izao: 0-0.5 min, 2% B;0,5–12 min, 2–50% B;12–14 min, 50–98% B;14–16 min, 98% B;16–16.1.min, 98 –2% B;16.1-20 min, 2% B. Ny tsanganana dia voatazona amin'ny 40 ° C ary ny santionany amin'ny 10 ° C ao amin'ny autosampler.Ny tahan'ny fikorianan'ny dia 0.3 ml / min, ny habetsahan'ny tsindrona dia 3 μl.Ny Q-Exactive Orbitrap mass spectrometer (Thermo Fisher Scientific) misy loharano electrospray ionization (ESI) dia niasa tamin'ny fomba scan feno ary nampiarahina tamin'ny fomba fanaraha-maso ddMS2 mba hanangonana angon-drakitra betsaka.Ny mari-pandrefesana MS dia napetraka toy izao manaraka izao: Volavolan'ny spray + 3.8 kV / - 3.2 kV, mari-pana capillary 320 ° C, entona fiarovana 40 arb, entona fanampiny 10 arb, mari-pana fanamafisam-peo 350 ° C, halavirana 70-1050 m / h, fanapahan-kevitra.70 000. Ny angona dia azo tamin'ny Xcalibur 4.1 (Thermo Fisher Scientific).
Mba hanombanana ny kalitaon'ny angon-drakitra, ny santionan'ny fanaraha-maso kalitao (QC) mitambatra dia novokarina tamin'ny fanesorana 10 μL aliquots amin'ny supernatant isaky ny santionany.Ny tsindrona santionany fanaraha-maso kalitao enina dia nodinihina tany am-piandohan'ny filaharana famakafakana mba hanombanana ny fahamarinan'ny rafitra UPLC-MS.Ny santionany fanaraha-maso kalitao dia ampidirina tsindraindray ao anatin'ny andiany.Ny santionan'ny serum 11 rehetra amin'ity fandalinana ity dia nodinihina tamin'ny LC-MS.Ny aliquots amin'ny fifangaroan'ny dobo serum avy amin'ny mpamatsy salama 100 dia nampiasaina ho fitaovana fanondro amin'ny andiany tsirairay mba hanaraha-maso ny fizotran'ny fitrandrahana sy hanitsiana ny vokatry ny batch-to-batch.Ny famakafakana metabolomika tsy voatanisa momba ny vondron'ny fikarohana, ny vondrona fanamarinana anatiny, ary ny vondrona fanamarinana ivelany dia natao tao amin'ny Metabolomics Center of Sun Yat-sen University.Ny laboratoara ivelany ao amin'ny Guangdong University of Technology Analysis and Testing Center dia nandinika santionany 40 avy amin'ny vondrona ivelany mba hitsapana ny fahombiazan'ny modely mpanasokajy.
Taorian'ny fitrandrahana sy ny fanarenana, ny fatran'ny metabolites serum dia norefesina tamin'ny fampiasana chromatography-tandem mass spectrometry (Agilent 6495 triple quadrupole) miaraka amin'ny loharano electrospray ionization (ESI) amin'ny fomba fanaraha-maso ny fanehoan-kevitra maro (MRM).Ny tsanganana ACQUITY BEH Amide (2.1 × 100 mm, 1.7 μm, Rano) dia nampiasaina hanasarahana metabolites.Ny dingana finday dia misy 90% (A) sy 5% acetonitrile (B) miaraka amin'ny 10 mmol / L ammonium acetate ary 0.1% ammonia solution.Ny fandaharana gradient dia toy izao manaraka izao: 0-1,5 min, 0% B;1,5–6,5 min, 0–15% B;6,5–8 min, 15% B;8–8,5 min, 15%–0% B;8.5–11.5 min, 0%B.Ny tsanganana dia notazonina tamin'ny 40 ° C ary ny santionany tamin'ny 10 ° C tao amin'ny autosampler.Ny tahan'ny fikorianan'ny dia 0.3 mL/min ary ny habetsahan'ny tsindrona dia 1 μL.Ny mari-pamantarana MS dia napetraka toy izao manaraka izao: capillary voltage ± 3,5 kV, nebulizer pressure 35 psi, sheath entona mikoriana 12 L / min, sheath entona mari-pana 350 ° C, fanamainana gazy mari-pana 250 ° C, ary ny fanamainana ny entona mikoriana 14 l / min.Ny fiovan'ny MRM amin'ny tryptophan, pyruvate, lactate, hypoxanthine ary xanthine dia 205.0-187.9, 87.0-43.4, 89.0-43.3, 135.0-92.3 ary 151.0-107.9 avy.Ny angon-drakitra dia nangonina tamin'ny fampiasana Mass Hunter B.07.00 (Agilent Technologies).Ho an'ny santionany serum, tryptophan, pyruvate, lactate, hypoxanthine, ary xanthine dia nofaritana tamin'ny alàlan'ny curve calibration amin'ny vahaolana fangaro mahazatra.Ho an'ny santionany amin'ny sela, ny votoatin'ny tryptophan dia natao ara-dalàna amin'ny fenitra anatiny sy ny habetsahan'ny proteinina sela.
Ny fitrandrahana faratampony (m/z sy ny fotoana fihazonana (RT)) dia natao tamin'ny fampiasana Compound Discovery 3.1 sy TraceFinder 4.0 (Thermo Fisher Scientific).Mba hanafoanana ny mety ho tsy fitoviana eo amin'ny batch, ny tampon'ny toetra tsirairay amin'ny santionany fitsapana dia nozaraina tamin'ny tampon'ny toetran'ny fitaovana fanondro avy amin'ny andiany iray ihany mba hahazoana ny habetsahana.Ny fiovaovan'ny fenitra mifandraika amin'ny fenitra anatiny alohan'ny sy aorian'ny fanamafisana dia aseho amin'ny tabilao fanampiny 6. Ny fahasamihafana misy eo amin'ireo vondrona roa ireo dia miavaka amin'ny taham-pahitana diso (FDR<0.05, Wilcoxon sonia fitsapana laharana) ary ny fiovan'ny fony (> 1.2 na <0.83).Ny angon-drakitra MS manta amin'ireo endri-javatra nalaina sy ny angon-drakitra MS fanitsiana serum dia aseho ao amin'ny Data Supplementary 1 sy Data Supplementary 2, tsirairay avy.Ny fanamafisam-peo ambony dia natao mifototra amin'ny ambaratonga efatra voafaritra voafaritra, ao anatin'izany ny metabolites fantatra, ny kapoaky ny annotated, ny kilasin'ny fitambarana voamarika, ary ny fitambarana tsy fantatra 22.Mifototra amin'ny fikarohana angon-drakitra ao amin'ny Compound Discovery 3.1 (mzCloud, HMDB, Chemspider), ny fitambarana biolojika miaraka amin'ny MS/MS mifanandrify amin'ny fenitra voamarina na fanamarihana mifanandrify marina ao amin'ny mzCloud (sora> 85) na Chemspider dia nofantenana ho mpanelanelana eo amin'ny metabolome samihafa.Ny fanamafisam-peo ambony ho an'ny endri-javatra tsirairay dia tafiditra ao amin'ny angona fanampiny 3. Ny MetaboAnalyst 5.0 dia nampiasaina ho an'ny famakafakana univariate momba ny habetsahan'ny metabolite voatokana.Ny MetaboAnalyst 5.0 dia nanombantombana ihany koa ny famakafakana fanatsarana ny lalan'ny KEGG mifototra amin'ny metabolites samihafa.Ny famakafakana ny singa fototra (PCA) sy ny famakafakana fanavakavahana amin'ny efamira faran'izay kely indrindra (PLS-DA) dia nodinihina tamin'ny fampiasana ny fonosana rindrambaiko ropls (v.1.26.4) miaraka amin'ny normalization stack sy autoscaling.Ny modelin'ny biomarker metabolite tsara indrindra amin'ny faminaniany ny homamiadan'ny nodule dia novolavolaina tamin'ny alàlan'ny regression logistic binary miaraka amin'ny fihenam-bidy farany indrindra sy ny mpikarakara fisafidianana (LASSO, R package v.4.1-3).Ny fahombiazan'ny maodely manavakavaka amin'ny seta fitadiavana sy fanamarinana dia nasongadina tamin'ny fanombanana ny AUC mifototra amin'ny fanadihadiana ROC araka ny fonosana pROC (v.1.18.0.).Ny fanapahan-kevitra mety tsara indrindra dia azo mifototra amin'ny tondro Youden ambony indrindra amin'ny modely (fahatsapana + manokana - 1).Ny santionany manana sanda kely na lehibe noho ny tokonam-baravarana dia vinavinaina ho toy ny nodules malemy sy adenocarcinoma havokavoka.
Ny sela A549 (#CCL-185, American Type Culture Collection) dia nambolena tao amin'ny medium F-12K misy 10% FBS.Short hairpin RNA (shRNA) sequences mikendry SLC7A5 sy ny nontargeting control (NC) dia nampidirina tao amin'ny lentiviral vector pLKO.1-puro.Ny filaharan'ny antisense amin'ny shSLC7A5 dia toy izao manaraka izao: Sh1 (5′-GGAGAAACCTGATGAACAGTT-3′), Sh2 (5′-GCCGTGGACTTCGGGAACTAT-3 ′).Ny antibody amin'ny SLC7A5 (#5347) sy tubulin (#2148) dia novidina tamin'ny Cell Signaling Technology.Ny antibiôsy amin'ny SLC7A5 sy ny tubulin dia nampiasaina tamin'ny dilution 1: 1000 ho an'ny famakafakana blot tandrefana.
Ny Seahorse XF Glycolytic Stress Test dia mandrefy ny haavon'ny asidra extracellular (ECAR).Ao amin'ny assay, glucose, oligomycin A, ary 2-DG dia nokarakaraina nisesy mba hitsapana ny fahafahan'ny glycolytic cellule araka ny fandrefesana ny ECAR.
Ny sela A549 nafindra tamin'ny fanaraha-maso tsy mikendry (NC) sy ny shSLC7A5 (Sh1, Sh2) dia nopetahana nandritra ny alina tao anaty lovia 10 cm.Ny metabolites sela dia nalaina tamin'ny 1 ml ny methanol rano mangatsiaka 80%.Ny sela ao amin'ny vahaolana methanol dia nesorina, nangonina tao anaty fantsona vaovao, ary natao centrifuge tamin'ny 15,000 × g nandritra ny 15 minitra tamin'ny 4 ° C.Manangona 800 µl supernatant ary maina amin'ny alàlan'ny concentrator vacuum haingam-pandeha.Ny pellets metabolite maina dia nodinihina avy eo ho an'ny haavon'ny tryptophan mampiasa LC-MS / MS araka ny voalaza etsy ambony.Ny haavon'ny sela NAD (H) amin'ny sela A549 (NC sy shSLC7A5) dia norefesina tamin'ny alàlan'ny kitapo colorimetric NAD + / NADH (#K337, BioVision) araka ny torolalan'ny mpanamboatra.Ny haavon'ny proteinina dia norefesina isaky ny santionany mba hamerenana ny habetsaky ny metabolites.
Tsy nisy fomba statistika nampiasaina hamaritana mialoha ny haben'ny santionany.Ny fandalinana metabolomika teo aloha mikendry ny biomarker discovery15,18 dia noheverina ho mari-pamantarana ho an'ny famaritana ny habeny, ary raha oharina amin'ireo tatitra ireo dia ampy ny santionany.Tsy nisy santionany nesorina tao amin'ny vondrona fianarana.Ny santionan'ny serum dia nomena an-tsokosoko ho an'ny vondrona mpikaroka (tranga 306, 74.6%) ary vondrona fanamarinana anatiny (tranga 104, 25.4%) ho an'ny fandalinana metabolomika tsy voatanisa.Nifidy an-tsokosoko tranga 70 avy amin'ny vondrona tsirairay avy amin'ny fikarohana natao ho an'ny fandalinana metabolomika kendrena.Nohajambaina tamin'ny fanendrena vondrona ireo mpanadihady nandritra ny fanangonana sy famakafakana ny angona LC-MS.Ny famakafakana statistika momba ny angona metabolomika sy ny fanandramana sela dia nofaritana ao amin'ny fizarana Vokatra, Figure Legends, ary Methods.Ny fampitomboana ny tryptophan sela, NADT, ary ny hetsika glycolytic dia natao in-telo tsy miankina miaraka amin'ny vokatra mitovy.
Raha mila fanazavana fanampiny momba ny famolavolana fandalinana dia jereo ny Natural Portfolio Report Abstract mifandray amin'ity lahatsoratra ity.
Ny angon-drakitra MS manta amin'ireo endri-javatra nalaina sy ny angon-drakitra MS mahazatra amin'ny serum reference dia aseho ao amin'ny Data Supplementary 1 sy Data Supplement 2, tsirairay avy.Ny fanamafisam-peo ambony indrindra ho an'ny endri-javatra samihafa dia aseho ao amin'ny Data Fanampiny 3. Ny angon-drakitra LUAD TCGA dia azo alaina ao amin'ny https://portal.gdc.cancer.gov/.Ny angona fidirana amin'ny fandrafetana ny grafika dia omena ao amin'ny angona loharano.Ny loharanom-baovao no omena ho an'ity lahatsoratra ity.
National Lung Study Group, sns. Mampihena ny fahafatesan'ny homamiadan'ny havokavoka miaraka amin'ny tomography computed ambany.Angleterre Avaratra.J. Med.365, 395–409 (2011).
Kramer, BS, Berg, KD, Aberle, DR ary Mpaminany, ny fitiliana ny homamiadan'ny havokavoka PC amin'ny fampiasana helika helika ambany: vokatra avy amin'ny National Lung Screening Study (NLST).J. Med.Écran 18, 109–111 (2011).
De Koning, HJ, et al.Fampihenana ny fahafatesan'ny homamiadan'ny havokavoka miaraka amin'ny screening CT volumetric amin'ny fitsapana randomized.Angleterre Avaratra.J. Med.382, 503–513 (2020).
Fotoana fandefasana: Sep-18-2023