የታካሚ ሴረም ከፍተኛ ጥራት ያለው የጅምላ ስፔክትሮሜትሪክ ትንተና በመጠቀም ከፍተኛ ልዩነት ያላቸውን ቤኒን እና አደገኛ የሳንባ ኖዶችን መለየት ሜታቦሎሚክስ።

በኮምፕዩተር ቶሞግራፊ (ሲቲ) የተለዩ የሳንባ ኖዱሎች ልዩነት ምርመራ በክሊኒካዊ ልምምድ ውስጥ አሁንም ፈታኝ ነው። እዚህ፣ ጤናማ ቁጥጥሮችን፣ ጤናማ የሳንባ ኖዱሎችን እና ደረጃ I የሳንባ አዴኖካርሲኖማዎችን ጨምሮ የ480 የሴረም ናሙናዎችን ዓለም አቀፍ ሜታቦሎምን እንገልፃለን። አዴኖካርሲኖማዎች ልዩ የሜታቦሎሚ መገለጫዎችን ያሳያሉ፣ ጤናማ ያልሆኑ ኖዱሎች እና ጤናማ ግለሰቦች በሜታቦሎሚክ መገለጫዎች ውስጥ ከፍተኛ ተመሳሳይነት አላቸው። በግኝት ቡድን (n = 306) ውስጥ፣ ጤናማ ያልሆኑ እና አደገኛ ኖዱሎችን ለመለየት የ27 ሜታቦላቶች ስብስብ ተለይቷል። በውስጣዊ ማረጋገጫ (n = 104) እና ውጫዊ ማረጋገጫ (n = 111) ቡድኖች ውስጥ ያለው ልዩነት ሞዴል AUC በቅደም ተከተል 0.915 እና 0.945 ነበር። የመንገድ ትንተና በሳንባ አዴኖካርሲኖማ ሴረም ውስጥ ከጤናማ ኖዱሎች እና ጤናማ ቁጥጥሮች ጋር ሲነጻጸር ከቀነሰ ትራይፕቶፋን ጋር የተያያዙ ግላይኮሊቲክ ሜታቦላቶችን ጨምሯል፣ እና ትራይፕቶፋን መውሰድ በሳንባ ካንሰር ሴሎች ውስጥ ግላይኮሊሲስን እንደሚያበረታታ ጠቁሟል። ጥናታችን በሲቲ (CT) የተገኙ የሳንባ ኖዶችን አደጋ ለመገምገም የሴረም ሜታቦላይት ባዮማርከሮችን ዋጋ ያጎላል።
የካንሰር በሽተኞችን የመዳን መጠን ለማሻሻል ቅድመ ምርመራ ወሳኝ ነው። ከአሜሪካ ብሔራዊ የሳንባ ካንሰር ምርመራ ሙከራ (NLST) እና ከአውሮፓ ኔልሰን ጥናት የተገኙ ውጤቶች እንደሚያሳዩት በዝቅተኛ መጠን የተሰላ ቶሞግራፊ (LDCT) ምርመራ ከፍተኛ ተጋላጭነት ባላቸው ቡድኖች ውስጥ የሳንባ ካንሰርን ሞት በእጅጉ ሊቀንስ ይችላል። LDCT ለሳንባ ካንሰር ምርመራ በስፋት ጥቅም ላይ ከዋለበት ጊዜ ጀምሮ፣ ምልክት የማያሳዩ የሳንባ ኖዶች ድንገተኛ የራዲዮግራፊክ ግኝቶች መከሰት መጨመሩን ቀጥሏል። 4. የሳንባ ኖዶች እስከ 3 ሴ.ሜ ዲያሜትር ያላቸው የትኩረት ኦፓሲቲዎች ተብለው ይገለፃሉ። 5. የአደገኛ ዕጢ የመያዝ እድልን በመገምገም እና በLDCT ላይ በአጋጣሚ የተገኙትን ከፍተኛ ቁጥር ያላቸውን የሳንባ ኖዶች በመቋቋም ረገድ ችግሮች ያጋጥሙናል። የሲቲ ገደቦች ተደጋጋሚ የክትትል ምርመራዎችን እና የተሳሳቱ ውጤቶችን ሊያስከትሉ ይችላሉ፣ ይህም አላስፈላጊ ጣልቃ ገብነት እና ከመጠን በላይ ሕክምና ያስከትላል። 6. ስለዚህ፣ በመጀመሪያ ደረጃዎች የሳንባ ካንሰርን በትክክል ለመለየት እና በመጀመሪያ ደረጃ ላይ አብዛኛዎቹን ጤናማ ያልሆኑ ኖዶች ለመለየት አስተማማኝ እና ጠቃሚ ባዮማርከሮችን ማዘጋጀት አስፈላጊ ነው።
የደም (ሴረም፣ ፕላዝማ፣ የዳርቻ ደም ሞኖኑክሌር ሴሎች) አጠቃላይ ሞለኪውላዊ ትንተና፣ ጂኖሚክስ፣ ፕሮቲዮሚክስ ወይም ዲኤንኤ ሜቲሌሽን8፣9፣10ን ጨምሮ፣ ለሳንባ ካንሰር የምርመራ ባዮማርከሮችን ለማግኘት ፍላጎት እያደገ መጥቷል። ይህ በእንዲህ እንዳለ፣ የሜታቦሎሚክስ አቀራረቦች በውስጣዊ እና ውጫዊ ድርጊቶች ተጽዕኖ ስር ያሉ የሴሉላር መጨረሻ ምርቶችን ይለካሉ እና ስለዚህ የበሽታ መከሰት እና ውጤትን ለመተንበይ ይተገበራሉ። ፈሳሽ ክሮማቶግራፊ-ታንደም የጅምላ ስፔክትሮሜትሪ (LC-MS) ከፍተኛ ስሜታዊነት እና ትልቅ ተለዋዋጭ ክልል ስላለው ለሜታቦሎሚክስ ጥናቶች በስፋት ጥቅም ላይ የሚውል ዘዴ ሲሆን ይህም የተለያዩ የፊዚኮኬሚካላዊ ባህሪያት ያላቸውን ሜታቦላይቶችን ሊሸፍን ይችላል። ምንም እንኳን የፕላዝማ/ሴረም ዓለም አቀፍ ሜታቦሎሚክ ትንተና ከሳንባ ካንሰር ምርመራ ጋር የተያያዙ ባዮማርከሮችን ለመለየት ጥቅም ላይ ቢውልም14፣15፣16፣17 እና የሕክምና ውጤታማነት፣ ጤናማ እና አደገኛ የሳንባ ኖዶችን ለመለየት 18 የሴረም ሜታቦላይት ምደባዎች ብዙ ጥናት ሊደረግባቸው ይገባል። - ግዙፍ ምርምር።
አዴኖካርሲኖማ እና ስኩዌመስ ሴል ካርሲኖማ ሁለት ዋና ዋና የአነስተኛ ሴል ሳንባ ካንሰር (NSCLC) ንዑስ ዓይነቶች ናቸው። የተለያዩ የሲቲ ምርመራ ምርመራዎች አዴኖካርሲኖማ በጣም የተለመደው የሂስቶሎጂካል የሳንባ ካንሰር አይነት መሆኑን ያመለክታሉ1,19,20,21። በዚህ ጥናት፣ ጤናማ መቆጣጠሪያዎችን፣ ቤኒን የሳንባ ኖዶችን እና ሲቲ-የተለየ ≤3 ሴ.ሜ ጨምሮ በአጠቃላይ 695 የሴረም ናሙናዎች ላይ ሜታቦሎሚክስ ትንተና ለማድረግ እጅግ በጣም ጥሩ አፈፃፀም ያለው ፈሳሽ ክሮማቶግራፊ-ከፍተኛ ጥራት ያለው የጅምላ ስፔክትሮሜትሪ (UPLC-HRMS) ተጠቅመናል። ለደረጃ I የሳንባ አዴኖካርሲኖማ ምርመራ። የሳንባ አዴኖካርሲኖማን ከቤኒን ኖዶች እና ጤናማ መቆጣጠሪያዎች የሚለዩ የሴረም ሜታቦላይቶችን ፓነል ለይተናል። የመንገድ ማበልጸጊያ ትንተና እንዳመለከተው ያልተለመደ ትራይፕቶፋን እና የግሉኮስ ሜታቦሊዝም ከቤኒን ኖዶች እና ጤናማ መቆጣጠሪያዎች ጋር ሲነጻጸር በሳንባ አዴኖካርሲኖማ ውስጥ የተለመዱ ለውጦች ናቸው። በመጨረሻም፣ በኤልዲሲቲ የተገኙ አደገኛ እና ጤናማ የሳንባ ኖዶችን ለመለየት ከፍተኛ ልዩነት እና ስሜታዊነት ያለው የሴረም ሜታቦሊዝም ክላሲፋየር አቋቁመን አረጋግጠናል፣ ይህም ቀደምት ልዩነት ምርመራ እና የአደጋ ግምገማ ላይ ሊረዳ ይችላል።
በአሁኑ ጥናት፣ ከ174 ጤናማ ቁጥጥሮች፣ ከ292 ጤናማ የሳንባ ኖዱሎች ጋር በሽተኞች እና ከደረጃ I የሳንባ አዴኖካርሲኖማ ጋር 229 ታካሚዎች ከጾታ እና ከእድሜ ጋር የሚዛመዱ የሴረም ናሙናዎች ወደኋላ ተወስደዋል። የ695ቱ ታካሚዎች የስነ-ሕዝብ ባህሪያት በተጨማሪ ሠንጠረዥ 1 ላይ ተዘርዝረዋል።
በምስል 1a ላይ እንደሚታየው፣ በሰን ያት-ሴን ዩኒቨርሲቲ የካንሰር ማዕከል 174 ጤናማ ቁጥጥር (HC)፣ 170 ቤንጂናል ኖዱሎች (BN) እና 136 ደረጃ I የሳንባ አድኖካርሲኖማ (LA) ናሙናዎችን ጨምሮ በአጠቃላይ 480 የሴረም ናሙናዎች ተሰብስበዋል። እጅግ በጣም ጥሩ የፈሳሽ ክሮማቶግራፊ-ከፍተኛ ጥራት ያለው የጅምላ ስፔክትሮሜትሪ (UPLC-HRMS) በመጠቀም ያልታለመ ሜታቦሎሚክ ፕሮፋይሊንግን በመጠቀም የዲስከቨሪ ቡድን። በተጨማሪ ምስል 1 ላይ እንደሚታየው፣ በLA እና HC፣ LA እና BN መካከል ያለው ልዩነት ሜታቦላይትስ ለመለየት እና የልዩነት መንገድ ትንተናን የበለጠ ለማሰስ ተለይቷል። በሰን ያት-ሴን ዩኒቨርሲቲ የካንሰር ማዕከል የተሰበሰቡ 104 ናሙናዎች እና በሁለት ሌሎች ሆስፒታሎች የተሰበሰቡ 111 ናሙናዎች በቅደም ተከተል ለውስጣዊ እና ውጫዊ ማረጋገጫ ተዳርገዋል።
a በግኝት ቡድን ውስጥ እጅግ በጣም ጥሩ የፈሳሽ ክሮማቶግራፊ-ከፍተኛ ጥራት ያለው የጅምላ ስፔክትሮሜትሪ (UPLC-HRMS) በመጠቀም ዓለም አቀፍ የሴረም ሜታቦሎሚክስ ትንተና የተደረገለት የጥናት ቡድን። b ከጥናቱ ቡድን የተውጣጡ 480 የሴረም ናሙናዎች አጠቃላይ ሜታቦሎሜ ከፊል ዝቅተኛ ካሬዎች የመለየት ትንተና (PLS-DA)፣ ጤናማ መቆጣጠሪያዎችን (HC፣ n = 174)፣ ቤንዚን ኖዱሎች (BN፣ n = 170) እና ደረጃ I የሳንባ አዴኖካርሲኖማ (ሎስ አንጀለስ፣ n = 136) ጨምሮ። +ESI፣ አዎንታዊ ኤሌክትሮስፕሬይ አዮንኢዜሽን ሁነታ፣ -ESI፣ አሉታዊ ኤሌክትሮስፕሬይ አዮንኢዜሽን ሁነታ። c–e በሁለት የተሰጡ ቡድኖች ውስጥ በከፍተኛ ሁኔታ የተለያዩ ብዛት ያላቸው ሜታቦላይቶች (ባለ ሁለት ጭራ ዊልኮክሰን የተፈረመ የደረጃ ፈተና፣ የሐሰት ግኝት መጠን የተስተካከለ p እሴት፣ FDR <0.05) በቀይ (የእጥፋት ለውጥ > 1.2) እና ሰማያዊ (የእጥፋት ለውጥ < 0.83) ይታያሉ። ) በእሳተ ገሞራ ግራፊክ ላይ ይታያሉ። f በLA እና BN መካከል በተብራሩ ሜታቦላይቶች ብዛት ላይ ጉልህ ልዩነቶችን የሚያሳይ የተዋረድ ክላስተር የሙቀት ካርታ። የምንጭ መረጃ የሚቀርበው በምንጭ የውሂብ ፋይሎች መልክ ነው።
በግኝት ቡድኑ ውስጥ ያለው የ174 HC፣ ​​170 BN እና 136 LA አጠቃላይ የሴረም ሜታቦሎሜ የተተነተነው በUPLC-HRMS ትንተና ነው። በመጀመሪያ የጥራት ቁጥጥር (QC) ናሙናዎች ቁጥጥር በሌለው ዋና የክፍል ትንተና (PCA) ሞዴል መሃል ላይ በጥብቅ እንደሚሰበሰቡ እና የአሁኑን ጥናት አፈጻጸም መረጋጋትን እንደሚያረጋግጡ እናሳያለን (ተጨማሪ ምስል 2)።
በስእል 1 ለ ላይ በክፍል ዝቅተኛ ካሬዎች-አድሎአዊ ትንተና (PLS-DA) ላይ እንደሚታየው፣ በአዎንታዊ (+ESI) እና አሉታዊ (−ESI) ኤሌክትሮስፕሬይ አዮኒዜሽን ሁነታዎች መካከል በLA እና BN፣ LA እና HC መካከል ግልጽ ልዩነቶች እንዳሉ አግኝተናል። ሆኖም፣ በ+ESI እና -ESI ሁኔታዎች ውስጥ በBN እና HC መካከል ምንም ጉልህ ልዩነቶች አልተገኙም።
በLA እና HC መካከል 382 የተለያዩ ባህሪያት፣ በLA እና BN መካከል 231 የተለያዩ ባህሪያት፣ እና በBN እና HC መካከል 95 የተለያዩ ባህሪያት (Wilcoxon የተፈረመ የደረጃ ሙከራ፣ FDR <0.05 እና ባለብዙ ለውጥ >1.2 ወይም <0.83) አግኝተናል (ምስል .1c-e)። . ጫፎች በ m/z እሴት፣ በማቆያ ጊዜ እና በስብስብ የጅምላ ስፔክትረም ፍለጋ (ዝርዝሮች በዘዴዎች ክፍል ውስጥ ተገልጸዋል) 22 ላይ ተጨማሪ ማብራሪያ ተሰጥቷቸዋል (ተጨማሪ መረጃ 3)። በመጨረሻም፣ 33 እና 38 ጉልህ የሆነ የብዛት ልዩነት ያላቸው የተብራሩ ሜታቦላይቶች ለLA ከ BN ጋር (ምስል 1f እና ተጨማሪ ሰንጠረዥ 2) እና ለLA ከ HC ጋር (ተጨማሪ ምስል 3 እና ተጨማሪ ሰንጠረዥ 2) በቅደም ተከተል ተለይተዋል። በአንጻሩ፣ በBN እና HC ውስጥ ከፍተኛ የብዛት ልዩነት ያላቸው 3 ሜታቦላይቶች ብቻ ተለይተዋል (ተጨማሪ ሠንጠረዥ 2)፣ ይህም በPLS-DA ውስጥ በBN እና HC መካከል ካለው መደራረብ ጋር የሚስማማ ነው። እነዚህ የተለያዩ ሜታቦላይቶች ሰፊ የባዮኬሚካል ዓይነቶችን ይሸፍናሉ (ተጨማሪ ምስል 4)። እነዚህ ውጤቶች ከጤናማ የሳንባ ኖዶች ወይም ጤናማ ሰዎች ጋር ሲነፃፀሩ የመጀመሪያ ደረጃ የሳንባ ካንሰር አደገኛ ለውጥን የሚያንፀባርቁ የሴረም ሜታቦሎሜ ላይ ጉልህ ለውጦችን ያሳያሉ። ይህ በእንዲህ እንዳለ፣ የBN እና HC የሴረም ሜታቦሎሜ ተመሳሳይነት ቤኒን የሳንባ ኖዶች ከጤናማ ግለሰቦች ጋር ብዙ ባዮሎጂያዊ ባህሪያትን ሊጋሩ እንደሚችሉ ይጠቁማል። የኤፒደርማል እድገት ፋክተር ተቀባይ (EGFR) የጂን ሚውቴሽን በሳንባ አዴኖካርሲኖማ ንዑስ አይነት 23 ውስጥ የተለመደ በመሆኑ፣ የአሽከርካሪ ሚውቴሽን በሴረም ሜታቦሎሜ ላይ ያለውን ተጽእኖ ለማወቅ ሞክረናል። ከዚያም በሳንባ አዴኖካርሲኖማ ቡድን ውስጥ የEGFR ሁኔታ ያላቸው 72 ጉዳዮች አጠቃላይ ሜታቦሎሚክ መገለጫ ተንትነናል። የሚገርመው ነገር፣ በPCA ትንተና (ተጨማሪ ምስል 5a) ውስጥ በEGFR ሚውቴሽን በሽተኞች (n = 41) እና በEGFR የዱር ዓይነት ታካሚዎች (n = 31) መካከል ተመሳሳይ መገለጫዎችን አግኝተናል። ሆኖም፣ ከዱር ዓይነት EGFR በሽተኞች ጋር ሲነጻጸር የEGFR ሚውቴሽን ባላቸው ታካሚዎች ላይ በብዛት በከፍተኛ ሁኔታ የተለወጠ 7 ሜታቦላይቶችን ለይተናል (t test፣ p < 0.05 እና የታጠፈ ለውጥ > 1.2 ወይም < 0.83) (ተጨማሪ ምስል 5b)። አብዛኛዎቹ እነዚህ ሜታቦላይቶች (ከ7 5ቱ) በፋቲ አሲድ ኦክሳይድ መንገዶች ውስጥ ትልቅ ሚና የሚጫወቱት አሲልካርኒቲን ናቸው።
በምስል 2 ሀ ላይ እንደሚታየው፣ ለኖዱል ምደባ ባዮማርከሮች የተገኙት በLA (n = 136) እና BN (n = 170) ውስጥ በተለዩ 33 የተለያዩ ሜታቦላይቶች ላይ በመመርኮዝ ዝቅተኛ ፍፁም የመቀነስ ኦፕሬተሮችን እና ምርጫን በመጠቀም ነው። የተለዋዋጮች ምርጥ ጥምረት (LASSO) - የሁለትዮሽ ሎጂስቲክ ሪግሬሽን ሞዴል። የሞዴሉን አስተማማኝነት ለመፈተሽ አስር እጥፍ የመስቀል-ማረጋገጫ ጥቅም ላይ ውሏል። ተለዋዋጭ ምርጫ እና የፓራሜትር መደበኛነት ከፓራሜትር λ24 ጋር ባለው የዕድል ማጉላት ቅጣት ይስተካከላሉ። የአለም አቀፍ ሜታቦሎሚክስ ትንተና በውስጣዊ ማረጋገጫ (n = 104) እና ውጫዊ ማረጋገጫ (n = 111) ቡድኖች ውስጥ በተናጥል ተካሂዷል። በዚህም ምክንያት፣ በግኝት ስብስብ ውስጥ 27 ሜታቦላይቶች ትልቁ አማካይ የAUC እሴት ያለው ምርጥ የመለየት ሞዴል (ምስል 2ለ) ተለይተዋል፣ ከእነዚህም ውስጥ 9ቱ ከBN ጋር ሲነጻጸር የጨመረ እንቅስቃሴ እና በLA ውስጥ 18 የቀነሰ እንቅስቃሴ ነበራቸው (ምስል 2ሐ)።
የሳንባ ኖዱል ክላሲፋየር ለመገንባት የስራ ፍሰት፣ በአስር እጥፍ የመስቀል-ማረጋገጫ አማካኝነት በሁለትዮሽ የሎጂስቲክ ሪግሬሽን ሞዴል በመጠቀም በግኝት ስብስብ ውስጥ ምርጡን የሴረም ሜታቦላይቶች ፓነል መምረጥን እና በውስጥ እና በውጭ የማረጋገጫ ስብስቦች ውስጥ ትንበያ አፈፃፀምን መገምገምን ጨምሮ። ለ ለሜታቦሊክ ባዮማርከር ምርጫ የLASSO ሪግሬሽን ሞዴል የመስቀል-ማረጋገጫ ስታቲስቲክስ። ከላይ የተሰጡት ቁጥሮች በተሰጠው λ የተመረጡትን ባዮማርከሮች አማካይ ቁጥር ይወክላሉ። ቀይ ነጠብጣብ ያለው መስመር በተዛማጅ ላምዳ ላይ ያለውን አማካይ የAUC እሴት ይወክላል። ግራጫ የስህተት አሞሌዎች ዝቅተኛውን እና ከፍተኛውን የAUC እሴቶችን ይወክላሉ። ነጠብጣብ ያለው መስመር ከ27 የተመረጡ ባዮማርከሮች ጋር ምርጡን ሞዴል ያሳያል። AUC፣ በተቀባዩ የአሠራር ባህሪ (ROC) ኩርባ ስር ያለው ቦታ። c በLA ቡድን ውስጥ 27 የተመረጡ ሜታቦላይቶች ለውጦችን በግኝት ቡድን ውስጥ ካለው የBN ቡድን ጋር በማነፃፀር ያጣምሩ። ቀይ አምድ - ማግበር። ሰማያዊው አምድ መቀነስ ነው። d–f የተቀባዩ የአሠራር ባህሪ (ROC) ኩርባዎች በግኝት፣ በውስጥ እና በውጫዊ የማረጋገጫ ስብስቦች ውስጥ በ27 የሜታቦላይት ውህዶች ላይ በመመስረት የመለየት ሞዴልን ኃይል ያሳያሉ። የምንጭ መረጃ የሚቀርበው በምንጭ የውሂብ ፋይሎች መልክ ነው።
በእነዚህ 27 ሜታቦላይቶች ክብደት ባላቸው የሪግሬሽን ኮፊሸንቶች ላይ በመመስረት የትንበያ ሞዴል ተፈጠረ (ተጨማሪ ሠንጠረዥ 3)። በእነዚህ 27 ሜታቦላይቶች ላይ የተመሠረተው የROC ትንተና በኩርባ (AUC) ስር ያለው 0.933 የሆነ ቦታ አስገኝቷል፣ የግኝት ቡድን ስሜታዊነት 0.868 ነበር፣ እና ልዩነቱ 0.859 ነበር (ምስል 2መ)። ይህ በእንዲህ እንዳለ፣ በLA እና HC መካከል ካሉት 38 የተብራሩ ልዩ ልዩ ሜታቦላይቶች መካከል፣ የ16 ሜታቦላይቶች ስብስብ 0.801 ስሜታዊነት እና 0.856 ልዩነት ያለው AUC 0.902 አግኝቷል (ተጨማሪ ምስል 6a-c)። ለተለያዩ ሜታቦላይቶች በተለያዩ የሪግሬሽን ለውጥ ገደቦች ላይ የተመሰረቱ የAUC እሴቶችም ተነጻጽረዋል። የሪግሬሽን ሞዴሉ የታጠፈ ለውጥ ደረጃ ከ1.5 ወይም 2.0 ጋር ሲነጻጸር በLA እና BN (HC) መካከል በመለየት ረገድ በጣም ጥሩ ውጤት እንዳስመዘገበ አግኝተናል (ተጨማሪ ምስል 7a,b)። በ27 የሜታቦላይት ቡድኖች ላይ የተመሰረተው የምደባ ሞዴል በውስጥ እና በውጭ ቡድኖች ውስጥ የበለጠ ተረጋግጧል። AUC ለውስጣዊ ማረጋገጫ 0.915 (ስሜታዊነት 0.867፣ ልዩነት 0.811) እና ለውጫዊ ማረጋገጫ 0.945 (ስሜታዊነት 0.810፣ ልዩነት 0.979) ነበር (ምስል 2e፣ ረ)። የላቦራቶሪ ውጤታማነትን ለመገምገም፣ በውጪ ላቦራቶሪ ውስጥ 40 ናሙናዎች በጥናት ዘዴዎች ክፍል ውስጥ እንደተገለጸው ተተነተኑ። የምደባ ትክክለኛነት 0.925 AUC አስመዝግቧል (ተጨማሪ ምስል 8)። የሳንባ ስኩዌመስ ሴል ካርሲኖማ (LUSC) ከሳንባ አዴኖካርሲኖማ (LUAD) በኋላ ሁለተኛው በጣም የተለመደው አነስተኛ ሴል ሳንባ ካንሰር (NSCLC) ንዑስ አይነት ስለሆነ፣ የሜታቦሊክ መገለጫዎችን የተረጋገጠውን እምቅ ጥቅም ሞክረናል። BN እና 16 የLUSC ጉዳዮች። በLUSC እና BN መካከል ያለው የመድልዎ AUC 0.776 ነበር (ተጨማሪ ምስል 9)፣ ይህም በLUAD እና BN መካከል ካለው መድልዎ ጋር ሲነጻጸር ደካማ ችሎታ እንዳለው ያሳያል።
ጥናቶች እንደሚያሳዩት በሲቲ ምስሎች ላይ ያሉት የኖዶች መጠን ከአደጋ ተጋላጭነት ጋር በአዎንታዊ መልኩ የተቆራኘ ሲሆን የኖድ ህክምና ዋና መወሰኛ ሆኖ ይቀጥላል25,26,27። ከኔልሰን የማጣሪያ ጥናት ሰፊ ቡድን የተገኘው መረጃ ትንተና እንደሚያሳየው ከ5 ሚሜ በታች ኖዶች ባላቸው ሰዎች ላይ የአደገኛነት አደጋ ኖዶች ከሌላቸው ሰዎች ጋር ተመሳሳይ ነው። ስለዚህ፣ በብሪቲሽ ቶራሲክ ሶሳይቲ (BTS) እንደመከረው መደበኛ የሲቲ ክትትል የሚያስፈልገው ዝቅተኛው መጠን 5 ሚሜ እና በፍሌሽነር ሶሳይቲ 29 እንደመከረው 6 ሚሜ ነው። ሆኖም፣ ከ6 ሚሜ በላይ የሆኑ እና ግልጽ ያልሆኑ ጤናማ ባህሪያት የሌላቸው ኖዶች፣ ያልተወሰነ የሳንባ ኖዶች (IPN) የሚባሉት፣ በክሊኒካዊ ልምምድ ውስጥ በግምገማ እና በአስተዳደር ውስጥ ትልቅ ፈተና ሆነው ቀጥለዋል። በመቀጠልም የኖድ መጠን ከግኝቱ እና ከውስጣዊ ማረጋገጫ ቡድኖች የተሰባሰቡ ናሙናዎችን በመጠቀም የሜታቦሎሚክ ፊርማዎችን ተጽዕኖ እንዳሳደረ መርምረናል። በ27 የተረጋገጡ ባዮማርከሮች ላይ በማተኮር፣ በመጀመሪያ የHC እና BN ንዑስ-6 ሚሜ ሜታቦሎሞችን የPCA መገለጫዎችን አነጻጽረናል። የኤችሲ እና የቢኤን አብዛኛዎቹ የውሂብ ነጥቦች እርስ በርስ እንደተደራረቡ አግኝተናል፣ ይህም የሴረም ሜታቦላይት ደረጃዎች በሁለቱም ቡድኖች ውስጥ ተመሳሳይ መሆናቸውን ያሳያል (ምስል 3a)። በተለያዩ የመጠን ክልሎች ውስጥ ያሉት የባህሪ ካርታዎች በቢኤን እና ኤልኤ ውስጥ ተጠብቀው ቆይተዋል (ምስል 3ለ፣ ሐ)፣ በ6-20 ሚሜ ክልል ውስጥ በአደገኛ እና ጤናማ ኖዶች መካከል መለያየት ታይቷል (ምስል 3መ)። ይህ ቡድን ከ6 እስከ 20 ሚሜ የሚለኩ ኖዶች አደገኛነት ለመተንበይ 0.927 AUC፣ 0.868 ልዩነት እና 0.820 ስሜታዊነት ነበረው (ምስል 3e፣ ረ)። ውጤቶቻችን እንደሚያሳዩት ክላሲፋዩ የኖዱል መጠን ምንም ይሁን ምን በቀደምት አደገኛ ለውጥ ምክንያት የሚከሰቱ የሜታቦሊክ ለውጦችን መያዝ ይችላል።
ማስታወቂያ በ27 ሜታቦላይቶች ሜታቦሊክ ክላሲፋየር ላይ ተመስርተው በተገለጹ ቡድኖች መካከል የPCA መገለጫዎችን ማወዳደር። CC እና BN < 6 ሚሜ። ለ BN < 6 ሚሜ ከ BN 6–20 ሚሜ። በLA 6–20 ሚሜ ከ LA 20–30 ሚሜ። g BN 6–20 ሚሜ እና LA 6–20 ሚሜ። GC፣ n = 174፤ BN < 6 ሚሜ፣ n = 153፤ BN 6–20 ሚሜ፣ n = 91፤ LA 6–20 ሚሜ፣ n = 89፤ LA 20–30 ሚሜ፣ n = 77። e የተቀባዩ የአሠራር ባህሪ (ROC) ኩርባ ለኖዱሎች 6–20 ሚሜ ልዩነት ያለው የሞዴል አፈጻጸም ያሳያል። f የፕሮባቢሊቲ እሴቶች የተሰሉት ከ6–20 ሚሜ የሚለኩ ኖዱሎች በሎጂስቲክ ሪግሬሽን ሞዴል ላይ በመመስረት ነው። ግራጫ ነጠብጣብ ያለው መስመር ምርጡን የመቁረጥ እሴት (0.455) ይወክላል። ከላይ ያሉት ቁጥሮች ለሎስ አንጀለስ የተገመቱትን የጉዳዮች መቶኛ ይወክላሉ። ባለ ሁለት ጭራ የተማሪ ቲ ፈተና ይጠቀሙ። PCA፣ ዋና የክፍል ትንተና። ከከርቭ በታች ያለው የAUC አካባቢ። የምንጭ መረጃ የሚቀርበው በምንጭ የውሂብ ፋይሎች መልክ ነው።
አራት ናሙናዎች (ከ44-61 ዓመት ዕድሜ ያላቸው) ተመሳሳይ የሳንባ ኖዱል መጠኖች (7-9 ሚሜ) ያላቸው ተመሳሳይ የሳንባ ኖዱል መጠኖች (7-9 ሚሜ) ያላቸውን አፈጻጸም ለማሳየት ተመርጠዋል (ምስል 4a፣ ለ)። በመጀመሪያው ምርመራ ላይ፣ ጉዳይ 1 ከካልሲፊኬሽን ጋር እንደ ጠንካራ ኖዱል ቀርቧል፣ ይህም ከቢግነት ጋር የተያያዘ ባህሪ ሲሆን፣ ጉዳይ 2 ደግሞ ግልጽ የሆነ ጤናማ ያልሆነ ባህሪ የሌለው ያልተወሰነ ከፊል ጠንካራ ኖዱል ሆኖ ቀርቧል። ሶስት ተከታታይ የሲቲ ቅኝቶች እነዚህ ጉዳዮች በ4 ዓመት ጊዜ ውስጥ የተረጋጉ መሆናቸውን እና በዚህም ምክንያት ቤግኒ ኖዱሎች ተደርገው ይወሰዳሉ (ምስል 4a)። ከተከታታይ የሲቲ ቅኝቶች ክሊኒካዊ ግምገማ ጋር ሲነጻጸር፣ አሁን ካለው ክላሲፋየር ሞዴል ጋር አንድ-ምት የሴረም ሜታቦላይት ትንተና በፍጥነት እና እነዚህን ቤግኒ ኖዱሎች በፕሮባቢሊቲ ገደቦች ላይ በመመስረት በትክክል ለይቶ አውቋል (ሠንጠረዥ 1)። ምስል 4ለ በጉዳይ 3 ላይ የፕሉራል ሪትራክሽን ምልክቶች ያሉት ኖዱል ያሳያል፣ ይህም ብዙውን ጊዜ ከቢግኒዚንሲ32 ጋር የተያያዘ ነው። ጉዳይ 4 እንደ ቤግኒዚን ምክንያት ምንም ማስረጃ የሌለው ከፊል ጠንካራ ኖዱል ሆኖ ቀርቧል። እነዚህ ሁሉ ጉዳዮች በክላሲፋየር ሞዴል (ሠንጠረዥ 1) መሠረት አደገኛ እንደሆኑ ተንብየዋል። የሳንባ አዴኖካርሲኖማ ግምገማ ከሳንባ መቆረጥ ቀዶ ጥገና በኋላ በሂስቶፓቶሎጂካል ምርመራ ታይቷል (ምስል 4ለ)። ለውጫዊ የማረጋገጫ ስብስብ፣ የሜታቦሊክ ክላሲፋየር ከ6 ሚሜ በላይ የሆኑ ሁለት ያልተወሰነ የሳንባ ኖዱሎች ጉዳዮችን በትክክል ተንብዮአል (ተጨማሪ ምስል 10)።
ሁለት ጤናማ ያልሆኑ ኖዱሎች ጉዳዮች የሳንባዎች አክሲያል መስኮት የሲቲ ምስሎች። በጉዳይ 1፣ ከ4 ዓመታት በኋላ የሲቲ ስካን በቀኝ የታችኛው ክፍል ውስጥ 7 ሚሜ የሚለካ የተረጋጋ ጠንካራ ኖዱል አሳይቷል። በጉዳይ 2፣ ከ5 ዓመታት በኋላ የሲቲ ስካን በቀኝ የላይኛው ክፍል ውስጥ 7 ሚሜ ዲያሜትር ያለው የተረጋጋ፣ በከፊል ጠንካራ ኖዱል አሳይቷል። ለ የሳንባ መቆረጥ ከመደረጉ በፊት የሳንባዎች አክሲያል መስኮት ሲቲ ምስሎች እና ተዛማጅ የፓቶሎጂ ጥናቶች በደረጃ I አድኖካርሲኖማ ጉዳዮች ላይ። ጉዳይ 3 በቀኝ የላይኛው ክፍል ውስጥ 8 ሚሜ ዲያሜትር ያለው ኖዱል ከፕሉራል ሪትራክሽን ጋር አሳይቷል። ጉዳይ 4 በግራ የላይኛው ክፍል ውስጥ 9 ሚሜ የሚለካ በከፊል ጠንካራ የመሬት መስታወት ኖዱል አሳይቷል። ሄማቶክሲሊን እና ኢኦሲን (H&E) የተቆረጠ የሳንባ ሕብረ ሕዋስ (ሚዛን ባር = 50 μm) የሳንባ አድኖካርሲኖማ አሲናር የእድገት ንድፍን ያሳያሉ። ቀስቶቹ በሲቲ ምስሎች ላይ የተገኙ ኖዱሎችን ያመለክታሉ። የH&E ምስሎች በፓቶሎጂስቱ የተመረመሩ በርካታ (>3) ማይክሮስኮፕ መስኮችን የሚወክሉ ምስሎች ናቸው።
ውጤቶቻችን አንድ ላይ ሲደመሩ በሳንባ ኖዶች ልዩነት ምርመራ ውስጥ የሴረም ሜታቦላይት ባዮማርከሮችን አቅም ያሳያሉ፣ ይህም የሲቲ ምርመራን በሚገመግሙበት ጊዜ ተግዳሮቶችን ሊያስከትል ይችላል።
በተረጋገጠ የሜታቦላይት ልዩነት ፓነል ላይ በመመስረት፣ ዋና ዋና የሜታቦላይት ለውጦችን ባዮሎጂያዊ ተዛማጅነት ለመለየት ሞክረናል። በሜታቦአናሊስት የተደረገው የKEGG መንገድ ማበልጸጊያ ትንተና በሁለቱ በተሰጡት ቡድኖች መካከል 6 የተለመዱ ጉልህ የሆኑ የተለወጡ መንገዶችን ለይቷል (LA vs. HC እና LA vs. BN፣ የተስተካከለ p ≤ 0.001፣ ውጤት > 0.01)። እነዚህ ለውጦች በፒሩቫት ሜታቦሊዝም፣ ትሪፕቶፋን ሜታቦሊዝም፣ ኒያሲን እና ኒኮቲናሚድ ሜታቦሊዝም፣ ግላይኮሊሲስ፣ የTCA ዑደት እና የፑሪን ሜታቦሊዝም መዛባት ተለይተው ይታወቃሉ (ምስል 5a)። ከዚያም ፍጹም መጠንን በመጠቀም ዋና ዋና ለውጦችን ለማረጋገጥ የታለሙ ሜታቦሎሚክስዎችን በተጨማሪ አድርገናል። በተለምዶ በተለወጡ መንገዶች ውስጥ የተለመዱ ሜታቦላይቶችን መወሰን በእውነተኛ የሜታቦላይት ደረጃዎች (QQQ)። የሜታቦሎሚክስ ጥናት ኢላማ ናሙና የስነ-ሕዝብ ባህሪያት በተጨማሪ ሠንጠረዥ 4 ውስጥ ተካትተዋል። ከዓለም አቀፍ የሜታቦሎሚክስ ውጤቶቻችን ጋር በሚስማማ መልኩ፣ የቁጥር ትንተና ከBN እና HC ጋር ሲነጻጸር በLA ውስጥ ሃይፖክሳንቲን እና ዛንቲን፣ ፒሩቬት እና ላክቴት መጨመር እንደቻሉ አረጋግጧል (ምስል 5b፣ c፣ p <0.05)። ሆኖም፣ በእነዚህ ሜታቦላይቶች መካከል በBN እና HC መካከል ምንም ጉልህ ልዩነቶች አልተገኙም።
ከBN እና HC ቡድኖች ጋር ሲነጻጸር በLA ቡድን ውስጥ በከፍተኛ ሁኔታ የተለያዩ ሜታቦላይቶች ላይ የKEGG መንገድ ማበልጸጊያ ትንተና። ባለ ሁለት ጭራ ግሎባልቴስት ጥቅም ላይ ውሏል፣ እና የp እሴቶች በሆልም-ቦንፌሮኒ ዘዴ (የተስተካከለ p ≤ 0.001 እና የውጤት መጠን > 0.01) በመጠቀም ተስተካክለዋል። b–d በሴረም HC፣ BN እና LA ውስጥ ሃይፖክሳንቲን፣ ዛንቲን፣ ላክቴት፣ ፒሩቬት እና ትራይፕቶፋን ደረጃዎችን የሚያሳዩ የቫዮሊን ፕላቶች በLC-MS/MS (n = 70 በቡድን) የሚወሰን። ነጭ እና ጥቁር ነጠብጣብ መስመሮች በቅደም ተከተል መካከለኛ እና ኳርትቲል ያመለክታሉ። በLUAD-TCGA የውሂብ ስብስብ ውስጥ ከመደበኛ የሳንባ ቲሹ (n = 59) ጋር ሲነጻጸር የSLC7A5 እና QPRT መደበኛ የሆነ Log2TPM (ትራንስክሪፕቶች በሚሊዮን) mRNA አገላለጽ ያሳያሉ። ነጭ ሳጥኑ የኢንተርኳርትል ክልልን ይወክላል፣ በመሃል ላይ ያለው አግድም ጥቁር መስመር መካከለኛውን ይወክላል፣ እና ከሳጥኑ የሚወጣው ቀጥ ያለ ጥቁር መስመር የ95% የመተማመን ክፍተትን (CI) ይወክላል። f በሳንባ አዴኖካርሲኖማ (n = 513) እና በመደበኛ የሳንባ ሕብረ ሕዋስ (n = 59) ውስጥ የSLC7A5 እና የGAPDH አገላለጽ የፒርሰን ትስስር ሴራ በTCGA የውሂብ ስብስብ ውስጥ። ግራጫው ቦታ 95% CI. r፣ የPearson ትስስር ኮፊሸንት ይወክላል። g በLC-MS/MS የሚወሰን ባልሆኑ ልዩ shRNA ቁጥጥር (NC) እና shSLC7A5 (Sh1፣ Sh2) የተተላለፉ በA549 ሴሎች ውስጥ መደበኛ የሆነ የሴሉላር ትራይፕቶፋን ደረጃዎች። በእያንዳንዱ ቡድን ውስጥ አምስት ባዮሎጂያዊ ገለልተኛ ናሙናዎች ስታትስቲካዊ ትንተና ቀርቧል። h በA549 ሴሎች (NC) እና SLC7A5 knockdown A549 ሴሎች (Sh1፣ Sh2) ውስጥ የNADt የሴሉላር ደረጃዎች (ጠቅላላ NAD፣ NAD+ እና NADHን ጨምሮ)። በእያንዳንዱ ቡድን ውስጥ ሶስት ባዮሎጂያዊ ገለልተኛ ናሙናዎች ስታትስቲካዊ ትንተና ቀርቧል። i የA549 ሴሎች የSLC7A5 ንክኪ ከመውረዱ በፊት እና በኋላ የግሉኮሊቲክ እንቅስቃሴ የተለካው ከሴሉላር አሲድፊኬሽን ፍጥነት (ECAR) ነው (n = 4 ባዮሎጂያዊ ገለልተኛ ናሙናዎች በቡድን)። 2-DG፣ 2-deoxy-D-ግሉኮስ። ባለ ሁለት ጭራ ተማሪ የቲ ሙከራ በ (b–h) ውስጥ ጥቅም ላይ ውሏል። በ (g–i)፣ የስህተት አሞሌዎች አማካይ ± SDን ይወክላሉ፣ እያንዳንዱ ሙከራ ሶስት ጊዜ በተናጥል ተከናውኗል እና ውጤቶቹ ተመሳሳይ ነበሩ። የምንጭ መረጃ የሚቀርበው በምንጭ ውሂብ ፋይሎች መልክ ነው።
በኤልኤ ቡድን ውስጥ የተለወጠው የትራይፕቶፋን ሜታቦሊዝም ከፍተኛ ተጽዕኖን ከግምት ውስጥ በማስገባት፣ በኤልኤ ቡድን ውስጥ በኤችሲ፣ ቢኤን እና ኤልኤ ቡድኖች ውስጥ የሴረም ትራይፕቶፋን መጠን QQQን በመጠቀም ገምግመናል። በኤልኤ ውስጥ የሴረም ትራይፕቶፋን ከኤችሲ ወይም ቢኤን ጋር ሲነጻጸር እንደቀነሰ ደርሰንበታል (p < 0.001፣ ምስል 5d)፣ ይህም ቀደም ሲል ከተገኙት ግኝቶች ጋር የሚጣጣም ነው፣ ይህም የሚዘዋወረው የትራይፕቶፋን መጠን በሳንባ ካንሰር በሽተኞች ላይ ከቁጥጥር ቡድን ጤናማ ቁጥጥሮች ያነሰ መሆኑን ያሳያል33,34,35። ሌላ የPET/CT መከታተያ 11C-methyl-L-tryptophanን በመጠቀም የተደረገ ጥናት እንዳመለከተው በሳንባ ካንሰር ቲሹ ውስጥ የትራይፕቶፋን ምልክት የማቆያ ጊዜ ከጤናማ ቁስሎች ወይም ከመደበኛ ቲሹ ጋር ሲነጻጸር በከፍተኛ ሁኔታ ጨምሯል36። በኤልኤ ሴረም ውስጥ የትራይፕቶፋን መቀነስ በሳንባ ካንሰር ሴሎች ንቁ የትራይፕቶፋንን መውሰድ ሊያንፀባርቅ እንደሚችል እንገምታለን።
በተጨማሪም የኪኑረኒን ትራይፕቶፋን ካታቦሊዝም የመጨረሻ ውጤት NAD+37,38 መሆኑ ይታወቃል፣ ይህም በግላይኮሊሲስ39 ውስጥ ከ1,3-ቢስፎስፎግሊሰርት ጋር ለግላይሴራልዴይድ-3-ፎስፌት ምላሽ አስፈላጊ ንጥረ ነገር ነው። ቀደም ሲል የተደረጉ ጥናቶች የትራይፕቶፋን ካታቦሊዝም በሽታን የመከላከል አቅም ውስጥ ባለው ሚና ላይ ያተኮሩ ቢሆንም፣ በአሁኑ ጥናት ውስጥ በተስተዋሉት የትራይፕቶፋን ዲስሬጉሌሽን እና ግላይኮሊቲክ መንገዶች መካከል ያለውን መስተጋብር ለማብራራት ሞክረናል። የሶሉቴት አጓጓዥ ቤተሰብ 7 አባል 5 (SLC7A5) የትራይፕቶፋን አጓጓዥ እንደሆነ ይታወቃል43,44,45። የኪኑረኒን አሲድ ፎስፎሪቦሲልትራንስፈርኤዝ (QPRT) ከኪኑረኒን መንገድ በታች የሚገኝ ኢንዛይም ሲሆን ኩዊኖሊኒክ አሲድን ወደ NAMN46 ይለውጣል። የLUAD TCGA የውሂብ ስብስብ ምርመራ እንዳመለከተው ሁለቱም SLC7A5 እና QPRT በቲዩመር ቲሹ ውስጥ ከመደበኛ ቲሹ ጋር ሲነጻጸር በከፍተኛ ሁኔታ ተሻሽለዋል (ምስል 5e)። ይህ ጭማሪ በደረጃ I እና II እንዲሁም በሳንባ አዴኖካርሲኖማ ደረጃዎች III እና IV ላይ ታይቷል (ተጨማሪ ምስል 11)፣ ይህም ከቲዩመሪጄኔሲስ ጋር ተያይዞ በሚመጣው የትራይፕቶፋን ሜታቦሊዝም የመጀመሪያ መዛባትን ያሳያል።
በተጨማሪም፣ የLUAD-TCGA የውሂብ ስብስብ በካንሰር ታማሚዎች ናሙናዎች (r = 0.45፣ p = 1.55E-26፣ ምስል 5f) ውስጥ በSLC7A5 እና በGAPDH mRNA አገላለጽ መካከል አዎንታዊ ትስስር አሳይቷል። በተቃራኒው፣ በመደበኛ የሳንባ ሕብረ ሕዋስ ውስጥ ባሉ እንደዚህ ባሉ የጂን ፊርማዎች መካከል ምንም ጉልህ ትስስር አልተገኘም (r = 0.25፣ p = 0.06፣ ምስል 5f)። በA549 ሴሎች ውስጥ የSLC7A5 (ተጨማሪ ምስል 12) መበላሸት የሴሉላር ትራይፕቶፋን እና የNAD(H) ደረጃዎችን በእጅጉ ቀንሰዋል (ምስል 5g፣h)፣ ይህም በሴሎች ውጭ ባለው የአሲድነት መጠን (ECAR) የሚለካውን ግላይኮሊቲክ እንቅስቃሴን ቀንሷል (ምስል 1)። 5i)። ስለዚህ፣ በሴረም እና በብልቃጥ ውስጥ ባለው የሜታቦሊክ ለውጦች ላይ በመመስረት፣ የትራይፕቶፋን ሜታቦሊዝም በኪኑረንይን መንገድ በኩል NAD+ ሊፈጥር እንደሚችል እና በሳንባ ካንሰር ውስጥ ግላይኮሊሲስን በማስፋፋት ረገድ ትልቅ ሚና እንደሚጫወት እንገምታለን።
ጥናቶች እንደሚያሳዩት በLDCT የተገኙ በርካታ ያልታወቁ የሳንባ ኖዶች እንደ PET-CT፣ የሳንባ ባዮፕሲ እና ከመጠን በላይ ሕክምና ያሉ ተጨማሪ ምርመራዎችን ሊያስፈልግ ይችላል ምክንያቱም የተሳሳተ-አዎንታዊ የአደገኛ ዕጢ ምርመራ ምክንያት።31 በምስል 6 ላይ እንደሚታየው፣ ጥናታችን የአደጋ ምደባን እና በሲቲ የተገኙ የሳንባ ኖዶችን ቀጣይ አያያዝን ሊያሻሽሉ የሚችሉ የምርመራ እሴት ያላቸው የሴረም ሜታቦላይቶች ፓነል ለይቷል።
የሳንባ ኖዶች የሚገመገሙት ዝቅተኛ መጠን ያለው የኮምፒዩተር ቶሞግራፊ (LDCT) በመጠቀም ሲሆን ይህም ጤናማ ወይም አደገኛ የሆኑ መንስኤዎችን የሚጠቁሙ የምስል ባህሪያትን ያሳያል። የኖዶች እርግጠኛ ያልሆነ ውጤት ወደ ተደጋጋሚ የክትትል ጉብኝቶች፣ አላስፈላጊ ጣልቃገብነቶች እና ከመጠን በላይ ህክምና ሊያስከትል ይችላል። የምርመራ እሴት ያላቸው የሴረም ሜታቦሊዝም ክላሲፋየሮችን ማካተት የአደጋ ግምገማ እና ቀጣይ የሳንባ ኖዶችን አያያዝ ሊያሻሽል ይችላል። PET ፖዚትሮን ልቀት ቶሞግራፊ።
ከአሜሪካ የNLST ጥናት እና ከአውሮፓ የNELSON ጥናት የተገኙ መረጃዎች እንደሚያሳዩት ከፍተኛ ተጋላጭነት ያላቸውን ቡድኖች በዝቅተኛ መጠን የተሰላ ቶሞግራፊ (LDCT) መመርመር የሳንባ ካንሰርን ሞት ሊቀንስ ይችላል። ሆኖም ግን፣ በLDCT የተገኙ በርካታ ቁጥር ያላቸው ድንገተኛ የሳንባ ኖዶች የአደጋ ግምገማ እና ቀጣይ ክሊኒካዊ አያያዝ በጣም ፈታኝ ሆኖ ቀጥሏል። ዋናው ግብ አስተማማኝ ባዮማርከሮችን በማካተት አሁን ያሉትን የLDCT-ተኮር ፕሮቶኮሎች ትክክለኛ ምደባ ማመቻቸት ነው።
እንደ የደም ሜታቦላይቶች ያሉ የተወሰኑ ሞለኪውላዊ ባዮማርከሮች የሳንባ ካንሰርን ከጤናማ መቆጣጠሪያዎች ጋር በማነፃፀር ተለይተዋል። በአሁኑ ጥናት፣ በLDCT በአጋጣሚ የተገኙ ቤኒን እና አደገኛ የሳንባ ኖዶችን ለመለየት የሴረም ሜታቦሎሚክስ ትንተና አተገባበር ላይ አተኩረናል። የጤናማ ቁጥጥር (HC)፣ ቤኒን የሳንባ ኖዶች (BN) እና የደረጃ I የሳንባ አዴኖካርሲኖማ (LA) ናሙናዎችን ዓለም አቀፍ የሴረም ሜታቦሎሚ በUPLC-HRMS ትንተና በመጠቀም አነጻጽረናል። HC እና BN ተመሳሳይ የሜታቦሊዝም መገለጫዎች እንዳላቸው ደርሰንበታል፣ LA ደግሞ ከHC እና BN ጋር ሲነጻጸር ጉልህ ለውጦችን አሳይቷል። LAን ከHC እና BN የሚለዩ ሁለት የሴረም ሜታቦላይቶችን ስብስቦች ለይተናል።
በአሁኑ ጊዜ ለጤነኛ እና አደገኛ ኖዶች የሚውል የLDCT-based መለያ መርሃ ግብር በዋናነት በጊዜ ሂደት በኖዶች መጠን፣ ጥግግት፣ ሞርፎሎጂ እና የእድገት መጠን ላይ የተመሰረተ ነው። ቀደም ሲል የተደረጉ ጥናቶች እንደሚያሳዩት የኖዶች መጠን ከሳንባ ካንሰር የመያዝ እድል ጋር በቅርበት የተቆራኘ ነው። ከፍተኛ ተጋላጭነት ባላቸው ታካሚዎች እንኳን፣ በኖዶች ላይ የአደገኛ ዕጢ የመያዝ አደጋ <1% ነው። ከ6 እስከ 20 ሚሜ የሚደርሱ ኖዶች የአደገኛ ዕጢ የመያዝ አደጋ ከ8% እስከ 64%30 ይደርሳል። ስለዚህ፣ የፍሌሽነር ማህበር ለመደበኛ የሲቲ ክትትል 6 ሚሜ የሆነ የመቁረጥ ዲያሜትር ይመክራል። 29 ሆኖም፣ ከ6 ሚሜ በላይ የሆኑ ያልተወሰነ የሳንባ ኖዶች (IPN) የአደጋ ግምገማ እና አያያዝ በበቂ ሁኔታ አልተከናወነም 31። በአሁኑ ጊዜ የተወለዱ የልብ በሽታዎች አያያዝ ብዙውን ጊዜ በተደጋጋሚ የሲቲ ክትትል በማድረግ በንቃት በመጠበቅ ላይ የተመሠረተ ነው።
በተረጋገጠው ሜታቦሎሜ ላይ በመመስረት፣ በጤናማ ግለሰቦች እና ጤናማ ባልሆኑ ኖዶች መካከል የሜታቦሎሚ ፊርማዎች መደራረብ ለመጀመሪያ ጊዜ አሳይተናል። ባዮሎጂካል ተመሳሳይነት ከቀደምት የሲቲ ግኝቶች ጋር የሚጣጣም ሲሆን ከ6 ሚሜ በታች ለሆኑ ኖዶች የአደገኛነት አደጋ እንደ ኖዶች የሌላቸው ሰዎች ዝቅተኛ ነው።30 ውጤቶቻችንም ከ6 ሚሜ በታች እና ከ6 ሚሜ በታች የሆኑ ጤናማ ባልሆኑ ኖዶች በሜታቦሎሚክ መገለጫዎች ውስጥ ከፍተኛ ተመሳሳይነት እንዳላቸው ያሳያሉ፣ ይህም የቤኒንግ ኢቶሎጂ ተግባራዊ ፍቺ የኖድል መጠን ምንም ይሁን ምን ወጥነት እንዳለው ያሳያል። ስለዚህ፣ ዘመናዊ የምርመራ የሴረም ሜታቦላይት ፓነሎች ኖዶች መጀመሪያ ላይ በሲቲ ላይ ሲገኙ እንደ ደንብ-ውጭ ሙከራ አንድ ምርመራ ሊያቀርቡ እና ተከታታይ ክትትልን ሊቀንሱ ይችላሉ። በተመሳሳይ ጊዜ፣ ተመሳሳይ የሜታቦሊክ ባዮማርከሮች ፓነል ከቤኒንግ ኖዶች ≥6 ሚሜ መጠን ያላቸውን አደገኛ ኖዶች ለይተው አውቀዋል እና በሲቲ ምስሎች ላይ ተመሳሳይ መጠን እና አሻሚ የሞርፎሎጂ ባህሪያት ላላቸው IPNዎች ትክክለኛ ትንበያዎችን አቅርበዋል። ይህ የሴረም ሜታቦሊዝም ክላሲፋየር ከ6 ሚሜ በታች የሆኑ ኖዶችን አደገኛነት በ0.927 AUC በመተንበይ ረገድ ጥሩ ውጤት አስመዝግቧል። ውጤቶቻችን አንድ ላይ ሲጠቃለሉ፣ ልዩ የሴረም ሜታቦሎሚክ ፊርማዎች በተለይም ቀደምት የቲሞር ሜታቦሊዝም ለውጦችን ሊያንፀባርቁ እና እንደ አደጋ ተንታኞች ሊሆኑ እንደሚችሉ እና የኖዱል መጠን ሳይለይ እምቅ ዋጋ ሊኖራቸው እንደሚችል ያመለክታሉ።
በተለይም የሳንባ አዴኖካርሲኖማ (LUAD) እና ስኩዌመስ ሴል ካርሲኖማ (LUSC) ዋና ዋና አነስተኛ ያልሆኑ የሴል ሳንባ ካንሰር (NSCLC) ዓይነቶች ናቸው። LUSC ከትምባሆ አጠቃቀም ጋር በጥብቅ የተቆራኘ በመሆኑ47 እና LUAD በሲቲ ምርመራ48 ላይ የተገኙት ድንገተኛ የሳንባ ኖዶች በጣም የተለመደው ሂስቶሎጂ ስለሆነ፣ የኛ የክፍልፋይ ሞዴል በተለይ ለደረጃ I አዴኖካርሲኖማ ናሙናዎች ተገንብቷል። ዋንግ እና ባልደረቦቻቸው በLUAD ላይ አተኩረው የመጀመሪያ ደረጃ የሳንባ ካንሰርን ከጤናማ ግለሰቦች ለመለየት ዘጠኝ የሊፒድ ፊርማዎችን በመጠቀም ለይተዋል። የአሁኑን የክፍልፋይ ሞዴል በ16 የደረጃ I LUSC ጉዳዮች እና 74 ጤናማ ኖዶች ላይ ሞክረን ዝቅተኛ የLUSC ትንበያ ትክክለኛነትን አስተውለናል (AUC 0.776)፣ ይህም LUAD እና LUSC የራሳቸው የሜታቦሎሚክ ፊርማዎች ሊኖራቸው እንደሚችል ይጠቁማል። በእርግጥም፣ LUAD እና LUSC በኢቶሎጂ፣ በባዮሎጂካል አመጣጥ እና በጄኔቲክ ልዩነቶች ይለያያሉ49። ስለዚህ፣ ሌሎች የሂስቶሎጂ ዓይነቶች በማጣሪያ ፕሮግራሞች ውስጥ የሳንባ ካንሰርን በሕዝብ ብዛት ላይ የተመሠረተ ለመለየት በስልጠና ሞዴሎች ውስጥ መካተት አለባቸው።
እዚህ፣ ከጤናማ ቁጥጥሮች እና ከጤናማ ኖዶች ጋር ሲነጻጸር በሳንባ አዴኖካርሲኖማ ውስጥ በጣም በተደጋጋሚ የተለወጡትን ስድስት መንገዶች ለይተናል። ዛንቲን እና ሃይፖክሳንቲን የፑሪን ሜታቦሎሚ መንገድ የተለመዱ ሜታቦላይቶች ናቸው። ከውጤቶቻችን ጋር በሚስማማ መልኩ፣ ከፑሪን ሜታቦሊዝም ጋር የተያያዙ መካከለኛ ነገሮች በሳንባ አዴኖካርሲኖማ ባለባቸው ታካሚዎች ሴረም ወይም ቲሹዎች ውስጥ ከጤናማ ቁጥጥሮች ወይም በቅድመ-ወራሪ ደረጃ ላይ ካሉ ታካሚዎች ጋር ሲነፃፀሩ በከፍተኛ ሁኔታ ጨምረዋል። ​​ከፍ ያለ የሴረም ዛንቲን እና ሃይፖክሳንቲን መጠን የካንሰር ሴሎችን በፍጥነት በማባዛት የሚፈለገውን አናቦሊዝም ሊያንፀባርቅ ይችላል። የግሉኮስ ሜታቦሊዝም መዛባት የካንሰር ሜታቦሊዝም የታወቀ መለያ ነው51። እዚህ፣ በLA ቡድን ውስጥ ከኤችሲ እና ቢኤን ቡድን ጋር ሲነጻጸር በፒሩቫት እና ላክቴት ላይ ከፍተኛ ጭማሪ አስተውለናል፣ ይህም ቀደም ሲል በአነስተኛ ሴል ሳንባ ካንሰር (NSCLC) ታካሚዎች እና ጤናማ ቁጥጥሮች ውስጥ ባሉ የሴረም ሜታቦሎሚ መገለጫዎች ውስጥ የግሉኮሊቲክ መንገድ መዛባት ሪፖርቶች ጋር የሚጣጣም ነው። ውጤቶቹ ወጥነት ያላቸው ናቸው52,53።
በጣም አስፈላጊው ነገር፣ በሳንባ አዴኖካርሲኖማዎች ሴረም ውስጥ በፒሩቫት እና በትራይፕቶፋን ሜታቦሊዝም መካከል የተገላቢጦሽ ትስስር ተመልክተናል። በLA ቡድን ውስጥ የሴረም ትራይፕቶፋን መጠን ከኤችሲ ወይም ቢኤን ቡድን ጋር ሲነጻጸር ቀንሷል። የሚገርመው፣ ቀደም ሲል በተጠባባቂ ቡድን ላይ የተደረገ ሰፊ ጥናት እንደሚያሳየው ዝቅተኛ የደም ዝውውር ትራይፕቶፋን መጠን ከሳንባ ካንሰር የመያዝ እድል ጋር ተያይዞ 54 ይጨምራል። ትራይፕቶፋን ሙሉ በሙሉ ከምግብ የምናገኘው አስፈላጊ አሚኖ አሲድ ነው። በሳንባ አዴኖካርሲኖማ ውስጥ የሴረም ትራይፕቶፋን መሟጠጥ የዚህን ሜታቦላይት ፈጣን መሟጠጥ ሊያንፀባርቅ ይችላል ብለን ደምድመናል። በኪኑረንይን መንገድ በኩል የትሪፕቶፋን ካታቦሊዝም የመጨረሻ ውጤት የዴ ኖቮ NAD+ ውህደት ምንጭ መሆኑ የታወቀ ነው። NAD+ በዋነኝነት የሚመረተው በማዳኛ መንገድ በኩል ስለሆነ፣ በጤና እና በበሽታ ውስጥ በትሪፕቶፋን ሜታቦሊዝም ውስጥ የNAD+ አስፈላጊነት ገና አልተወሰነም46። የTCGA ዳታቤዝ ትንተናችን እንደሚያሳየው የትሪፕቶፋን አጓጓዥ ሶሉቴ አጓጓዥ 7A5 (SLC7A5) አገላለጽ ከመደበኛ መቆጣጠሪያዎች ጋር ሲነጻጸር በሳንባ አዴኖካርሲኖማ ውስጥ በከፍተኛ ሁኔታ ጨምሯል እና ከግላይኮሊቲክ ኢንዛይም GAPDH አገላለጽ ጋር በአዎንታዊ መልኩ የተቆራኘ ነው። ቀደም ሲል የተደረጉ ጥናቶች በዋናነት የትራይፕቶፋን ካታቦሊዝም ፀረ-ቲሞር የበሽታ መከላከያ ምላሽን በመግታት ረገድ ባለው ሚና ላይ ያተኮሩ ናቸው። እዚህ ላይ የ SLC7A5 በሳንባ ካንሰር ሴሎች ውስጥ በመውደቁ የትራይፕቶፋንን ቅበላ መከልከል የሴሉላር NAD መጠን መቀነስ እና በተመሳሳይ ጊዜ የግላይኮሊቲክ እንቅስቃሴ መቀነስን እንደሚያመጣ እናሳያለን። ባጭሩ፣ ጥናታችን ከሳንባ አዴኖካርሲኖማ አደገኛ ለውጥ ጋር ተያይዞ በሴረም ሜታቦሊዝም ላይ ለሚደረጉ ለውጦች ባዮሎጂያዊ መሠረት ይሰጣል።
የEGFR ሚውቴሽን በNSCLC በሽተኞች ውስጥ በጣም የተለመዱት የመሪ ሚውቴሽን ናቸው። በጥናታችን፣ የEGFR ሚውቴሽን ያላቸው ታካሚዎች (n = 41) ከዱር ዓይነት EGFR (n = 31) ጋር ተመሳሳይ የሆነ አጠቃላይ የሜታቦሎሚክ መገለጫዎች እንዳሏቸው ደርሰንበታል፣ ምንም እንኳን በአሲልካርኒቲን ታካሚዎች ውስጥ የአንዳንድ የEGFR ሚውቴሽን ታካሚዎች የሴረም መጠን ቀንሷል ብንልም። የአሲልካርኒቲንስ የተቋቋመ ተግባር የአሲል ቡድኖችን ከሳይቶፕላዝም ወደ ሚቶኮንድሪያል ማትሪክስ ማጓጓዝ ሲሆን ይህም ኃይል ለማምረት የሰባ አሲዶች ኦክሳይድ እንዲፈጠር ያደርጋል 55። ከግኝቶቻችን ጋር በሚስማማ መልኩ፣ በቅርቡ የተደረገ ጥናት 102 የሳንባ አዴኖካርሲኖማ ቲሹ ናሙናዎች 50 ዓለም አቀፍ ሜታቦሎምን በመተንተን በEGFR ሚውቴሽን እና በEGFR የዱር ዓይነት ዕጢዎች መካከል ተመሳሳይ የሜታቦሎሚ መገለጫዎችን ለይቷል። የሚገርመው፣ የአሲልካርኒቲን ይዘት በEGFR ሚውቴሽን ቡድን ውስጥም ተገኝቷል። ስለዚህ፣ በአሲልካርኒቲን ደረጃዎች ላይ የሚደረጉ ለውጦች በEGFR ምክንያት የሚከሰቱ የሜታቦሎሚ ለውጦችን እና ከስር ያሉ ሞለኪውላዊ መንገዶችን የሚያንፀባርቁ መሆን አለመሆናቸው ተጨማሪ ጥናት ሊያስፈልግ ይችላል።
ለማጠቃለል ያህል፣ ጥናታችን የሳንባ ኖዶችን ልዩነት ለመመርመር የሴረም ሜታቦሊዝም ክላሲፋየር ያቋቁማል እንዲሁም የአደጋ ግምገማን የሚያመቻች እና በሲቲ ስካን ምርመራ ላይ የተመሠረተ ክሊኒካዊ አስተዳደርን የሚያመቻች የስራ ፍሰት ሀሳብ ያቀርባል።
ይህ ጥናት በሰን ያት-ሴን ዩኒቨርሲቲ የካንሰር ሆስፒታል የሥነ ምግባር ኮሚቴ፣ በሰን ያት-ሴን ዩኒቨርሲቲ የመጀመሪያ ተባባሪ ሆስፒታል እና በዘንግዙ ዩኒቨርሲቲ የካንሰር ሆስፒታል የሥነ ምግባር ኮሚቴ ጸድቋል። በግኝት እና በውስጥ ማረጋገጫ ቡድኖች ውስጥ፣ ከጤናማ ግለሰቦች 174 ሴራዎች እና ከጤናማ ኖዱሎች 244 ሴራዎች ከጤናማ ኖዱሎች የተሰበሰቡት በሰን ያት-ሴን ዩኒቨርሲቲ የካንሰር ማዕከል ዓመታዊ የሕክምና ምርመራ ከሚያደርጉ ግለሰቦች ሲሆን 166 ቤኒን ኖዱሎች ደግሞ የተሰበሰቡ ናቸው። ደረጃ I የሳንባ አዴኖካርሲኖማዎች ከሰን ያት-ሴን ዩኒቨርሲቲ የካንሰር ማዕከል ተሰብስበው ነበር። በውጫዊ የማረጋገጫ ቡድን ውስጥ፣ ቤኒን ኖዱሎች 48፣ ቤኒን ኖዱሎች 39 ከሰን ያት-ሴን ዩኒቨርሲቲ የመጀመሪያ ተባባሪ ሆስፒታል 39 እና ከዘንግዙ ካንሰር ሆስፒታል 24 የደረጃ I የሳንባ አዴኖካርሲኖማ ጉዳዮች ነበሩ። የሰን ያት-ሴን ዩኒቨርሲቲ የካንሰር ማዕከል የተቋቋመውን የሜታቦሊክ ምደባን የምርመራ ችሎታ ለመፈተሽ 16 የደረጃ I ስኩዌመስ ሴል የሳንባ ካንሰር ጉዳዮችን ሰብስቧል (የታካሚ ባህሪያት በተጨማሪ ሠንጠረዥ 5 ላይ ይታያሉ)። ከግኝት ቡድን እና ከውስጣዊ ማረጋገጫ ቡድን የተውጣጡ ናሙናዎች ከጥር 2018 እስከ ግንቦት 2020 ባለው ጊዜ ውስጥ ተሰብስበው ነበር። ለውጫዊ ማረጋገጫ ቡድን ናሙናዎች የተሰበሰቡት ከነሐሴ 2021 እስከ ጥቅምት 2022 ባለው ጊዜ ውስጥ ነው። የፆታ አድልዎ ለመቀነስ፣ በግምት እኩል የሆኑ የወንዶች እና የሴቶች ጉዳዮች ለእያንዳንዱ ቡድን ተመድበዋል። የዲስከቨሪ ቡድን እና የውስጥ ግምገማ ቡድን። የተሳታፊ ጾታ የሚወሰነው በራስ ሪፖርት ላይ በመመስረት ነው። ከሁሉም ተሳታፊዎች በመረጃ ላይ የተመሠረተ ፈቃድ አግኝቶ ምንም ካሳ አልቀረበም። ጤናማ ኖዱሎች ያሏቸው ሰዎች በትንተናው ወቅት ከ2 እስከ 5 ዓመት ባለው ጊዜ ውስጥ የተረጋጋ የሲቲ ስካን ውጤት ያላቸው ሲሆኑ፣ ከቀዶ ጥገና በፊት ተሰብስቦ በሂስቶፓቶሎጂ ምርመራ ከተደረገለት ውጫዊ ማረጋገጫ ናሙና 1 ጉዳይ በስተቀር። ሥር የሰደደ ብሮንካይተስ ካልሆነ በስተቀር። የሳንባ አዴኖካርሲኖማ ጉዳዮች ከሳንባ መቆረጥ በፊት ተሰብስበው በፓቶሎጂ ምርመራ ተረጋግጠዋል። የጾም የደም ናሙናዎች ያለ ምንም ፀረ-ንጥረ ነገር መከላከያዎች በሴረም መለያየት ቱቦዎች ውስጥ ተሰብስበው ነበር። የደም ናሙናዎች በክፍል ሙቀት ለ1 ሰዓት ተረጭተው ከዚያም በ4°ሴ ለ10 ደቂቃዎች ሴንትሪፉጅድ ተደርገዋል። የሴረም አሊኮቶች ሜታቦላይት እስኪወጣ ድረስ በ-80°ሴ ቀዝቅዘዋል። የሰን ያት-ሴን ዩኒቨርሲቲ የካንሰር ማዕከል የካንሰር መከላከል እና የህክምና ምርመራ መምሪያ ከ100 ጤናማ ለጋሾች የሴረም ክምችት ሰብስቧል፣ ይህም ከ40 እስከ 55 ዓመት ዕድሜ ያላቸው ወንዶችና ሴቶች እኩል ቁጥር ያላቸውን ያጠቃልላል። የእያንዳንዱ የለጋሽ ናሙና እኩል መጠን ተቀላቅሏል፣ የተገኘውም ክምችት በ-80°ሴ ተከፋፍሎ ተከማችቷል። የሴረም ድብልቅ ለጥራት ቁጥጥር እና ለውሂብ ደረጃ አሰጣጥ እንደ ማጣቀሻ ቁሳቁስ ጥቅም ላይ ውሏል።
የማጣቀሻ ሴረም እና የሙከራ ናሙናዎች ቀለጡ እና ሜታቦላይቶች በተጣመረ የማውጣት ዘዴ (MTBE/methanol/water) 56 ተወስደዋል። በአጭሩ፣ 50 μl የሴረም ከ225 μl የበረዶ-ቀዝቃዛ ሜታኖል እና 750 μl የበረዶ-ቀዝቃዛ ሜቲል ተርት-ቡቲል ኤተር (MTBE) ጋር ተቀላቅለዋል። ድብልቁን ቀላቅለው ለ1 ሰዓት በበረዶ ላይ ያፍሱ። ከዚያም ናሙናዎቹ ተቀላቅለው ከ188 μl የ MS-ደረጃ ውሃ ጋር ተቀላቅለዋል፤ ይህም ከካምብሪጅ ኢሶቶፕ ላቦራቶሪዎች የተገዛ ነው (13C-ላክቴት፣ 13C3-ፒሩቫት፣ 13C-ሜቲዮኒን እና 13C6-ኢሶሉሲን)። ድብልቁ ከዚያም በ15,000 × g ለ10 ደቂቃዎች በ4 °C ሴንትሪፉጅ ተደርጓል፣ እና የታችኛው ክፍል ወደ ሁለት ቱቦዎች (እያንዳንዳቸው 125 μL) ተላልፏል። በመጨረሻም፣ ናሙናው በከፍተኛ ፍጥነት ባለው የቫኩም ኮንሰንትሬተር ውስጥ ወደ ደረቅነት ተተነ።
የደረቁት ሜታቦላይቶች በ120 μl 80% አሴቶኒትሪል ውስጥ እንደገና ተቀላቅለው ለ5 ደቂቃዎች ተቀላቅለው በ4°ሴ የሙቀት መጠን ለ10 ደቂቃዎች በ15,000 × g ሴንትሪፉጅ ተደርገዋል። ሱፐርናታንቶች ለሜታቦሎሚክስ ጥናቶች ማይክሮኢንሰተሮችን በመጠቀም ወደ አምበር የመስታወት ብልቃጦች ተላልፈዋል። እጅግ በጣም ጥሩ በሆነ ፈሳሽ ክሮማቶግራፊ-ከፍተኛ ጥራት ያለው የጅምላ ስፔክትሮሜትሪ (UPLC-HRMS) መድረክ ላይ ያልታለመ የሜታቦሎሚክስ ትንተና። ሜታቦላይቶች በዲዮኔክስ ኡልቲማቲ 3000 UPLC ስርዓት እና በACQUITY BEH አሚድ አምድ (2.1 × 100 ሚሜ፣ 1.7 μm፣ ውሃዎች) ተለያይተዋል። በአዎንታዊ አዮን ሁነታ፣ የሞባይል ደረጃዎች 95% (A) እና 50% አሴቶኒትሪል (B) ነበሩ፣ እያንዳንዳቸው 10 mmol/L አሞኒየም አሲቴት እና 0.1% ፎርሚክ አሲድ ይይዛሉ። በአሉታዊ ሁነታ፣ የሞባይል ደረጃዎች A እና B 95% እና 50% አሴቶኒትሪል ይይዛሉ፣ ሁለቱም ደረጃዎች 10 mmol/L አሞኒየም አሲቴት፣ pH = 9 ይይዛሉ። የግራዲየንት ፕሮግራሙ እንደሚከተለው ነበር፡ 0–0.5 ደቂቃ፣ 2% B፤ 0.5–12 ደቂቃ፣ 2–50% B፤ 12–14 ደቂቃ፣ 50–98% B፤ 14–16 ደቂቃ፣ 98% B፤ 16–16.1 ደቂቃ፣ 98–2% B፤ 16.1–20 ደቂቃ፣ 2% B። አምዱ በ40°ሴ እና ናሙናው በአውቶሳምፕለር በ10°ሴ ተጠብቆ ቆይቷል። የፍሰት መጠኑ 0.3 ሚሊ ሊትር/ደቂቃ ነበር፣ የመርፌ መጠኑ 3 μl ነበር። የኤሌክትሮስፕሬይ አዮኒዜሽን (ESI) ምንጭ ያለው የQ-Exactive Orbitrap mass spectrometer (Thermo Fisher Scientific) በሙሉ የፍተሻ ሁነታ ላይ ተንቀሳቅሶ ከፍተኛ መጠን ያለው መረጃ ለመሰብሰብ ከddMS2 የክትትል ሁነታ ጋር ተጣምሯል። የMS መለኪያዎች እንደሚከተለው ተዘጋጅተዋል፡ የሚረጭ ቮልቴጅ +3.8 kV/- 3.2 kV፣ የካፒላሪ ሙቀት 320°C፣ የሚከላከል ጋዝ 40 arb፣ ረዳት ጋዝ 10 arb፣ የፕሮብ ማሞቂያ ሙቀት 350°C፣ የፍተሻ ክልል 70–1050 m/h፣ ጥራት 70 000። መረጃው የተገኘው Xcalibur 4.1 (Thermo Fisher Scientific) በመጠቀም ነው።
የውሂብ ጥራትን ለመገምገም፣ ከእያንዳንዱ ናሙና 10 μL የሱፐርናታንት አሊኮቶች በማስወገድ የተዋሃዱ የጥራት ቁጥጥር (QC) ናሙናዎች ተፈጥረዋል። የUPLC-MS ስርዓት መረጋጋትን ለመገምገም ስድስት የጥራት ቁጥጥር ናሙና መርፌዎች በትንታኔ ቅደም ተከተል መጀመሪያ ላይ ተተነተኑ። ከዚያም የጥራት ቁጥጥር ናሙናዎች በየጊዜው ወደ ባች ውስጥ ይገባሉ። በዚህ ጥናት ውስጥ ያሉት 11 የሴረም ናሙናዎች በሙሉ በLC-MS ተተነተኑ። የማውጣት ሂደቱን ለመከታተል እና ለባች-ወደ-ባች ተፅእኖዎች ለማስተካከል ከ100 ጤናማ ለጋሾች የሴረም ገንዳ ድብልቅ አሊኮቶች በየቡድኖቹ እንደ ማጣቀሻ ቁሳቁስ ጥቅም ላይ ውለዋል። የግኝት ቡድን፣ የውስጥ ማረጋገጫ ቡድን እና የውጭ ማረጋገጫ ቡድን ያልታለመ ሜታቦሎሚክስ ትንተና በሰን ያት-ሴን ዩኒቨርሲቲ ሜታቦሎሚክስ ማዕከል ተካሂዷል። የጓንግዶንግ ዩኒቨርሲቲ የቴክኖሎጂ ትንተና እና የፈተና ማዕከል ውጫዊ ላቦራቶሪ የክላሲፋየር ሞዴልን አፈፃፀም ለመፈተሽ ከውጭው ቡድን 40 ናሙናዎችን ተንትኗል።
ከተወጣና እንደገና ከተዋሃደ በኋላ፣ የሴረም ሜታቦላይቶች ፍጹም መጠን የሚለካው እጅግ በጣም ከፍተኛ አፈፃፀም ባለው ፈሳሽ ክሮማቶግራፊ-ታንደም ማሽ ስፔክትሮሜትሪ (Agilent 6495 ትሪፕል ኳድሩፖል) እና በብዙ ምላሽ ክትትል (MRM) ሁነታ ውስጥ በኤሌክትሮስፕሬይ አዮኒዜሽን (ESI) ምንጭ በመጠቀም ነው። ሜታቦላይቶችን ለመለየት የACQUITY BEH አሚድ አምድ (2.1 × 100 ሚሜ፣ 1.7 μm፣ ውሃዎች) ጥቅም ላይ ውሏል። የሞባይል ደረጃው 90% (A) እና 5% አሴቶኒትሪል (B) ከ10 mmol/L አሞኒየም አሲቴት እና 0.1% አሞኒያ መፍትሄ ጋር ያካተተ ነበር። የግራዲየንት ፕሮግራሙ እንደሚከተለው ነበር፡ 0–1.5 ደቂቃ፣ 0% B፤ 1.5–6.5 ደቂቃ፣ 0–15% B፤ 6.5–8 ደቂቃ፣ 15% B፤ 8–8.5 ደቂቃ፣ 15%–0% B፤ 8.5–11.5 ደቂቃ፣ 0% B። አምዱ በ40°ሴ እና ናሙናው በአውቶሳምፕለር ውስጥ በ10°ሴ ተጠብቆ ቆይቷል። የፍሰት መጠኑ 0.3 ሚሊ ሊትር/ደቂቃ እና የመርፌ መጠኑ 1 μL ነበር። የMS መለኪያዎች እንደሚከተለው ተዘጋጅተዋል፡- የካፊላሪ ቮልቴጅ ±3.5 ኪ.ቮ፣ የኔቡላይዘር ግፊት 35 psi፣ የሼት ጋዝ ፍሰት 12 ሊትር/ደቂቃ፣ የሼት ጋዝ ሙቀት 350°ሴ፣ የማድረቂያ ጋዝ ሙቀት 250°ሴ እና የማድረቂያ ጋዝ ፍሰት 14 ሊትር/ደቂቃ። የትሪፕቶፋን፣ ፒሩቫት፣ ላክቴት፣ ሃይፖክሳንቲን እና ዛንታይን የMRM ልወጣዎች በቅደም ተከተል 205.0–187.9፣ 87.0–43.4፣ 89.0–43.3፣ 135.0–92.3 እና 151.0–107.9 ነበሩ። መረጃው የተሰበሰቡት በማክስ ሀንተር ቢ.07.00 (አጊለንት ቴክኖሎጂዎች) በመጠቀም ነው። ለሴረም ናሙናዎች፣ ትራይፕቶፋን፣ ፒሩቬት፣ ላክቴት፣ ሃይፖክሳንቲን እና ዛንቲን በመደበኛ የድብልቅ መፍትሄዎች የካሊብሬሽን ኩርባዎች ተለክተዋል። ለሴል ናሙናዎች፣ የትራይፕቶፋን ይዘት ወደ ውስጣዊ ደረጃ እና ወደ ሴል ፕሮቲን ክብደት መደበኛ ተደርጓል።
የፒክ ማውጣት (m/z እና የማቆያ ጊዜ (RT)) የተከናወነው በComposite Discovery 3.1 እና TraceFinder 4.0 (Thermo Fisher Scientific) በመጠቀም ነው። በቡድኖች መካከል ሊሆኑ የሚችሉ ልዩነቶችን ለማስወገድ፣ የፈተና ናሙናው እያንዳንዱ የባህሪ ጫፍ አንጻራዊ ብዛት ለማግኘት ከተመሳሳይ ባች የማጣቀሻ ቁሳቁስ ባህሪ ጫፍ ተከፍሏል። ከመደበኛነት በፊት እና በኋላ የውስጥ ደረጃዎች አንጻራዊ መደበኛ ልዩነቶች በተጨማሪ ሠንጠረዥ 6 ላይ ይታያሉ። በሁለቱ ቡድኖች መካከል ያሉት ልዩነቶች በሐሰት ግኝት መጠን (FDR<0.05፣ Wilcoxon የተፈረመ የደረጃ ሙከራ) እና የታጠፈ ለውጥ (>1.2 ወይም <0.83) ተለይተው ይታወቃሉ። የተወጡት ባህሪያት ጥሬ የMS ውሂብ እና የማጣቀሻ በሴረም የተስተካከለ የMS ውሂብ በቅደም ተከተል በተጨማሪ ዳታ 1 እና ተጨማሪ ዳታ 2 ላይ ይታያሉ። የፒክ ማብራሪያ የተከናወነው በአራት የተገለጹ የመለያ ደረጃዎች ላይ በመመስረት ነው፣ እነዚህም ተለይተው የታወቁ ሜታቦላይቶችን፣ በፓራቲቭ የተገለጹ ውህዶችን፣ በፓራቲቭ የተገለጹ የውህድ ክፍሎችን እና ያልታወቁ ውህዶችን ጨምሮ 22። በComposite Discovery 3.1 (mzCloud፣ HMDB፣ Chemspider) ውስጥ ባሉ የውሂብ ጎታ ፍለጋዎች ላይ በመመስረት፣ የ MS/MS ተዛማጅነት ያላቸው የተረጋገጡ ደረጃዎች ወይም በ mzCloud ውስጥ ትክክለኛ ተዛማጅ ማብራሪያዎች (ነጥብ > 85) ወይም Chemspider በመጨረሻ እንደ ልዩነት ሜታቦሎሜ መካከል መካከለኛ ሆነው ተመርጠዋል። ለእያንዳንዱ ባህሪ ከፍተኛ ማብራሪያዎች በተጨማሪ መረጃ 3 ውስጥ ተካትተዋል። MetaboAnalyst 5.0 ለጠቅላላ መደበኛ የሜታቦላይት ብዛት አንድ ተለዋዋጭ ትንተና ጥቅም ላይ ውሏል። MetaboAnalyst 5.0 እንዲሁም በከፍተኛ ሁኔታ በተለያዩ ሜታቦላይቶች ላይ የተመሠረተ የKEGG መንገድ ማበልጸጊያ ትንተናን ገምግሟል። ዋና የክፍል ትንተና (PCA) እና ከፊል ዝቅተኛ ካሬዎች ልዩነት ትንተና (PLS-DA) በ ropls ሶፍትዌር ጥቅል (v.1.26.4) በመጠቀም ከ stack normalization እና autoscaling ጋር ተተነተኑ። የኖዱል አደገኛነትን ለመተንበይ በጣም ጥሩው የሜታቦላይት ባዮማርከር ሞዴል የተፈጠረው በትንሹ ፍጹም መጨመሪያ እና የምርጫ ኦፕሬተር (LASSO፣ R ጥቅል v.4.1-3) በመጠቀም ነው። በምርመራ እና በማረጋገጫ ስብስቦች ውስጥ ያለው የመለየት ሞዴል አፈፃፀም በPROC ጥቅል (v.1.18.0.) መሠረት በROC ትንተና ላይ የተመሠረተ AUCን በመገመት ተለይቶ ይታወቃል። ምርጡ የዕድል ወሰን የተገኘው በሞዴሉ ከፍተኛ የዩደን መረጃ ጠቋሚ (ስሜታዊነት + ልዩነት - 1) ላይ በመመስረት ነው። ከገደቡ ያነሱ ወይም የሚበልጡ እሴቶች ያላቸው ናሙናዎች በቅደም ተከተል እንደ ጤናማ ኖዶች እና የሳንባ አድኖካርሲኖማ ይገመታሉ።
A549 ሴሎች (#CCL-185፣ የአሜሪካ ዓይነት ባህል ስብስብ) 10% FBS በያዘው F-12K መካከለኛ ውስጥ አድጓል። SLC7A5ን የሚያነጣጥሩ አጭር የፀጉር ፒን RNA (shRNA) ቅደም ተከተሎች እና ዒላማ ያልሆነ መቆጣጠሪያ (NC) በሌንቲቫይራል ቬክተር pLKO.1-puro ውስጥ ገብተዋል። የshSLC7A5 ፀረ-ስሜት ቅደም ተከተሎች እንደሚከተለው ናቸው፡ Sh1 (5′-GGAGAAACCTGAACAGTT-3′)፣ Sh2 (5′-GCCGTGGACTTCGGAACTTAT-3′)። ለSLC7A5 (#5347) እና ቱቡሊን (#2148) ፀረ እንግዳ አካላት ከሴል ሲግናል ቴክኖሎጂ ተገዝተዋል። ለSLC7A5 እና ለቱቡሊን ፀረ እንግዳ አካላት ለዌስተርን ብሎት ትንተና በ1:1000 በማሟሟት ጥቅም ላይ ውለዋል።
የሲሆርስ XF ግላይኮሊቲክ የጭንቀት ምርመራ ከሴሉላር አሲድነት (ECAR) ደረጃዎችን ይለካል። በምርመራው ውስጥ፣ በECAR በተለካው መሰረት የሴሉላር ግላይኮሊቲክ አቅምን ለመፈተሽ የግሉኮስ፣ የኦሊጎሚሲን ኤ እና 2-ዲጂ በቅደም ተከተል ተሰጥተዋል።
በዒላማ ባልሆነ መቆጣጠሪያ (NC) እና shSLC7A5 (Sh1፣ Sh2) የተነፈሱ A549 ሴሎች በአንድ ሌሊት በ10 ሴ.ሜ ዲያሜትር ባለው ሳህን ውስጥ ተሸፍነዋል። የሴል ሜታቦላይቶች በ1 ሚሊ ሊትር በረዶ-ቀዝቃዛ 80% የውሃ ሜታኖል ተወስደዋል። በሜታኖል መፍትሄ ውስጥ ያሉ ሴሎች ተጠርገው ወደ አዲስ ቱቦ ተሰብስበው ለ15 ደቂቃዎች በ15,000 × g ሴንትሪፉጅ ተደርገዋል። 800 µl የሱፐርናታንት ሰብስበው በከፍተኛ ፍጥነት ባለው የቫኩም ኮንሰንትሬተር ደረቅ አድርገው ይደርቃሉ። ከዚያም የደረቁ የሜታቦላይት እንክብሎች ከላይ እንደተገለጸው LC-MS/MSን በመጠቀም ለትሪፕቶፋን ደረጃዎች ተተነተኑ። በA549 ሴሎች (NC እና shSLC7A5) ውስጥ ያሉት የሴሉላር NAD(H) ደረጃዎች በአምራቹ መመሪያ መሠረት በቁጥራዊ NAD+/NADH የቀለም ኪት (#K337፣ BioVision) በመጠቀም ተለክተዋል። የፕሮቲን ደረጃዎች ለእያንዳንዱ ናሙና የተለኩት የሜታቦላይቶችን መጠን መደበኛ ለማድረግ ነው።
የናሙናውን መጠን በቅድሚያ ለመወሰን ምንም ዓይነት የስታቲስቲክስ ዘዴዎች ጥቅም ላይ አልዋሉም። ቀደም ሲል በባዮማርከር ግኝት ላይ ያተኮሩ የሜታቦሎሚክስ ጥናቶች 15,18 መጠን ለመወሰን እንደ መለኪያ ተደርገው ተቆጥረዋል፣ እና ከእነዚህ ሪፖርቶች ጋር ሲነፃፀሩ የእኛ ናሙና በቂ ነበር። ከጥናት ቡድኑ ውስጥ ምንም ናሙናዎች አልተገለሉም። የሴረም ናሙናዎች ላልተመረጡ የሜታቦሎሚክስ ጥናቶች በግኝት ቡድን (306 ጉዳዮች፣ 74.6%) እና ውስጣዊ የማረጋገጫ ቡድን (104 ጉዳዮች፣ 25.4%) በዘፈቀደ ተመድበዋል። እንዲሁም ከእያንዳንዱ ቡድን ውስጥ ለታለሙ የሜታቦሎሚክስ ጥናቶች ከግኝት ስብስብ 70 ጉዳዮችን በዘፈቀደ መርጠናል። መርማሪዎቹ በLC-MS የውሂብ አሰባሰብ እና ትንተና ወቅት የቡድን ምደባን አያዩም። የሜታቦሎሚክስ መረጃ እና የሕዋስ ሙከራዎች የስታቲስቲክስ ትንታኔዎች በየራሳቸው ውጤቶች፣ የምስል አፈ ታሪኮች እና ዘዴዎች ክፍሎች ውስጥ ተገልጸዋል። የሴሉላር ትራይፕቶፋን፣ NADT እና የግሉኮሊቲክ እንቅስቃሴ መጠን ሦስት ጊዜ በተናጥል በተመሳሳይ ውጤቶች ተከናውኗል።
ስለ ጥናቱ ዲዛይን ተጨማሪ መረጃ ለማግኘት፣ ከዚህ ጽሑፍ ጋር የተያያዘውን የተፈጥሮ ፖርትፎሊዮ ሪፖርት አጭር መግለጫ ይመልከቱ።
የተወጡት ባህሪያት ጥሬ የኤምኤስ መረጃ እና የማጣቀሻ ሴረም መደበኛ የኤምኤስ መረጃ በቅደም ተከተል በተጨማሪ መረጃ 1 እና ተጨማሪ መረጃ 2 ላይ ይታያሉ። ለተለያዩ ባህሪያት ከፍተኛ ማብራሪያዎች በተጨማሪ መረጃ 3 ውስጥ ቀርበዋል። የLUAD TCGA የውሂብ ስብስብ ከ https://portal.gdc.cancer.gov/ ማውረድ ይቻላል። ግራፉን ለመሳል የገባው መረጃ በምንጭ መረጃ ውስጥ ቀርቧል። የምንጭ መረጃ ለዚህ ጽሑፍ ቀርቧል።
ብሔራዊ የሳንባ ምርመራ ጥናት ቡድን፣ ወዘተ. የሳንባ ካንሰርን ሞት በአነስተኛ መጠን በኮምፒውተር ቲሞግራፊ መቀነስ። ሰሜናዊ እንግሊዝ። ጄ. ሜድ. 365፣ 395–409 (2011)።
ክራመር፣ ቢኤስ፣ በርግ፣ ኬዲ፣ አበርል፣ ዲአር እና ፕሮፌት፣ ፒሲ ዝቅተኛ መጠን ያለው ሄሊካል ሲቲ በመጠቀም የሳንባ ካንሰር ምርመራ፡ ከብሔራዊ የሳንባ ምርመራ ጥናት (NLST) የተገኙ ውጤቶች። ጄ. ሜድ. ስክሪን 18፣ 109–111 (2011)።
ደ ኮኒንግ፣ ኤችጄ፣ እና ሌሎችም። በዘፈቀደ ሙከራ የሳንባ ካንሰርን ሞት በመቀነስ የቮልሜትሪክ ሲቲ ምርመራ። ሰሜናዊ እንግሊዝ። ጄ. ሜድ. 382፣ 503–513 (2020)።