രോഗിയുടെ സെറത്തിന്റെ ഉയർന്ന റെസല്യൂഷൻ മാസ് സ്പെക്ട്രോമെട്രിക് വിശകലനം ഉപയോഗിച്ച് ഉയർന്ന പ്രത്യേകതയുള്ള ദോഷകരമല്ലാത്തതും മാരകമായതുമായ പൾമണറി നോഡ്യൂളുകളെ വേർതിരിച്ചറിയുന്ന മെറ്റബോളമിക്സ്.

കമ്പ്യൂട്ട്ഡ് ടോമോഗ്രഫി (സിടി) വഴി തിരിച്ചറിയുന്ന പൾമണറി നോഡ്യൂളുകളുടെ ഡിഫറൻഷ്യൽ ഡയഗ്നോസിസ് ക്ലിനിക്കൽ പ്രാക്ടീസിൽ ഒരു വെല്ലുവിളിയായി തുടരുന്നു. ആരോഗ്യകരമായ നിയന്ത്രണങ്ങൾ, ശൂന്യമായ ശ്വാസകോശ നോഡ്യൂളുകൾ, ഘട്ടം I ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമ എന്നിവയുൾപ്പെടെ 480 സെറം സാമ്പിളുകളുടെ ആഗോള മെറ്റബോളോമിനെ ഇവിടെ ഞങ്ങൾ ചിത്രീകരിക്കുന്നു. അഡിനോകാർസിനോമകൾ സവിശേഷമായ മെറ്റബോളോമിക് പ്രൊഫൈലുകൾ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു, അതേസമയം ശൂന്യമായ നോഡ്യൂളുകൾക്കും ആരോഗ്യമുള്ള വ്യക്തികൾക്കും മെറ്റബോളോമിക് പ്രൊഫൈലുകളിൽ ഉയർന്ന സമാനതയുണ്ട്. ഡിസ്കവറി ഗ്രൂപ്പിൽ (n = 306), ശൂന്യവും മാരകവുമായ നോഡ്യൂളുകൾ തമ്മിൽ വേർതിരിച്ചറിയാൻ 27 മെറ്റബോളൈറ്റുകളുടെ ഒരു കൂട്ടം തിരിച്ചറിഞ്ഞു. ആന്തരിക വാലിഡേഷൻ (n = 104), ബാഹ്യ വാലിഡേഷൻ (n = 111) ഗ്രൂപ്പുകളിലെ വിവേചന മോഡലിന്റെ AUC യഥാക്രമം 0.915 ഉം 0.945 ഉം ആയിരുന്നു. പാത്ത്‌വേ വിശകലനം ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമ സെറമിലെ ട്രിപ്റ്റോഫാൻ കുറയുന്നതുമായി ബന്ധപ്പെട്ട വർദ്ധിച്ച ഗ്ലൈക്കോലൈറ്റിക് മെറ്റബോളൈറ്റുകളെ നല്ല നോഡ്യൂളുകളുമായും ആരോഗ്യകരമായ നിയന്ത്രണങ്ങളുമായും താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ വെളിപ്പെടുത്തി, കൂടാതെ ട്രിപ്റ്റോഫാൻ ആഗിരണം ശ്വാസകോശ കാൻസർ കോശങ്ങളിൽ ഗ്ലൈക്കോളിസിസ് പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നുവെന്ന് നിർദ്ദേശിച്ചു. സിടി വഴി കണ്ടെത്തുന്ന പൾമണറി നോഡ്യൂളുകളുടെ അപകടസാധ്യത വിലയിരുത്തുന്നതിൽ സെറം മെറ്റാബോലൈറ്റ് ബയോമാർക്കറുകളുടെ മൂല്യം ഞങ്ങളുടെ പഠനം എടുത്തുകാണിക്കുന്നു.
കാൻസർ രോഗികളുടെ അതിജീവന നിരക്ക് മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് നേരത്തെയുള്ള രോഗനിർണയം നിർണായകമാണ്. യുഎസ് നാഷണൽ ലങ് കാൻസർ സ്‌ക്രീനിംഗ് ട്രയൽ (NLST), യൂറോപ്യൻ നെൽസൺ സ്റ്റഡി എന്നിവയിൽ നിന്നുള്ള ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നത് ലോ-ഡോസ് കമ്പ്യൂട്ട്ഡ് ടോമോഗ്രഫി (LDCT) ഉപയോഗിച്ചുള്ള സ്‌ക്രീനിംഗ് ഉയർന്ന അപകടസാധ്യതയുള്ള ഗ്രൂപ്പുകളിൽ ശ്വാസകോശ അർബുദ മരണനിരക്ക് ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുമെന്ന്1,2,3. ശ്വാസകോശ അർബുദ സ്‌ക്രീനിംഗിനായി LDCT യുടെ വ്യാപകമായ ഉപയോഗം മുതൽ, ലക്ഷണമില്ലാത്ത പൾമണറി നോഡ്യൂളുകളുടെ ആകസ്മിക റേഡിയോഗ്രാഫിക് കണ്ടെത്തലുകളുടെ ആവൃത്തി വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. 3 സെന്റീമീറ്റർ വരെ വ്യാസമുള്ള ഫോക്കൽ ഒപാസിറ്റികളായി പൾമണറി നോഡ്യൂളുകളെ നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നു 5. മാരകമായതിന്റെ സാധ്യത വിലയിരുത്തുന്നതിലും LDCT യിൽ ആകസ്മികമായി കണ്ടെത്തിയ വലിയ അളവിലുള്ള പൾമണറി നോഡ്യൂളുകളെ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിലും ഞങ്ങൾക്ക് ബുദ്ധിമുട്ടുകൾ നേരിടുന്നു. CT യുടെ പരിമിതികൾ ഇടയ്ക്കിടെയുള്ള തുടർ പരിശോധനകൾക്കും തെറ്റായ-പോസിറ്റീവ് ഫലങ്ങൾക്കും കാരണമാകും, ഇത് അനാവശ്യ ഇടപെടലിനും അമിത ചികിത്സയ്ക്കും കാരണമാകും6. അതിനാൽ, പ്രാരംഭ ഘട്ടങ്ങളിൽ ശ്വാസകോശ അർബുദത്തെ ശരിയായി തിരിച്ചറിയുന്നതിനും പ്രാരംഭ കണ്ടെത്തലിൽ മിക്ക നല്ല നോഡ്യൂളുകളും വേർതിരിച്ചറിയുന്നതിനും വിശ്വസനീയവും ഉപയോഗപ്രദവുമായ ബയോമാർക്കറുകൾ വികസിപ്പിക്കേണ്ടതുണ്ട്7.
ജീനോമിക്സ്, പ്രോട്ടിയോമിക്സ് അല്ലെങ്കിൽ ഡിഎൻഎ മെത്തിലേഷൻ എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള രക്തത്തിന്റെ (സീറം, പ്ലാസ്മ, പെരിഫറൽ ബ്ലഡ് മോണോ ന്യൂക്ലിയർ സെല്ലുകൾ) സമഗ്രമായ തന്മാത്രാ വിശകലനം ശ്വാസകോശ അർബുദത്തിനുള്ള ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് ബയോമാർക്കറുകളുടെ കണ്ടെത്തലിൽ താൽപ്പര്യം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് കാരണമായി. അതേസമയം, എൻഡോജെനസ്, എക്സോജനസ് പ്രവർത്തനങ്ങളാൽ സ്വാധീനിക്കപ്പെടുന്ന സെല്ലുലാർ എൻഡ് ഉൽപ്പന്നങ്ങളെ മെറ്റബോളോമിക്സ് സമീപനങ്ങൾ അളക്കുന്നു, അതിനാൽ രോഗത്തിന്റെ ആരംഭവും ഫലവും പ്രവചിക്കാൻ അവ പ്രയോഗിക്കുന്നു. ഉയർന്ന സംവേദനക്ഷമതയും വലിയ ഡൈനാമിക് ശ്രേണിയും കാരണം മെറ്റബോളോമിക്സ് പഠനങ്ങൾക്ക് ലിക്വിഡ് ക്രോമാറ്റോഗ്രാഫി-ടാൻഡെം മാസ് സ്പെക്ട്രോമെട്രി (LC-MS) വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു രീതിയാണ്, ഇതിന് വ്യത്യസ്ത ഭൗതിക രാസ ഗുണങ്ങളുള്ള മെറ്റബോളൈറ്റുകളെ ഉൾക്കൊള്ളാൻ കഴിയും11,12,13. ശ്വാസകോശ അർബുദ രോഗനിർണയവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ബയോമാർക്കറുകൾ തിരിച്ചറിയാൻ പ്ലാസ്മ/സെറത്തിന്റെ ആഗോള മെറ്റബോളോമിക് വിശകലനം ഉപയോഗിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും14,15,16,17, ചികിത്സ ഫലപ്രാപ്തി,18 ദോഷകരവും മാരകവുമായ ശ്വാസകോശ നോഡ്യൂളുകൾ തമ്മിൽ വേർതിരിച്ചറിയാൻ സെറം മെറ്റബോളൈറ്റ് ക്ലാസിഫയറുകൾ ഇപ്പോഴും വളരെയധികം പഠിക്കേണ്ടതുണ്ട്. -വലിയ ഗവേഷണം.
അഡിനോകാർസിനോമയും സ്ക്വാമസ് സെൽ കാർസിനോമയും നോൺ-സ്മോൾ സെൽ ലംഗ് കാൻസറിന്റെ (NSCLC) രണ്ട് പ്രധാന ഉപവിഭാഗങ്ങളാണ്. വിവിധ സിടി സ്ക്രീനിംഗ് പരിശോധനകൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത് അഡിനോകാർസിനോമയാണ് ഏറ്റവും സാധാരണമായ ഹിസ്റ്റോളജിക്കൽ തരം ശ്വാസകോശ അർബുദം എന്നാണ്1,19,20,21. ഈ പഠനത്തിൽ, ആരോഗ്യകരമായ നിയന്ത്രണങ്ങൾ, ബെനിൻ പൾമണറി നോഡ്യൂളുകൾ, സിടി-ഡിറ്റക്റ്റഡ് ≤3 സെ.മീ എന്നിവയുൾപ്പെടെ മൊത്തം 695 സെറം സാമ്പിളുകളിൽ മെറ്റബോളോമിക്സ് വിശകലനം നടത്താൻ ഞങ്ങൾ അൾട്രാ-പെർഫോമൻസ് ലിക്വിഡ് ക്രോമാറ്റോഗ്രാഫി-ഹൈ-റെസല്യൂഷൻ മാസ് സ്പെക്ട്രോമെട്രി (UPLC-HRMS) ഉപയോഗിച്ചു. സ്റ്റേജ് I ലംഗ് അഡിനോകാർസിനോമയ്ക്കുള്ള സ്ക്രീനിംഗ്. ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമയെ ബെനിൻ നോഡ്യൂളുകളിൽ നിന്നും ആരോഗ്യകരമായ നിയന്ത്രണങ്ങളിൽ നിന്നും വേർതിരിക്കുന്ന സെറം മെറ്റബോളൈറ്റുകളുടെ ഒരു പാനൽ ഞങ്ങൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞു. ബെനിൻ നോഡ്യൂളുകളുമായും ആരോഗ്യകരമായ നിയന്ത്രണങ്ങളുമായും താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ അസാധാരണമായ ട്രിപ്റ്റോഫാനും ഗ്ലൂക്കോസ് മെറ്റബോളിസവും ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമയിലെ സാധാരണ മാറ്റങ്ങളാണെന്ന് പാത്ത്വേ സമ്പുഷ്ടീകരണ വിശകലനം വെളിപ്പെടുത്തി. ഒടുവിൽ, എൽഡിസിടി കണ്ടെത്തിയ മാരകമായതും ദോഷകരമല്ലാത്തതുമായ പൾമണറി നോഡ്യൂളുകൾ തമ്മിൽ വേർതിരിച്ചറിയാൻ ഉയർന്ന സവിശേഷതയും സംവേദനക്ഷമതയുമുള്ള ഒരു സെറം മെറ്റബോളിക് ക്ലാസിഫയർ ഞങ്ങൾ സ്ഥാപിക്കുകയും സാധൂകരിക്കുകയും ചെയ്തു, ഇത് ആദ്യകാല ഡിഫറൻഷ്യൽ രോഗനിർണയത്തിനും അപകടസാധ്യത വിലയിരുത്തലിനും സഹായിച്ചേക്കാം.
നിലവിലെ പഠനത്തിൽ, 174 ആരോഗ്യമുള്ള നിയന്ത്രണ സ്ഥാപനങ്ങളിൽ നിന്നും, ദോഷകരമല്ലാത്ത ശ്വാസകോശ നോഡ്യൂളുകൾ ഉള്ള 292 രോഗികളിൽ നിന്നും, ഘട്ടം I ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമ ഉള്ള 229 രോഗികളിൽ നിന്നും ലിംഗഭേദവും പ്രായവും അനുസരിച്ചുള്ള സെറം സാമ്പിളുകൾ മുൻകാലങ്ങളിൽ ശേഖരിച്ചു. 695 വിഷയങ്ങളുടെ ജനസംഖ്യാ സവിശേഷതകൾ അനുബന്ധ പട്ടിക 1 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.
ചിത്രം 1a-യിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, 174 ഹെൽത്തി കൺട്രോൾ (HC), 170 ബെനിൻ നോഡ്യൂളുകൾ (BN), 136 സ്റ്റേജ് I ലംഗ് അഡിനോകാർസിനോമ (LA) സാമ്പിളുകൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ ആകെ 480 സെറം സാമ്പിളുകൾ സൺ യാറ്റ്-സെൻ യൂണിവേഴ്സിറ്റി കാൻസർ സെന്ററിൽ ശേഖരിച്ചു. അൾട്രാ-പെർഫോമൻസ് ലിക്വിഡ് ക്രോമാറ്റോഗ്രഫി-ഹൈ-റെസല്യൂഷൻ മാസ് സ്പെക്ട്രോമെട്രി (UPLC-HRMS) ഉപയോഗിച്ച് ലക്ഷ്യമില്ലാത്ത മെറ്റബോളോമിക് പ്രൊഫൈലിംഗിനുള്ള ഡിസ്കവറി കോഹോർട്ട്. സപ്ലിമെന്ററി ചിത്രം 1-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഒരു വർഗ്ഗീകരണ മാതൃക സ്ഥാപിക്കുന്നതിനും ഡിഫറൻഷ്യൽ പാത്ത്‌വേ വിശകലനം കൂടുതൽ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നതിനുമായി LA, HC, LA, BN ​​എന്നിവയ്ക്കിടയിലുള്ള ഡിഫറൻഷ്യൽ മെറ്റബോളൈറ്റുകൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞു. സൺ യാറ്റ്-സെൻ യൂണിവേഴ്സിറ്റി കാൻസർ സെന്റർ ശേഖരിച്ച 104 സാമ്പിളുകളും മറ്റ് രണ്ട് ആശുപത്രികൾ ശേഖരിച്ച 111 സാമ്പിളുകളും യഥാക്രമം ആന്തരികവും ബാഹ്യവുമായ മൂല്യനിർണ്ണയത്തിന് വിധേയമാക്കി.
അൾട്രാ-പെർഫോമൻസ് ലിക്വിഡ് ക്രോമാറ്റോഗ്രാഫി-ഹൈ-റെസല്യൂഷൻ മാസ് സ്പെക്ട്രോമെട്രി (UPLC-HRMS) ഉപയോഗിച്ച് ആഗോള സെറം മെറ്റബോളോമിക്സ് വിശകലനത്തിന് വിധേയരായ ഡിസ്കവറി കോഹോർട്ടിലെ ഒരു പഠന ജനസംഖ്യ. b പഠന കോഹോർട്ടിൽ നിന്നുള്ള 480 സെറം സാമ്പിളുകളുടെ മൊത്തം മെറ്റബോളോമിന്റെ ഭാഗികമായി കുറഞ്ഞ സ്ക്വയറുകൾ വിവേചന വിശകലനം (PLS-DA), ആരോഗ്യകരമായ നിയന്ത്രണങ്ങൾ (HC, n = 174), ബെനിൻ നോഡ്യൂളുകൾ (BN, n = 170), സ്റ്റേജ് I ലംഗ് അഡിനോകാർസിനോമ (ലോസ് ഏഞ്ചൽസ്, n = 136). +ESI, പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോസ്പ്രേ അയോണൈസേഷൻ മോഡ്, -ESI, നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോസ്പ്രേ അയോണൈസേഷൻ മോഡ്. c–e രണ്ട് ഗ്രൂപ്പുകളിൽ (രണ്ട്-ടെയിൽഡ് വിൽകോക്സൺ സൈൻ ചെയ്ത റാങ്ക് ടെസ്റ്റ്, തെറ്റായ കണ്ടെത്തൽ നിരക്ക് ക്രമീകരിച്ച p മൂല്യം, FDR <0.05) ഗണ്യമായി വ്യത്യസ്തമായ സമൃദ്ധിയുള്ള മെറ്റബോളൈറ്റുകൾ അഗ്നിപർവ്വത ഗ്രാഫിക്കിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നത് ചുവപ്പ് (മടക്കൽ മാറ്റം > 1.2) നീല (മടക്കൽ മാറ്റം < 0.83) നിറങ്ങളിലാണ്. f LA യും BN യും തമ്മിലുള്ള വ്യാഖ്യാനിച്ച മെറ്റബോളൈറ്റുകളുടെ എണ്ണത്തിൽ കാര്യമായ വ്യത്യാസങ്ങൾ കാണിക്കുന്ന ശ്രേണിപരമായ ക്ലസ്റ്ററിംഗ് ഹീറ്റ് മാപ്പ്. ഉറവിട ഡാറ്റ ഫയലുകളുടെ രൂപത്തിലാണ് ഉറവിട ഡാറ്റ നൽകിയിരിക്കുന്നത്.
കണ്ടെത്തൽ ഗ്രൂപ്പിലെ 174 HC, 170 BN, 136 LA എന്നിവയുടെ ആകെ സെറം മെറ്റബോളോം UPLC-HRMS വിശകലനം ഉപയോഗിച്ച് വിശകലനം ചെയ്തു. മേൽനോട്ടമില്ലാത്ത പ്രിൻസിപ്പൽ കമ്പോണന്റ് അനാലിസിസ് (PCA) മോഡലിന്റെ മധ്യഭാഗത്ത് ഗുണനിലവാര നിയന്ത്രണ (QC) സാമ്പിളുകൾ ദൃഢമായി ക്ലസ്റ്റർ ചെയ്തിട്ടുണ്ടെന്ന് ഞങ്ങൾ ആദ്യം കാണിക്കുന്നു, ഇത് നിലവിലെ പഠനത്തിന്റെ പ്രകടനത്തിന്റെ സ്ഥിരത സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു (അനുബന്ധ ചിത്രം 2).
ചിത്രം 1 b-യിലെ ഭാഗിക ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ചതുരാകൃതിയിലുള്ള-വിവേചന വിശകലനത്തിൽ (PLS-DA) കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, പോസിറ്റീവ് (+ESI) ഉം നെഗറ്റീവ് (−ESI) ഇലക്ട്രോസ്പ്രേ അയോണൈസേഷൻ മോഡുകളിൽ LA-യും BN-യും തമ്മിൽ വ്യക്തമായ വ്യത്യാസങ്ങളുണ്ടെന്ന് ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി. ഒറ്റപ്പെട്ടു. എന്നിരുന്നാലും, +ESI, -ESI അവസ്ഥകളിൽ BN-ഉം HC-യും തമ്മിൽ കാര്യമായ വ്യത്യാസങ്ങളൊന്നും കണ്ടെത്തിയില്ല.
LA യും HC യും തമ്മിൽ 382 ഡിഫറൻഷ്യൽ സവിശേഷതകളും, LA യും BN യും തമ്മിൽ 231 ഡിഫറൻഷ്യൽ സവിശേഷതകളും, BN യും HC യും തമ്മിൽ 95 ഡിഫറൻഷ്യൽ സവിശേഷതകളും (വിൽകോക്സൺ സൈൻ ചെയ്ത റാങ്ക് ടെസ്റ്റ്, FDR <0.05 ഉം മൾട്ടിപ്പിൾ ചേഞ്ച് >1.2 അല്ലെങ്കിൽ <0.83) ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി (ചിത്രം .1c-e). . ഒരു ഡാറ്റാബേസിനെതിരെ (mzCloud/HMDB/Chemspider ലൈബ്രറി) കൂടുതൽ വ്യാഖ്യാനിച്ചു (സപ്ലിമെന്ററി ഡാറ്റ 3) m/z മൂല്യം, നിലനിർത്തൽ സമയം, ഫ്രാഗ്മെന്റേഷൻ മാസ് സ്പെക്ട്രം തിരയൽ (മെത്തേഡ്സ് വിഭാഗത്തിൽ വിവരിച്ചിരിക്കുന്ന വിശദാംശങ്ങൾ) 22. ഒടുവിൽ, LA vs BN (ചിത്രം 1f ഉം സപ്ലിമെന്ററി പട്ടിക 2 ഉം) LA vs HC (സപ്ലിമെന്ററി ചിത്രം 3 ഉം സപ്ലിമെന്ററി പട്ടിക 2 ഉം) എന്നിവയ്ക്ക് യഥാക്രമം സമൃദ്ധിയിൽ കാര്യമായ വ്യത്യാസങ്ങളുള്ള 33 ഉം 38 വ്യാഖ്യാനിച്ച മെറ്റബോളൈറ്റുകളും തിരിച്ചറിഞ്ഞു. ഇതിനു വിപരീതമായി, PLS-DA യിലെ BN യും HC യും തമ്മിലുള്ള ഓവർലാപ്പുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന 3 മെറ്റബോളൈറ്റുകളെ മാത്രമേ BN ലും HC യിലും തിരിച്ചറിഞ്ഞിട്ടുള്ളൂ (സപ്ലിമെന്ററി പട്ടിക 2). ഈ വ്യത്യസ്ത മെറ്റബോളിറ്റുകൾ വൈവിധ്യമാർന്ന ജൈവ രാസപ്രവർത്തനങ്ങളെ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു (സപ്ലിമെന്ററി ചിത്രം 4). ഒരുമിച്ച് എടുത്താൽ, ഈ ഫലങ്ങൾ സെറം മെറ്റബോളോമിലെ ഗണ്യമായ മാറ്റങ്ങൾ പ്രകടമാക്കുന്നു, ഇത് ശൂന്യമായ ശ്വാസകോശ നോഡ്യൂളുകളുമായോ ആരോഗ്യമുള്ള വ്യക്തികളുമായോ താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ പ്രാരംഭ ഘട്ടത്തിലുള്ള ശ്വാസകോശ കാൻസറിന്റെ മാരകമായ പരിവർത്തനത്തെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു. അതേസമയം, BN, HC എന്നിവയുടെ സെറം മെറ്റബോളോമിന്റെ സമാനത സൂചിപ്പിക്കുന്നത് ശൂന്യമായ പൾമണറി നോഡ്യൂളുകൾ ആരോഗ്യമുള്ള വ്യക്തികളുമായി നിരവധി ജൈവശാസ്ത്രപരമായ സവിശേഷതകൾ പങ്കിട്ടേക്കാം എന്നാണ്. എപ്പിഡെർമൽ ഗ്രോത്ത് ഫാക്ടർ റിസപ്റ്റർ (EGFR) ജീൻ മ്യൂട്ടേഷനുകൾ ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമ സബ്‌ടൈപ്പ് 23 ൽ സാധാരണമായതിനാൽ, ഡ്രൈവർ മ്യൂട്ടേഷനുകൾ സെറം മെറ്റബോളോമിൽ ചെലുത്തുന്ന സ്വാധീനം നിർണ്ണയിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ശ്രമിച്ചു. തുടർന്ന് ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമ ഗ്രൂപ്പിൽ EGFR സ്റ്റാറ്റസുള്ള 72 കേസുകളുടെ മൊത്തത്തിലുള്ള മെറ്റബോളോമിക് പ്രൊഫൈൽ ഞങ്ങൾ വിശകലനം ചെയ്തു. രസകരമെന്നു പറയട്ടെ, PCA വിശകലനത്തിൽ EGFR മ്യൂട്ടന്റ് രോഗികൾക്കും (n = 41) EGFR വൈൽഡ്-ടൈപ്പ് രോഗികൾക്കും (n = 31) ഇടയിൽ താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്ന പ്രൊഫൈലുകൾ ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി (സപ്ലിമെന്ററി ചിത്രം 5a). എന്നിരുന്നാലും, വൈൽഡ്-ടൈപ്പ് EGFR (t ടെസ്റ്റ്, p < 0.05 ഉം ഫോൾഡ് ചേഞ്ച് > 1.2 അല്ലെങ്കിൽ < 0.83) ഉള്ള രോഗികളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ EGFR മ്യൂട്ടേഷൻ ഉള്ള രോഗികളിൽ സമൃദ്ധിയിൽ ഗണ്യമായ മാറ്റം വന്ന 7 മെറ്റബോളിറ്റുകളെ ഞങ്ങൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞു (സപ്ലിമെന്ററി ചിത്രം 5b). ഈ മെറ്റബോളിറ്റുകളിൽ ഭൂരിഭാഗവും (7 ൽ 5 എണ്ണം) അസിൽകാർണിറ്റൈനുകളാണ്, അവ ഫാറ്റി ആസിഡ് ഓക്‌സിഡേഷൻ പാതകളിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു.
ചിത്രം 2 a-യിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന വർക്ക്ഫ്ലോയിൽ ചിത്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, LA (n = 136), BN (n = 170) എന്നിവയിൽ തിരിച്ചറിഞ്ഞ 33 ഡിഫറൻഷ്യൽ മെറ്റബോളൈറ്റുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ സമ്പൂർണ്ണ ചുരുങ്ങൽ ഓപ്പറേറ്ററുകളും തിരഞ്ഞെടുപ്പും ഉപയോഗിച്ചാണ് നോഡ്യൂൾ വർഗ്ഗീകരണത്തിനുള്ള ബയോമാർക്കറുകൾ ലഭിച്ചത്. വേരിയബിളുകളുടെ ഏറ്റവും മികച്ച സംയോജനം (LASSO) - ബൈനറി ലോജിസ്റ്റിക് റിഗ്രഷൻ മോഡൽ. മോഡലിന്റെ വിശ്വാസ്യത പരിശോധിക്കാൻ പത്ത് മടങ്ങ് ക്രോസ്-വാലിഡേഷൻ ഉപയോഗിച്ചു. λ24 പാരാമീറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് സാധ്യത മാക്സിമൈസേഷൻ പെനാൽറ്റി ഉപയോഗിച്ച് വേരിയബിൾ തിരഞ്ഞെടുപ്പും പാരാമീറ്റർ റെഗുലറൈസേഷനും ക്രമീകരിക്കുന്നു. വിവേചന മോഡലിന്റെ വർഗ്ഗീകരണ പ്രകടനം പരിശോധിക്കുന്നതിനായി ആന്തരിക വാലിഡേഷൻ (n = 104), ബാഹ്യ വാലിഡേഷൻ (n = 111) ഗ്രൂപ്പുകളിൽ ആഗോള മെറ്റബോളോമിക്സ് വിശകലനം സ്വതന്ത്രമായി നടത്തി. തൽഫലമായി, ഡിസ്കവറി സെറ്റിലെ 27 മെറ്റബോളൈറ്റുകൾ ഏറ്റവും വലിയ ശരാശരി AUC മൂല്യമുള്ള മികച്ച വിവേചന മോഡലായി തിരിച്ചറിഞ്ഞു (ചിത്രം 2b), അതിൽ 9 എണ്ണം BN (ചിത്രം 2c) നെ അപേക്ഷിച്ച് LA-യിൽ വർദ്ധിച്ച പ്രവർത്തനവും 18 എണ്ണം കുറഞ്ഞ പ്രവർത്തനവും ഉണ്ടായിരുന്നു.
പൾമണറി നോഡ്യൂൾ ക്ലാസിഫയർ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള വർക്ക്ഫ്ലോ, പത്ത് മടങ്ങ് ക്രോസ്-വാലിഡേഷൻ വഴി ഒരു ബൈനറി ലോജിസ്റ്റിക് റിഗ്രഷൻ മോഡൽ ഉപയോഗിച്ച് ഡിസ്കവറി സെറ്റിൽ സെറം മെറ്റബോളൈറ്റുകളുടെ ഏറ്റവും മികച്ച പാനൽ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതും ആന്തരികവും ബാഹ്യവുമായ വാലിഡേഷൻ സെറ്റുകളിലെ പ്രവചന പ്രകടനം വിലയിരുത്തുന്നതും ഉൾപ്പെടുന്നു. b മെറ്റബോളിക് ബയോമാർക്കർ തിരഞ്ഞെടുപ്പിനുള്ള LASSO റിഗ്രഷൻ മോഡലിന്റെ ക്രോസ്-വാലിഡേഷൻ സ്ഥിതിവിവരക്കണക്കുകൾ. മുകളിൽ നൽകിയിരിക്കുന്ന സംഖ്യകൾ ഒരു നിശ്ചിത λ-ൽ തിരഞ്ഞെടുത്ത ബയോമാർക്കറുകളുടെ ശരാശരി എണ്ണത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. ചുവന്ന ഡോട്ടഡ് ലൈൻ അനുബന്ധ ലാംഡയിലെ ശരാശരി AUC മൂല്യത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. ചാരനിറത്തിലുള്ള പിശക് ബാറുകൾ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞതും കൂടിയതുമായ AUC മൂല്യങ്ങളെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. ഡോട്ടഡ് ലൈൻ 27 തിരഞ്ഞെടുത്ത ബയോമാർക്കറുകളുള്ള മികച്ച മോഡലിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. AUC, റിസീവർ ഓപ്പറേറ്റിംഗ് സ്വഭാവ സവിശേഷത (ROC) വക്രത്തിന് കീഴിലുള്ള വിസ്തീർണ്ണം. c ഡിസ്കവറി ഗ്രൂപ്പിലെ BN ഗ്രൂപ്പുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ LA ഗ്രൂപ്പിലെ 27 തിരഞ്ഞെടുത്ത മെറ്റബോളൈറ്റുകളുടെ മടക്ക മാറ്റങ്ങൾ. ചുവന്ന കോളം - സജീവമാക്കൽ. നീല കോളം ഒരു കുറവാണ്. d–f ഡിസ്കവറി, ആന്തരിക, ബാഹ്യ വാലിഡേഷൻ സെറ്റുകളിലെ 27 മെറ്റബോളൈറ്റ് കോമ്പിനേഷനുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി വിവേചന മോഡലിന്റെ ശക്തി കാണിക്കുന്ന റിസീവർ ഓപ്പറേറ്റിംഗ് സ്വഭാവ സവിശേഷത (ROC) വക്രങ്ങൾ. ഉറവിട ഡാറ്റ ഫയലുകളുടെ രൂപത്തിലാണ് ഉറവിട ഡാറ്റ നൽകിയിരിക്കുന്നത്.
ഈ 27 മെറ്റബോളിറ്റുകളുടെയും വെയ്റ്റഡ് റിഗ്രഷൻ കോഫിഫിഷ്യന്റുകൾ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഒരു പ്രവചന മാതൃക സൃഷ്ടിച്ചു (സപ്ലിമെന്ററി പട്ടിക 3). ഈ 27 മെറ്റബോളിറ്റുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ROC വിശകലനം 0.933 എന്ന വക്ര (AUC) മൂല്യത്തിന് കീഴിലുള്ള ഒരു വിസ്തീർണ്ണം നൽകി, ഡിസ്കവറി ഗ്രൂപ്പ് സെൻസിറ്റിവിറ്റി 0.868 ഉം സ്പെസിഫിസിറ്റി 0.859 ഉം ആയിരുന്നു (ചിത്രം 2d). അതേസമയം, LA യും HC യും തമ്മിലുള്ള 38 വ്യാഖ്യാനിച്ച ഡിഫറൻഷ്യൽ മെറ്റബോളിറ്റുകളിൽ, 16 മെറ്റബോളിറ്റുകളുടെ ഒരു കൂട്ടം 0.902 ന്റെ AUC നേടി, LA യെ HC യിൽ നിന്ന് വേർതിരിക്കുന്നതിൽ 0.801 ന്റെ സെൻസിറ്റിവിറ്റിയും 0.856 ന്റെ പ്രത്യേകതയും ഉണ്ടായിരുന്നു (സപ്ലിമെന്ററി ചിത്രം 6a-c). ഡിഫറൻഷ്യൽ മെറ്റബോളിറ്റുകൾക്കായുള്ള വ്യത്യസ്ത ഫോൾഡ് ചേഞ്ച് ത്രെഷോൾഡുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള AUC മൂല്യങ്ങളും താരതമ്യം ചെയ്തു. ഫോൾഡ് ചേഞ്ച് ലെവൽ 1.5 അല്ലെങ്കിൽ 2.0 നെ അപേക്ഷിച്ച് 1.2 ആയി സജ്ജീകരിച്ചപ്പോൾ LA യും BN (HC) യും തമ്മിൽ വിവേചനം കാണിക്കുന്നതിൽ വർഗ്ഗീകരണ മാതൃക മികച്ച പ്രകടനം കാഴ്ചവച്ചതായി ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി (സപ്ലിമെന്ററി ചിത്രം 7a,b). 27 മെറ്റാബോലൈറ്റ് ഗ്രൂപ്പുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള വർഗ്ഗീകരണ മാതൃക, ആന്തരിക, ബാഹ്യ കൂട്ടായ്മകളിൽ കൂടുതൽ സാധൂകരിക്കപ്പെട്ടു. ആന്തരിക മൂല്യനിർണ്ണയത്തിന് AUC 0.915 (സെൻസിറ്റിവിറ്റി 0.867, സ്പെസിഫിസിറ്റി 0.811) ഉം ബാഹ്യ മൂല്യനിർണ്ണയത്തിന് 0.945 (സെൻസിറ്റിവിറ്റി 0.810, സ്പെസിഫിസിറ്റി 0.979) ഉം ആയിരുന്നു (ചിത്രം 2e, f). ഇന്റർലബോറേറ്ററി കാര്യക്ഷമത വിലയിരുത്തുന്നതിന്, മെത്തേഡ്സ് വിഭാഗത്തിൽ വിവരിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ ബാഹ്യ കൂട്ടായ്മയിൽ നിന്നുള്ള 40 സാമ്പിളുകൾ ഒരു ബാഹ്യ ലബോറട്ടറിയിൽ വിശകലനം ചെയ്തു. വർഗ്ഗീകരണ കൃത്യത 0.925 ന്റെ AUC നേടി (അനുബന്ധ ചിത്രം 8). ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമ (LUAD) കഴിഞ്ഞാൽ, നോൺ-സ്മോൾ സെൽ ലംഗ് കാൻസറിന്റെ (NSCLC) ഏറ്റവും സാധാരണമായ രണ്ടാമത്തെ ഉപവിഭാഗമാണ് ശ്വാസകോശ സ്ക്വാമസ് സെൽ കാർസിനോമ (LUSC) ആയതിനാൽ, മെറ്റബോളിക് പ്രൊഫൈലുകളുടെ സാധൂകരിച്ച സാധ്യതയുള്ള ഉപയോഗക്ഷമതയും ഞങ്ങൾ പരീക്ഷിച്ചു. BN ഉം LUSC യുടെ 16 കേസുകളും. LUSC യും BN യും തമ്മിലുള്ള വിവേചനത്തിന്റെ AUC 0.776 ആയിരുന്നു (അനുബന്ധ ചിത്രം 9), LUAD യും BN യും തമ്മിലുള്ള വിവേചനവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ കഴിവ് മോശമാണെന്ന് ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
സിടി ഇമേജുകളിലെ നോഡ്യൂളുകളുടെ വലുപ്പം മാരകമായ അവസ്ഥയുടെ സാധ്യതയുമായി പോസിറ്റീവ് ആയി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നുവെന്നും നോഡ്യൂൾ ചികിത്സയുടെ ഒരു പ്രധാന നിർണ്ണായക ഘടകമായി തുടരുന്നുവെന്നും പഠനങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്25,26,27. നെൽസൺ സ്ക്രീനിംഗ് പഠനത്തിലെ വലിയ കൂട്ടത്തിൽ നിന്നുള്ള ഡാറ്റയുടെ വിശകലനം കാണിക്കുന്നത് നോഡുകൾ <5 മില്ലിമീറ്ററുള്ള വിഷയങ്ങളിൽ മാരകമായ അവസ്ഥ ഉണ്ടാകാനുള്ള സാധ്യത നോഡുകൾ ഇല്ലാത്ത വിഷയങ്ങളിൽ ഉള്ളതിന് സമാനമാണെന്ന് 28. അതിനാൽ, പതിവായി സിടി നിരീക്ഷണം ആവശ്യമുള്ള ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ വലുപ്പം ബ്രിട്ടീഷ് തൊറാസിക് സൊസൈറ്റി (ബിടിഎസ്) ശുപാർശ ചെയ്തതുപോലെ 5 മില്ലീമീറ്ററും ഫ്ലീഷ്‌നർ സൊസൈറ്റി ശുപാർശ ചെയ്തതുപോലെ 6 മില്ലീമീറ്ററുമാണ് 29. എന്നിരുന്നാലും, 6 മില്ലീമീറ്ററിൽ കൂടുതൽ വലുതും അനിശ്ചിത പൾമണറി നോഡ്യൂളുകൾ (ഐപിഎൻ) എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന വ്യക്തമായ ഗുണകരമല്ലാത്തതുമായ നോഡ്യൂളുകൾ ക്ലിനിക്കൽ പ്രാക്ടീസിൽ വിലയിരുത്തലിലും മാനേജ്‌മെന്റിലും ഒരു പ്രധാന വെല്ലുവിളിയായി തുടരുന്നു30,31. കണ്ടെത്തൽ, ആന്തരിക വാലിഡേഷൻ കോഹോർട്ടുകളിൽ നിന്നുള്ള പൂൾ ചെയ്ത സാമ്പിളുകൾ ഉപയോഗിച്ച് നോഡ്യൂളിന്റെ വലുപ്പം മെറ്റബോളമിക് സിഗ്നേച്ചറുകളെ സ്വാധീനിച്ചിട്ടുണ്ടോ എന്ന് ഞങ്ങൾ അടുത്തതായി പരിശോധിച്ചു. 27 സാധുതയുള്ള ബയോമാർക്കറുകളിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചുകൊണ്ട്, ഞങ്ങൾ ആദ്യം എച്ച്സി, ബിഎൻ സബ്-6 എംഎം മെറ്റബോളോമുകളുടെ പിസിഎ പ്രൊഫൈലുകൾ താരതമ്യം ചെയ്തു. HC, BN എന്നിവയ്ക്കുള്ള മിക്ക ഡാറ്റാ പോയിന്റുകളും ഓവർലാപ്പ് ചെയ്തതായി ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി, ഇത് രണ്ട് ഗ്രൂപ്പുകളിലും സെറം മെറ്റബോളൈറ്റ് ലെവലുകൾ സമാനമാണെന്ന് തെളിയിച്ചു (ചിത്രം 3a). വ്യത്യസ്ത വലുപ്പ ശ്രേണികളിലുടനീളമുള്ള ഫീച്ചർ മാപ്പുകൾ BN, LA എന്നിവയിൽ സംരക്ഷിക്കപ്പെട്ടു (ചിത്രം 3b, c), അതേസമയം 6–20 mm ശ്രേണിയിൽ മാലിഗ്നന്റ്, ബെനിൻ നോഡ്യൂളുകൾക്കിടയിൽ ഒരു വേർതിരിവ് നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടു (ചിത്രം 3d). 6 മുതൽ 20 mm വരെ വലിപ്പമുള്ള നോഡ്യൂളുകളുടെ മാലിഗ്നൻസി പ്രവചിക്കുന്നതിന് ഈ കൂട്ടത്തിന് 0.927 AUC, 0.868 സ്പെസിഫിസിറ്റി, 0.820 സെൻസിറ്റിവിറ്റി എന്നിവ ഉണ്ടായിരുന്നു (ചിത്രം 3e, f). നോഡ്യൂളിന്റെ വലുപ്പം പരിഗണിക്കാതെ, ആദ്യകാല മാലിഗ്നന്റ് പരിവർത്തനം മൂലമുണ്ടാകുന്ന മെറ്റബോളിക് മാറ്റങ്ങൾ ക്ലാസിഫയറിന് പിടിച്ചെടുക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് ഞങ്ങളുടെ ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു.
ad 27 മെറ്റബോളൈറ്റുകളുടെ ഒരു മെറ്റബോളിക് ക്ലാസിഫയറിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി നിർദ്ദിഷ്ട ഗ്രൂപ്പുകൾ തമ്മിലുള്ള പിസിഎ പ്രൊഫൈലുകളുടെ താരതമ്യം. CC, BN < 6 mm. b BN < 6 mm vs BN 6–20 mm. LA 6–20 mm vs LA 20–30 mm. g BN 6–20 mm, 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 നോഡ്യൂളുകൾക്കുള്ള വിവേചന മോഡൽ പ്രകടനം കാണിക്കുന്ന റിസീവർ ഓപ്പറേറ്റിംഗ് സ്വഭാവം (ROC) വക്രം. f 6–20 mm അളക്കുന്ന നോഡ്യൂളുകൾക്കുള്ള ലോജിസ്റ്റിക് റിഗ്രഷൻ മോഡലിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് പ്രോബബിലിറ്റി മൂല്യങ്ങൾ കണക്കാക്കിയത്. ചാരനിറത്തിലുള്ള ഡോട്ടഡ് ലൈൻ ഒപ്റ്റിമൽ കട്ട്ഓഫ് മൂല്യത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു (0.455). മുകളിലുള്ള സംഖ്യകൾ ലോസ് ഏഞ്ചൽസിനായി പ്രൊജക്റ്റ് ചെയ്ത കേസുകളുടെ ശതമാനത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. രണ്ട് വാലുള്ള വിദ്യാർത്ഥിയുടെ ടി ടെസ്റ്റ് ഉപയോഗിക്കുക. പിസിഎ, പ്രിൻസിപ്പൽ കമ്പോണന്റ് വിശകലനം. വക്രത്തിന് കീഴിലുള്ള എയുസി ഏരിയ. ഉറവിട ഡാറ്റ ഉറവിട ഡാറ്റ ഫയലുകളുടെ രൂപത്തിലാണ് നൽകിയിരിക്കുന്നത്.
നിർദ്ദിഷ്ട മാലിഗ്നൻസി പ്രവചന മോഡലിന്റെ പ്രകടനം വ്യക്തമാക്കുന്നതിനായി (ചിത്രം 4a, b) സമാനമായ പൾമണറി നോഡ്യൂളുകളുടെ വലുപ്പങ്ങളുള്ള (7–9 mm) നാല് സാമ്പിളുകൾ (44–61 വയസ്സ്) കൂടുതൽ തിരഞ്ഞെടുത്തു. പ്രാരംഭ സ്ക്രീനിംഗിൽ, കേസ് 1 കാൽസിഫിക്കേഷനുള്ള ഒരു സോളിഡ് നോഡ്യൂളായി അവതരിപ്പിച്ചു, ഇത് സൗമ്യതയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഒരു സവിശേഷതയാണ്, അതേസമയം കേസ് 2 വ്യക്തമായ സൗമ്യതയില്ലാത്ത സവിശേഷതകളില്ലാത്ത ഒരു അനിശ്ചിത ഭാഗികമായി ഖര നോഡ്യൂളായി അവതരിപ്പിച്ചു. തുടർച്ചയായ മൂന്ന് റൗണ്ട് സിടി സ്കാനുകൾ ഈ കേസുകൾ 4 വർഷത്തെ കാലയളവിൽ സ്ഥിരതയുള്ളതായി കാണിച്ചു, അതിനാൽ അവ സൗമ്യമായ നോഡ്യൂളുകളായി കണക്കാക്കപ്പെട്ടു (ചിത്രം 4a). സീരിയൽ സിടി സ്കാനുകളുടെ ക്ലിനിക്കൽ മൂല്യനിർണ്ണയവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, നിലവിലെ ക്ലാസിഫയർ മോഡലുമായുള്ള സിംഗിൾ-ഷോട്ട് സെറം മെറ്റാബോലൈറ്റ് വിശകലനം പ്രോബബിലിസ്റ്റിക് നിയന്ത്രണങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഈ സൗമ്യമായ നോഡ്യൂളുകളെ വേഗത്തിലും കൃത്യമായും തിരിച്ചറിഞ്ഞു (പട്ടിക 1). കേസ് 3 ലെ ചിത്രം 4b പ്ലൂറൽ പിൻവലിക്കലിന്റെ ലക്ഷണങ്ങളുള്ള ഒരു നോഡ്യൂൾ കാണിക്കുന്നു, ഇത് മിക്കപ്പോഴും മാലിഗ്നൻസിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു32. സൗമ്യമായ കാരണത്തിന്റെ തെളിവുകളില്ലാത്ത ഒരു അനിശ്ചിത ഭാഗികമായി ഖര നോഡ്യൂളായി കേസ് 4 അവതരിപ്പിച്ചു. ക്ലാസിഫയർ മോഡൽ (പട്ടിക 1) അനുസരിച്ച് ഈ കേസുകളെല്ലാം മാരകമാണെന്ന് പ്രവചിക്കപ്പെട്ടു. ശ്വാസകോശ വിച്ഛേദ ശസ്ത്രക്രിയയ്ക്ക് ശേഷം ഹിസ്റ്റോപാത്തോളജിക്കൽ പരിശോധനയിലൂടെ ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമയുടെ വിലയിരുത്തൽ തെളിയിക്കപ്പെട്ടു (ചിത്രം 4b). ബാഹ്യ മൂല്യനിർണ്ണയ സെറ്റിനായി, മെറ്റബോളിക് ക്ലാസിഫയർ 6 മില്ലീമീറ്ററിൽ കൂടുതൽ വലിപ്പമുള്ള അനിശ്ചിതമായ ശ്വാസകോശ നോഡ്യൂളുകളുടെ രണ്ട് കേസുകൾ കൃത്യമായി പ്രവചിച്ചു (അനുബന്ധ ചിത്രം 10).
ശൂന്യമായ നോഡ്യൂളുകൾ ഉള്ള രണ്ട് കേസുകളിൽ ശ്വാസകോശത്തിന്റെ അച്ചുതണ്ട് ജാലകത്തിന്റെ സിടി ചിത്രങ്ങൾ. കേസ് 1 ൽ, 4 വർഷത്തിനു ശേഷമുള്ള സിടി സ്കാൻ, വലത് താഴത്തെ ലോബിൽ കാൽസിഫിക്കേഷനോടുകൂടിയ 7 മില്ലീമീറ്റർ വലിപ്പമുള്ള ഒരു സ്ഥിരതയുള്ള സോളിഡ് നോഡ്യൂൾ കാണിച്ചു. കേസ് 2 ൽ, 5 വർഷത്തിനു ശേഷമുള്ള സിടി സ്കാൻ, വലത് മുകൾ ലോബിൽ 7 മില്ലീമീറ്റർ വ്യാസമുള്ള ഒരു സ്ഥിരതയുള്ള, ഭാഗികമായി ഖര നോഡ്യൂൾ കണ്ടെത്തി. b ശ്വാസകോശ വിച്ഛേദിക്കലിന് മുമ്പുള്ള ഘട്ടം I അഡിനോകാർസിനോമയുടെ രണ്ട് കേസുകളുടെ ശ്വാസകോശത്തിന്റെ അച്ചുതണ്ട് വിൻഡോ സിടി ചിത്രങ്ങളും അനുബന്ധ പാത്തോളജിക്കൽ പഠനങ്ങളും. കേസ് 3 പ്ലൂറൽ പിൻവലിക്കലുള്ള വലത് മുകൾ ലോബിൽ 8 മില്ലീമീറ്റർ വ്യാസമുള്ള ഒരു നോഡ്യൂൾ കണ്ടെത്തി. കേസ് 4 ഇടത് മുകൾ ലോബിൽ 9 മില്ലീമീറ്റർ വലിപ്പമുള്ള ഒരു ഭാഗികമായി ഖര ഗ്രൗണ്ട്-ഗ്ലാസ് നോഡ്യൂൾ കണ്ടെത്തി. ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമയുടെ അസിനാർ വളർച്ചാ രീതി തെളിയിക്കുന്ന ഹെമറ്റോക്സിലിൻ, ഇയോസിൻ (എച്ച് & ഇ) സ്റ്റെയിനിംഗ്. സിടി ചിത്രങ്ങളിൽ കണ്ടെത്തിയ നോഡ്യൂളുകളെ അമ്പടയാളങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. പതോളജിസ്റ്റ് പരിശോധിക്കുന്ന ഒന്നിലധികം (>3) സൂക്ഷ്മ മണ്ഡലങ്ങളുടെ പ്രതിനിധി ചിത്രങ്ങളാണ് H&E ഇമേജുകൾ.
ഒരുമിച്ച് നോക്കിയാൽ, പൾമണറി നോഡ്യൂളുകളുടെ ഡിഫറൻഷ്യൽ ഡയഗ്നോസിസിൽ സെറം മെറ്റാബോലൈറ്റ് ബയോമാർക്കറുകളുടെ സാധ്യതയുള്ള മൂല്യം ഞങ്ങളുടെ ഫലങ്ങൾ തെളിയിക്കുന്നു, ഇത് സിടി സ്ക്രീനിംഗ് വിലയിരുത്തുമ്പോൾ വെല്ലുവിളികൾ സൃഷ്ടിച്ചേക്കാം.
സാധുതയുള്ള ഒരു ഡിഫറൻഷ്യൽ മെറ്റാബോലൈറ്റ് പാനലിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, പ്രധാന മെറ്റബോളിക് മാറ്റങ്ങളുടെ ജൈവിക പരസ്പരബന്ധങ്ങൾ തിരിച്ചറിയാൻ ഞങ്ങൾ ശ്രമിച്ചു. മെറ്റാബോഅനലിസ്റ്റിന്റെ KEGG പാത്ത്‌വേ സമ്പുഷ്ടീകരണ വിശകലനം, നൽകിയിരിക്കുന്ന രണ്ട് ഗ്രൂപ്പുകൾക്കിടയിൽ 6 പൊതുവായി ഗണ്യമായി മാറ്റം വരുത്തിയ പാതകളെ തിരിച്ചറിഞ്ഞു (LA vs. HC, LA vs. BN, ക്രമീകരിച്ച p ≤ 0.001, പ്രഭാവം > 0.01). പൈറുവേറ്റ് മെറ്റബോളിസം, ട്രിപ്റ്റോഫാൻ മെറ്റബോളിസം, നിയാസിൻ, നിക്കോട്ടിനാമൈഡ് മെറ്റബോളിസം, ഗ്ലൈക്കോളിസിസ്, TCA സൈക്കിൾ, പ്യൂരിൻ മെറ്റബോളിസം (ചിത്രം 5a) എന്നിവയിലെ അസ്വസ്ഥതകളാണ് ഈ മാറ്റങ്ങളുടെ സവിശേഷത. തുടർന്ന്, കേവല അളവ് ഉപയോഗിച്ച് പ്രധാന മാറ്റങ്ങൾ പരിശോധിക്കുന്നതിനായി ഞങ്ങൾ കൂടുതൽ ടാർഗെറ്റുചെയ്‌ത മെറ്റബോളോമിക്സ് നടത്തി. ആധികാരിക മെറ്റബോളിറ്റ് മാനദണ്ഡങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ട്രിപ്പിൾ ക്വാഡ്രുപോൾ മാസ് സ്പെക്ട്രോമെട്രി (QQQ) വഴി സാധാരണയായി മാറ്റം വരുത്തിയ പാതകളിലെ സാധാരണ മെറ്റബോളിറ്റുകളുടെ നിർണ്ണയം. മെറ്റബോളമിക് പഠന ലക്ഷ്യ സാമ്പിളിന്റെ ജനസംഖ്യാ സവിശേഷതകൾ സപ്ലിമെന്ററി പട്ടിക 4-ൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്. ഞങ്ങളുടെ ആഗോള മെറ്റബോളമിക് ഫലങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന, അളവ് വിശകലനം BN, HC എന്നിവയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ LA-യിൽ ഹൈപ്പോക്സാന്തൈൻ, സാന്തൈൻ, പൈറുവേറ്റ്, ലാക്റ്റേറ്റ് എന്നിവ വർദ്ധിച്ചതായി സ്ഥിരീകരിച്ചു (ചിത്രം 5b, c, p <0.05). എന്നിരുന്നാലും, BN-നും HC-ക്കും ഇടയിൽ ഈ മെറ്റബോളിറ്റുകളിൽ കാര്യമായ വ്യത്യാസങ്ങളൊന്നും കണ്ടെത്തിയില്ല.
BN, HC ഗ്രൂപ്പുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ LA ഗ്രൂപ്പിലെ ഗണ്യമായി വ്യത്യസ്തമായ മെറ്റബോളൈറ്റുകളുടെ KEGG പാത്ത്‌വേ സമ്പുഷ്ടീകരണ വിശകലനം. ഒരു ടു-ടെയിൽഡ് ഗ്ലോബൽ ടെസ്റ്റ് ഉപയോഗിച്ചു, ഹോം-ബോൺഫെറോണി രീതി ഉപയോഗിച്ച് p മൂല്യങ്ങൾ ക്രമീകരിച്ചു (ക്രമീകരിച്ച p ≤ 0.001 ഉം ഇഫക്റ്റ് വലുപ്പം > 0.01 ഉം). b–d LC-MS/MS (ഒരു ഗ്രൂപ്പിന് n = 70) നിർണ്ണയിക്കുന്ന സെറം HC, BN, LA എന്നിവയിൽ ഹൈപ്പോക്സാന്തൈൻ, സാന്തൈൻ, ലാക്റ്റേറ്റ്, പൈറുവേറ്റ്, ട്രിപ്റ്റോഫാൻ അളവ് കാണിക്കുന്ന വയലിൻ പ്ലോട്ടുകൾ. വെളുത്തതും കറുത്തതുമായ ഡോട്ടുള്ള വരകൾ യഥാക്രമം മീഡിയനെയും ക്വാർട്ടൈലിനെയും സൂചിപ്പിക്കുന്നു. LUAD-TCGA ഡാറ്റാസെറ്റിലെ സാധാരണ ശ്വാസകോശ കലയുമായി (n = 59) താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമയിലെ SLC7A5, QPRT എന്നിവയുടെ നോർമലൈസ്ഡ് Log2TPM (ട്രാൻസ്ക്രിപ്റ്റുകൾ പെർ മില്യൺ) mRNA എക്സ്പ്രഷൻ കാണിക്കുന്ന വയലിൻ പ്ലോട്ട് (n = 513). വെളുത്ത ബോക്സ് ഇന്റർക്വാർട്ടൈൽ ശ്രേണിയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, മധ്യത്തിലുള്ള തിരശ്ചീന കറുത്ത രേഖ മീഡിയനെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, ബോക്സിൽ നിന്ന് നീളുന്ന ലംബ കറുത്ത രേഖ 95% കോൺഫിഡൻസ് ഇന്റർവെൽ (CI) യെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. f ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമയിലെ SLC7A5, GAPDH എക്സ്പ്രഷൻ (n = 513) പിയേഴ്സൺ കോറിലേഷൻ പ്ലോട്ട്, TCGA ഡാറ്റാസെറ്റിലെ സാധാരണ ശ്വാസകോശ കല (n = 59). ചാരനിറത്തിലുള്ള പ്രദേശം 95% CI യെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. r, പിയേഴ്സൺ കോറിലേഷൻ കോഫിഫിഷ്യന്റ്. g LC-MS/MS നിർണ്ണയിക്കുന്ന നോൺസ്പെസിഫിക് shRNA കൺട്രോൾ (NC), shSLC7A5 (Sh1, Sh2) എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ട്രാൻസ്ഫെക്റ്റ് ചെയ്ത A549 സെല്ലുകളിലെ സാധാരണ സെല്ലുലാർ ട്രിപ്റ്റോഫാൻ അളവ്. ഓരോ ഗ്രൂപ്പിലെയും അഞ്ച് ജൈവശാസ്ത്രപരമായി സ്വതന്ത്ര സാമ്പിളുകളുടെ സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ വിശകലനം അവതരിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. h A549 സെല്ലുകളിലും (NC) SLC7A5 നോക്ക്ഡൗൺ A549 സെല്ലുകളിലും (Sh1, Sh2) NADt യുടെ സെല്ലുലാർ ലെവലുകൾ (NAD+, NADH ഉൾപ്പെടെ ആകെ NAD). ഓരോ ഗ്രൂപ്പിലെയും മൂന്ന് ജൈവശാസ്ത്രപരമായി സ്വതന്ത്ര സാമ്പിളുകളുടെ സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ വിശകലനം അവതരിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. i SLC7A5 നോക്ക്ഡൗണിന് മുമ്പും ശേഷവുമുള്ള A549 കോശങ്ങളുടെ ഗ്ലൈക്കോലൈറ്റിക് പ്രവർത്തനം എക്സ്ട്രാ സെല്ലുലാർ അസിഡിഫിക്കേഷൻ നിരക്ക് (ECAR) ഉപയോഗിച്ചാണ് അളന്നത് (n = 4 ജൈവശാസ്ത്രപരമായി സ്വതന്ത്രമായ സാമ്പിളുകൾ ഓരോ ഗ്രൂപ്പിലും). 2-DG,2-deoxy-D-glucose. ടു-ടെയിൽഡ് സ്റ്റുഡന്റ്‌സ് ടി ടെസ്റ്റ് (b–h) ൽ ഉപയോഗിച്ചു. (g–i) ൽ, പിശക് ബാറുകൾ ശരാശരി ± SD യെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, ഓരോ പരീക്ഷണവും മൂന്ന് തവണ സ്വതന്ത്രമായി നടത്തി, ഫലങ്ങൾ സമാനമായിരുന്നു. ഉറവിട ഡാറ്റ ഉറവിട ഡാറ്റ ഫയലുകളുടെ രൂപത്തിലാണ് നൽകിയിരിക്കുന്നത്.
LA ഗ്രൂപ്പിലെ മാറ്റം വരുത്തിയ ട്രിപ്റ്റോഫാൻ മെറ്റബോളിസത്തിന്റെ ഗണ്യമായ ആഘാതം കണക്കിലെടുത്ത്, QQQ ഉപയോഗിച്ച് HC, BN, LA ഗ്രൂപ്പുകളിലെ സെറം ട്രിപ്റ്റോഫാൻ അളവും ഞങ്ങൾ വിലയിരുത്തി. HC അല്ലെങ്കിൽ BN നെ അപേക്ഷിച്ച് LA-യിൽ സെറം ട്രിപ്റ്റോഫാൻ കുറഞ്ഞതായി ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി (p < 0.001, ചിത്രം 5d), ഇത് കൺട്രോൾ ഗ്രൂപ്പിൽ നിന്നുള്ള ആരോഗ്യകരമായ നിയന്ത്രണക്കാരെ അപേക്ഷിച്ച് ശ്വാസകോശ അർബുദമുള്ള രോഗികളിൽ രക്തചംക്രമണത്തിലുള്ള ട്രിപ്റ്റോഫാൻ അളവ് കുറവാണെന്ന മുൻ കണ്ടെത്തലുകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു33,34,35. PET/CT ട്രേസർ 11C-methyl-L-tryptophan ഉപയോഗിച്ചുള്ള മറ്റൊരു പഠനത്തിൽ, ശ്വാസകോശ അർബുദ കോശങ്ങളിലെ ട്രിപ്റ്റോഫാൻ സിഗ്നൽ നിലനിർത്തൽ സമയം ദോഷകരമല്ലാത്ത നിഖേദങ്ങളെയോ സാധാരണ ടിഷ്യുവിനെയോ അപേക്ഷിച്ച് ഗണ്യമായി വർദ്ധിച്ചതായി കണ്ടെത്തി36. LA സെറമിലെ ട്രിപ്റ്റോഫാൻ കുറയുന്നത് ശ്വാസകോശ അർബുദ കോശങ്ങൾ സജീവമായി ട്രിപ്റ്റോഫാൻ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതിനെ പ്രതിഫലിപ്പിച്ചേക്കാമെന്ന് ഞങ്ങൾ അനുമാനിക്കുന്നു.
ട്രിപ്റ്റോഫാൻ കാറ്റബോളിസത്തിന്റെ കൈനൂറൈൻ പാതയുടെ അന്തിമ ഉൽപ്പന്നം NAD+37,38 ആണെന്നും അറിയപ്പെടുന്നു, ഇത് ഗ്ലൈക്കോളിസിസിൽ 1,3-ബിസ്ഫോസ്ഫോഗ്ലിസറേറ്റുമായുള്ള ഗ്ലൈസെറാൾഡിഹൈഡ്-3-ഫോസ്ഫേറ്റിന്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന് ഒരു പ്രധാന അടിവസ്ത്രമാണ്39. രോഗപ്രതിരോധ നിയന്ത്രണത്തിൽ ട്രിപ്റ്റോഫാൻ കാറ്റബോളിസത്തിന്റെ പങ്കിൽ മുൻ പഠനങ്ങൾ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, നിലവിലെ പഠനത്തിൽ നിരീക്ഷിച്ച ട്രിപ്റ്റോഫാൻ ഡിസ്‌റെഗുലേഷനും ഗ്ലൈക്കോലൈറ്റിക് പാതകളും തമ്മിലുള്ള പരസ്പരബന്ധം വ്യക്തമാക്കാൻ ഞങ്ങൾ ശ്രമിച്ചു. ലായക ട്രാൻസ്പോർട്ടർ കുടുംബം 7 അംഗം 5 (SLC7A5) ഒരു ട്രിപ്റ്റോഫാൻ ട്രാൻസ്പോർട്ടറാണെന്ന് അറിയപ്പെടുന്നു43,44,45. ക്വിനോലിനിക് ആസിഡ് ഫോസ്ഫോറിബോസിൽട്രാൻസ്ഫെറേസ് (QPRT) കൈനൂറൈൻ പാതയുടെ താഴെയായി സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന ഒരു എൻസൈമാണ്, ഇത് ക്വിനോലിനിക് ആസിഡിനെ NAMN46 ആയി പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു. LUAD TCGA ഡാറ്റാസെറ്റിന്റെ പരിശോധനയിൽ SLC7A5 ഉം QPRT ഉം സാധാരണ ടിഷ്യുവിനെ അപേക്ഷിച്ച് ട്യൂമർ ടിഷ്യുവിൽ ഗണ്യമായി ഉയർന്നതായി കണ്ടെത്തി (ചിത്രം 5e). ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമയുടെ I, II ഘട്ടങ്ങളിലും III, IV ഘട്ടങ്ങളിലും ഈ വർദ്ധനവ് നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടു (അനുബന്ധ ചിത്രം 11), ട്യൂമറിജെനിസിസുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ട്രിപ്റ്റോഫാൻ മെറ്റബോളിസത്തിലെ ആദ്യകാല അസ്വസ്ഥതകൾ ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
കൂടാതെ, LUAD-TCGA ഡാറ്റാസെറ്റ് കാൻസർ രോഗികളുടെ സാമ്പിളുകളിൽ SLC7A5 ഉം GAPDH mRNA എക്സ്പ്രഷനും തമ്മിൽ ഒരു പോസിറ്റീവ് പരസ്പരബന്ധം കാണിച്ചു (r = 0.45, p = 1.55E-26, ചിത്രം 5f). ഇതിനു വിപരീതമായി, സാധാരണ ശ്വാസകോശ കലകളിലെ അത്തരം ജീൻ ഒപ്പുകൾക്കിടയിൽ കാര്യമായ പരസ്പരബന്ധമൊന്നും കണ്ടെത്തിയില്ല (r = 0.25, p = 0.06, ചിത്രം 5f). A549 കോശങ്ങളിലെ SLC7A5 (സപ്ലിമെന്ററി ചിത്രം 12) നോക്ക്ഡൗൺ ചെയ്യുന്നത് സെല്ലുലാർ ട്രിപ്റ്റോഫാൻ, NAD(H) അളവ് ഗണ്യമായി കുറച്ചു (ചിത്രം 5g,h), എക്സ്ട്രാ സെല്ലുലാർ അസിഡിഫിക്കേഷൻ നിരക്ക് (ECAR) (ചിത്രം 1) അളക്കുന്ന ഗ്ലൈക്കോലൈറ്റിക് പ്രവർത്തനം ദുർബലമാകുന്നതിന് കാരണമായി (ചിത്രം 1). 5i). അങ്ങനെ, സെറമിലെയും ഇൻ വിട്രോ കണ്ടെത്തലിലെയും ഉപാപചയ മാറ്റങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ട്രിപ്റ്റോഫാൻ മെറ്റബോളിസം കൈനൂറൈനിൻ പാതയിലൂടെ NAD+ ഉത്പാദിപ്പിക്കുമെന്നും ശ്വാസകോശ അർബുദത്തിൽ ഗ്ലൈക്കോളിസിസ് പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുമെന്നും ഞങ്ങൾ അനുമാനിക്കുന്നു.
LDCT വഴി കണ്ടെത്തുന്ന അനിശ്ചിതമായ ശ്വാസകോശ നോഡ്യൂളുകളുടെ വലിയൊരു സംഖ്യ PET-CT, ശ്വാസകോശ ബയോപ്സി, മാരകമായ ഒരു തെറ്റായ രോഗനിർണ്ണയം കാരണം അമിത ചികിത്സ തുടങ്ങിയ അധിക പരിശോധനകളുടെ ആവശ്യകതയിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാമെന്ന് പഠനങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്.31 ചിത്രം 6 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, CT വഴി കണ്ടെത്തിയ ശ്വാസകോശ നോഡ്യൂളുകളുടെ അപകടസാധ്യതാ തരംതിരിക്കലും തുടർന്നുള്ള മാനേജ്മെന്റും മെച്ചപ്പെടുത്താൻ സാധ്യതയുള്ള രോഗനിർണയ മൂല്യമുള്ള സെറം മെറ്റബോളിറ്റുകളുടെ ഒരു പാനൽ ഞങ്ങളുടെ പഠനം തിരിച്ചറിഞ്ഞു.
ശ്വാസകോശത്തിലെ നോഡ്യൂളുകളെ ലോ-ഡോസ് കമ്പ്യൂട്ട്ഡ് ടോമോഗ്രഫി (LDCT) ഉപയോഗിച്ചാണ് വിലയിരുത്തുന്നത്, ദോഷകരമോ മാരകമോ ആയ കാരണങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്ന ഇമേജിംഗ് സവിശേഷതകൾ ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. നോഡ്യൂളുകളുടെ അനിശ്ചിതമായ ഫലം ഇടയ്ക്കിടെയുള്ള ഫോളോ-അപ്പ് സന്ദർശനങ്ങൾ, അനാവശ്യ ഇടപെടലുകൾ, അമിത ചികിത്സ എന്നിവയിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാം. രോഗനിർണയ മൂല്യമുള്ള സെറം മെറ്റബോളിക് ക്ലാസിഫയറുകൾ ഉൾപ്പെടുത്തുന്നത് പൾമണറി നോഡ്യൂളുകളുടെ അപകടസാധ്യത വിലയിരുത്തലും തുടർന്നുള്ള മാനേജ്മെന്റും മെച്ചപ്പെടുത്തും. PET പോസിട്രോൺ എമിഷൻ ടോമോഗ്രഫി.
യുഎസ് എൻഎൽഎസ്ടി പഠനത്തിൽ നിന്നും യൂറോപ്യൻ നെൽസൺ പഠനത്തിൽ നിന്നുമുള്ള ഡാറ്റ സൂചിപ്പിക്കുന്നത്, ലോ-ഡോസ് കമ്പ്യൂട്ട്ഡ് ടോമോഗ്രഫി (എൽഡിസിടി) ഉപയോഗിച്ച് ഉയർന്ന അപകടസാധ്യതയുള്ള ഗ്രൂപ്പുകളെ പരിശോധിക്കുന്നത് ശ്വാസകോശ അർബുദ മരണനിരക്ക് കുറയ്ക്കുമെന്ന്1,3. എന്നിരുന്നാലും, എൽഡിസിടി കണ്ടെത്തിയ വലിയ അളവിലുള്ള ആകസ്മിക പൾമണറി നോഡ്യൂളുകളുടെ അപകടസാധ്യത വിലയിരുത്തലും തുടർന്നുള്ള ക്ലിനിക്കൽ മാനേജ്മെന്റും ഏറ്റവും വെല്ലുവിളി നിറഞ്ഞതായി തുടരുന്നു. വിശ്വസനീയമായ ബയോമാർക്കറുകൾ ഉൾപ്പെടുത്തി നിലവിലുള്ള എൽഡിസിടി അധിഷ്ഠിത പ്രോട്ടോക്കോളുകളുടെ ശരിയായ വർഗ്ഗീകരണം ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുക എന്നതാണ് പ്രധാന ലക്ഷ്യം.
ശ്വാസകോശ അർബുദത്തെ ആരോഗ്യകരമായ നിയന്ത്രണങ്ങളുമായി താരതമ്യം ചെയ്തുകൊണ്ട് രക്ത മെറ്റബോളിറ്റുകൾ പോലുള്ള ചില തന്മാത്രാ ബയോമാർക്കറുകൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്15,17. നിലവിലെ പഠനത്തിൽ, എൽ‌ഡി‌സി‌ടി ആകസ്മികമായി കണ്ടെത്തിയ ദോഷകരമല്ലാത്തതും മാരകവുമായ പൾമണറി നോഡ്യൂളുകൾ തമ്മിൽ വേർതിരിച്ചറിയാൻ സെറം മെറ്റബോളോമിക്സ് വിശകലനത്തിന്റെ പ്രയോഗത്തിൽ ഞങ്ങൾ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചു. യു‌പി‌എൽ‌സി-എച്ച്‌ആർ‌എം‌എസ് വിശകലനം ഉപയോഗിച്ച് ഗ്ലോബൽ സെറം മെറ്റബോളോം ഓഫ് ഹെൽത്തി കൺട്രോൾ (എച്ച്‌സി), ദോഷകരമല്ലാത്ത ശ്വാസകോശ നോഡ്യൂളുകൾ (ബി‌എൻ), സ്റ്റേജ് I ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമ (എൽ‌എ) സാമ്പിളുകൾ ഞങ്ങൾ താരതമ്യം ചെയ്തു. എച്ച്‌സി, ബി‌എൻ എന്നിവയ്ക്ക് സമാനമായ മെറ്റബോളിക് പ്രൊഫൈലുകൾ ഉണ്ടെന്ന് ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി, അതേസമയം എച്ച്‌സി, ബി‌എൻ എന്നിവയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ എൽ‌എയ്ക്ക് കാര്യമായ മാറ്റങ്ങൾ കാണിച്ചു. എച്ച്‌സി, ബി‌എൻ എന്നിവയിൽ നിന്ന് എൽ‌എയെ വേർതിരിക്കുന്ന രണ്ട് സെറ്റ് സെറം മെറ്റബോളിറ്റുകളെ ഞങ്ങൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞു.
മാരകമായതും ദോഷകരമല്ലാത്തതുമായ നോഡ്യൂളുകൾക്കായുള്ള നിലവിലെ എൽഡിസിടി അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള തിരിച്ചറിയൽ പദ്ധതി പ്രധാനമായും കാലക്രമേണ നോഡ്യൂളുകളുടെ വലുപ്പം, സാന്ദ്രത, രൂപഘടന, വളർച്ചാ നിരക്ക് എന്നിവയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്30. നോഡ്യൂളുകളുടെ വലുപ്പം ശ്വാസകോശ അർബുദ സാധ്യതയുമായി അടുത്ത ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നുവെന്ന് മുൻ പഠനങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഉയർന്ന അപകടസാധ്യതയുള്ള രോഗികളിൽ പോലും, <6 mm യിൽ കൂടുതൽ വലുപ്പമുള്ള നോഡ്യൂളുകളിൽ മാരകമായതിന്റെ സാധ്യത <1% ആണ്. 6 മുതൽ 20 mm വരെ വലിപ്പമുള്ള നോഡ്യൂളുകൾക്ക് മാരകമായതിന്റെ സാധ്യത 8% മുതൽ 64% വരെയാണ്30. അതിനാൽ, പതിവ് സിടി ഫോളോ-അപ്പിനായി ഫ്ലീഷ്‌നർ സൊസൈറ്റി 6 mm കട്ട്ഓഫ് വ്യാസം ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു. 29 എന്നിരുന്നാലും, 6 മില്ലീമീറ്ററിൽ കൂടുതലുള്ള അനിശ്ചിതമായ പൾമണറി നോഡ്യൂളുകളുടെ (IPN) അപകടസാധ്യത വിലയിരുത്തലും മാനേജ്‌മെന്റും വേണ്ടത്ര നടത്തിയിട്ടില്ല 31. ജന്മനായുള്ള ഹൃദ്രോഗത്തിന്റെ നിലവിലെ മാനേജ്‌മെന്റ് സാധാരണയായി പതിവ് സിടി നിരീക്ഷണത്തോടുകൂടിയ ജാഗ്രതയോടെയുള്ള കാത്തിരിപ്പിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്.
സാധുതയുള്ള മെറ്റബോളോമിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ആരോഗ്യമുള്ള വ്യക്തികൾക്കും ബെനിൻ നോഡ്യൂളുകൾക്കും ഇടയിലുള്ള മെറ്റബോളമിക് സിഗ്നേച്ചറുകളുടെ ഓവർലാപ്പ് ഞങ്ങൾ ആദ്യമായി പ്രദർശിപ്പിച്ചു <6 മി.മീ.. നോഡുകൾ ഇല്ലാത്ത വിഷയങ്ങളിലെന്നപോലെ കുറവാണ് നോഡ്യൂളുകൾക്ക് മാരകമായ സാധ്യത എന്ന മുൻ സി.ടി. കണ്ടെത്തലുകളുമായി ജൈവിക സാമ്യം പൊരുത്തപ്പെടുന്നു. <6 മി.മീ., ≥6 മി.മീ. എന്നീ നോഡ്യൂളുകൾക്ക് മെറ്റബോളമിക് പ്രൊഫൈലുകളിൽ ഉയർന്ന സാമ്യമുണ്ടെന്ന് ഞങ്ങളുടെ ഫലങ്ങൾ തെളിയിക്കുന്നു, ഇത് നോഡ്യൂളിന്റെ വലുപ്പം പരിഗണിക്കാതെ തന്നെ ബെനിൻ എറ്റിയോളജിയുടെ പ്രവർത്തനപരമായ നിർവചനം സ്ഥിരതയുള്ളതാണെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. അതിനാൽ, സി.ടി.യിൽ നോഡ്യൂളുകൾ തുടക്കത്തിൽ കണ്ടെത്തുമ്പോൾ, ആധുനിക ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് സെറം മെറ്റബോളൈറ്റ് പാനലുകൾ ഒരു റൂൾ-ഔട്ട് ടെസ്റ്റായി ഒരൊറ്റ അസ്സേ നൽകിയേക്കാം, ഇത് സീരിയൽ മോണിറ്ററിംഗ് കുറയ്ക്കാൻ സാധ്യതയുണ്ട്. അതേസമയം, മെറ്റബോളിക് ബയോമാർക്കറുകളുടെ അതേ പാനൽ ≥6 മി.മീ. വലിപ്പമുള്ള മാലിഗ്നന്റ് നോഡ്യൂളുകളെ ബെനിൻ നോഡ്യൂളുകളിൽ നിന്ന് വേർതിരിച്ചു, സി.ടി. ചിത്രങ്ങളിൽ സമാന വലുപ്പത്തിലുള്ളതും അവ്യക്തമായ രൂപാന്തര സവിശേഷതകളുള്ളതുമായ ഐ.പി.എന്നുകൾക്ക് കൃത്യമായ പ്രവചനങ്ങൾ നൽകി. 0.927 AUC ഉള്ള ≥6 മി.മീ. നോഡ്യൂളുകളുടെ മാരകത പ്രവചിക്കുന്നതിൽ ഈ സെറം മെറ്റബോളിസം ക്ലാസിഫയർ മികച്ച പ്രകടനം കാഴ്ചവച്ചു. ഒരുമിച്ച് നോക്കിയാൽ, ഞങ്ങളുടെ ഫലങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത്, സവിശേഷമായ സെറം മെറ്റബോളമിക് സിഗ്നേച്ചറുകൾക്ക് ട്യൂമർ മൂലമുണ്ടാകുന്ന ആദ്യകാല മെറ്റബോളിക് മാറ്റങ്ങളെ പ്രത്യേകമായി പ്രതിഫലിപ്പിക്കാൻ കഴിയുമെന്നും നോഡ്യൂളിന്റെ വലുപ്പം പരിഗണിക്കാതെ തന്നെ അപകടസാധ്യത പ്രവചിക്കുന്നവയായി സാധ്യതയുള്ള മൂല്യമുണ്ടെന്നും.
ശ്രദ്ധേയമായി, ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമ (LUAD), സ്ക്വാമസ് സെൽ കാർസിനോമ (LUSC) എന്നിവയാണ് നോൺ-സ്മോൾ സെൽ ലംഗ് കാൻസറിന്റെ (NSCLC) പ്രധാന തരങ്ങൾ. LUSC പുകയില ഉപയോഗവുമായി ശക്തമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നതിനാലും CT സ്ക്രീനിംഗിൽ കണ്ടെത്തിയ ആകസ്മിക ശ്വാസകോശ നോഡ്യൂളുകളുടെ ഏറ്റവും സാധാരണമായ ഹിസ്റ്റോളജി LUAD ആയതിനാലും, സ്റ്റേജ് I അഡിനോകാർസിനോമ സാമ്പിളുകൾക്കായി ഞങ്ങളുടെ ക്ലാസിഫയർ മോഡൽ പ്രത്യേകം നിർമ്മിച്ചതാണ്. വാങും സഹപ്രവർത്തകരും LUAD-യിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചു, ആരോഗ്യമുള്ള വ്യക്തികളിൽ നിന്ന് പ്രാരംഭ ഘട്ട ശ്വാസകോശ അർബുദത്തെ വേർതിരിച്ചറിയാൻ ലിപിഡോമിക്സ് ഉപയോഗിച്ച് ഒമ്പത് ലിപിഡ് സിഗ്നേച്ചറുകൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞു. സ്റ്റേജ് I LUSC യുടെ 16 കേസുകളിലും 74 ബെനിൻ നോഡ്യൂളുകളിലും ഞങ്ങൾ നിലവിലെ ക്ലാസിഫയർ മോഡൽ പരീക്ഷിച്ചു, കുറഞ്ഞ LUSC പ്രവചന കൃത്യത (AUC 0.776) നിരീക്ഷിച്ചു, ഇത് LUAD, LUSC എന്നിവയ്ക്ക് അവരുടേതായ മെറ്റബോളമിക് സിഗ്നേച്ചറുകൾ ഉണ്ടായിരിക്കാമെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. വാസ്തവത്തിൽ, LUAD, LUSC എന്നിവ എറ്റിയോളജി, ബയോളജിക്കൽ ഉത്ഭവം, ജനിതക വ്യതിയാനങ്ങൾ എന്നിവയിൽ വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു49. അതിനാൽ, സ്ക്രീനിംഗ് പ്രോഗ്രാമുകളിൽ ജനസംഖ്യാടിസ്ഥാനത്തിലുള്ള ശ്വാസകോശ അർബുദ കണ്ടെത്തലിനുള്ള പരിശീലന മാതൃകകളിൽ മറ്റ് തരത്തിലുള്ള ഹിസ്റ്റോളജികളും ഉൾപ്പെടുത്തണം.
ഇവിടെ, ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമയിൽ ആരോഗ്യകരമായ നിയന്ത്രണങ്ങളും ശൂന്യമായ നോഡ്യൂളുകളും ഉള്ളവരുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഏറ്റവും കൂടുതൽ മാറ്റം വരുത്തുന്ന ആറ് പാതകളെ ഞങ്ങൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞു. പ്യൂരിൻ മെറ്റബോളിക് പാതയുടെ സാധാരണ മെറ്റബോളിറ്റുകളാണ് സാന്തൈനും ഹൈപ്പോക്സാന്തൈനും. ഞങ്ങളുടെ ഫലങ്ങൾക്ക് അനുസൃതമായി, ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമ ഉള്ള രോഗികളുടെ സെറം അല്ലെങ്കിൽ ടിഷ്യൂകളിൽ പ്യൂരിൻ മെറ്റബോളിസവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഇടനിലക്കാർ ആരോഗ്യമുള്ള നിയന്ത്രണ രോഗികളുമായോ പ്രീഇൻവേസീവ് ഘട്ടത്തിലുള്ള രോഗികളുമായോ താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഗണ്യമായി വർദ്ധിച്ചു15,50. ഉയർന്ന സെറം സാന്തൈൻ, ഹൈപ്പോക്സാന്തൈൻ അളവ് കാൻസർ കോശങ്ങളുടെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വ്യാപനത്തിന് ആവശ്യമായ അനാബോളിസത്തെ പ്രതിഫലിപ്പിച്ചേക്കാം. ഗ്ലൂക്കോസ് മെറ്റബോളിസത്തിന്റെ ക്രമക്കേട് കാൻസർ മെറ്റബോളിസത്തിന്റെ അറിയപ്പെടുന്ന ഒരു മുഖമുദ്രയാണ്51. ഇവിടെ, എച്ച്‌സി, ബിഎൻ ഗ്രൂപ്പുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ എൽഎ ഗ്രൂപ്പിൽ പൈറുവേറ്റിലും ലാക്റ്റേറ്റിലും ഗണ്യമായ വർദ്ധനവ് ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിച്ചു, ഇത് നോൺ-സ്മോൾ സെൽ ലംഗ് കാൻസർ (എൻ‌എസ്‌സി‌എൽ‌സി) രോഗികളുടെയും ആരോഗ്യകരമായ നിയന്ത്രണങ്ങളുടെയും സെറം മെറ്റബോളോം പ്രൊഫൈലുകളിലെ ഗ്ലൈക്കോലൈറ്റിക് പാത്ത്‌വേ അസാധാരണത്വങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള മുൻ റിപ്പോർട്ടുകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു. ഫലങ്ങൾ സ്ഥിരതയുള്ളതാണ്52,53.
പ്രധാനമായും, ശ്വാസകോശത്തിലെ അഡിനോകാർസിനോമകളുടെ സെറമിൽ പൈറുവേറ്റും ട്രിപ്റ്റോഫാൻ മെറ്റബോളിസവും തമ്മിൽ ഒരു വിപരീത ബന്ധം ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിച്ചു. HC അല്ലെങ്കിൽ BN ഗ്രൂപ്പുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ LA ഗ്രൂപ്പിൽ സെറം ട്രിപ്റ്റോഫാൻ അളവ് കുറഞ്ഞു. രസകരമെന്നു പറയട്ടെ, ഒരു പ്രോസ്പെക്റ്റ് കോഹോർട്ട് ഉപയോഗിച്ചുള്ള മുൻ വലിയ തോതിലുള്ള പഠനത്തിൽ, രക്തചംക്രമണത്തിലുള്ള ട്രിപ്റ്റോഫാൻ കുറഞ്ഞ അളവിൽ ശ്വാസകോശ അർബുദ സാധ്യത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതായി കണ്ടെത്തി 54. ഭക്ഷണത്തിൽ നിന്ന് നമുക്ക് പൂർണ്ണമായും ലഭിക്കുന്ന ഒരു അവശ്യ അമിനോ ആസിഡാണ് ട്രിപ്റ്റോഫാൻ. ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമയിലെ സെറം ട്രിപ്റ്റോഫാൻ കുറയുന്നത് ഈ മെറ്റബോളൈറ്റിന്റെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള ശോഷണത്തെ പ്രതിഫലിപ്പിച്ചേക്കാമെന്ന് ഞങ്ങൾ നിഗമനം ചെയ്യുന്നു. കൈനുറൈനിൻ പാതയിലൂടെയുള്ള ട്രിപ്റ്റോഫാൻ കാറ്റബോളിസത്തിന്റെ അന്തിമ ഉൽപ്പന്നം ഡി നോവോ NAD+ സിന്തസിസിന്റെ ഉറവിടമാണെന്ന് എല്ലാവർക്കും അറിയാം. NAD+ പ്രധാനമായും സാൽവേജ് പാതയിലൂടെയാണ് ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നത് എന്നതിനാൽ, ആരോഗ്യത്തിലും രോഗത്തിലും ട്രിപ്റ്റോഫാൻ മെറ്റബോളിസത്തിൽ NAD+ ന്റെ പ്രാധാന്യം നിർണ്ണയിക്കേണ്ടതുണ്ട്46. TCGA ഡാറ്റാബേസിന്റെ വിശകലനം കാണിക്കുന്നത്, സാധാരണ നിയന്ത്രണങ്ങളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമയിൽ ട്രിപ്റ്റോഫാൻ ട്രാൻസ്പോർട്ടർ സൊല്യൂറ്റ് ട്രാൻസ്പോർട്ടർ 7A5 (SLC7A5) ന്റെ എക്സ്പ്രഷൻ ഗണ്യമായി വർദ്ധിച്ചുവെന്നും ഗ്ലൈക്കോലൈറ്റിക് എൻസൈം GAPDH ന്റെ എക്സ്പ്രഷനുമായി ഇത് പോസിറ്റീവ് ആയി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നുവെന്നും ആണ്. മുൻ പഠനങ്ങൾ പ്രധാനമായും ആന്റിട്യൂമർ രോഗപ്രതിരോധ പ്രതികരണത്തെ അടിച്ചമർത്തുന്നതിൽ ട്രിപ്റ്റോഫാൻ കാറ്റബോളിസത്തിന്റെ പങ്കിലാണ് ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നത്40,41,42. ശ്വാസകോശ അർബുദ കോശങ്ങളിൽ SLC7A5 ന്റെ നോക്ക്ഡൗൺ വഴി ട്രിപ്റ്റോഫാൻ ആഗിരണം തടയുന്നത് സെല്ലുലാർ NAD ലെവലുകളിൽ തുടർന്നുള്ള കുറവിനും ഗ്ലൈക്കോലൈറ്റിക് പ്രവർത്തനത്തിന്റെ ഒരേസമയം ശോഷണത്തിനും കാരണമാകുമെന്ന് ഞങ്ങൾ ഇവിടെ തെളിയിക്കുന്നു. ചുരുക്കത്തിൽ, ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമയുടെ മാരകമായ പരിവർത്തനവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട സെറം മെറ്റബോളിസത്തിലെ മാറ്റങ്ങൾക്ക് ഞങ്ങളുടെ പഠനം ഒരു ജൈവിക അടിസ്ഥാനം നൽകുന്നു.
NSCLC രോഗികളിൽ ഏറ്റവും സാധാരണമായ ഡ്രൈവർ മ്യൂട്ടേഷനുകളാണ് EGFR മ്യൂട്ടേഷനുകൾ. ഞങ്ങളുടെ പഠനത്തിൽ, EGFR മ്യൂട്ടേഷൻ (n = 41) ഉള്ള രോഗികൾക്ക് വൈൽഡ്-ടൈപ്പ് EGFR (n = 31) ഉള്ള രോഗികൾക്ക് സമാനമായ മൊത്തത്തിലുള്ള മെറ്റബോളോമിക് പ്രൊഫൈലുകൾ ഉണ്ടെന്ന് ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി, എന്നിരുന്നാലും അസൈൽകാർണിറ്റൈൻ രോഗികളിൽ ചില EGFR മ്യൂട്ടന്റ് രോഗികളുടെ സെറം അളവ് കുറയുന്നത് ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി. അസൈൽകാർണിറ്റൈനുകളുടെ സ്ഥാപിത പ്രവർത്തനം സൈറ്റോപ്ലാസത്തിൽ നിന്ന് മൈറ്റോകോൺ‌ഡ്രിയൽ മാട്രിക്സിലേക്ക് അസൈൽ ഗ്രൂപ്പുകളെ കൊണ്ടുപോകുക എന്നതാണ്, ഇത് ഊർജ്ജം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് ഫാറ്റി ആസിഡുകളുടെ ഓക്സീകരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു 55. ഞങ്ങളുടെ കണ്ടെത്തലുകൾക്ക് അനുസൃതമായി, 102 ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമ ടിഷ്യു സാമ്പിളുകളുടെ ആഗോള മെറ്റബോളോം വിശകലനം ചെയ്തുകൊണ്ട് EGFR മ്യൂട്ടന്റിനും EGFR വൈൽഡ്-ടൈപ്പ് ട്യൂമറുകൾക്കും ഇടയിൽ സമാനമായ മെറ്റബോളോം പ്രൊഫൈലുകൾ അടുത്തിടെ നടത്തിയ ഒരു പഠനവും തിരിച്ചറിഞ്ഞു. രസകരമെന്നു പറയട്ടെ, EGFR മ്യൂട്ടന്റ് ഗ്രൂപ്പിലും അസൈൽകാർണിറ്റൈൻ ഉള്ളടക്കം കണ്ടെത്തി. അതിനാൽ, അസൈൽകാർണിറ്റൈൻ ലെവലിലെ മാറ്റങ്ങൾ EGFR-ഇൻഡ്യൂസ്ഡ് മെറ്റബോളിക് മാറ്റങ്ങളെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നുണ്ടോ എന്നും അടിസ്ഥാന തന്മാത്രാ പാതകൾ കൂടുതൽ പഠനത്തിന് അർഹമായേക്കാം.
ഉപസംഹാരമായി, പൾമണറി നോഡ്യൂളുകളുടെ ഡിഫറൻഷ്യൽ ഡയഗ്നോസിസിനായി ഒരു സെറം മെറ്റബോളിക് ക്ലാസിഫയർ ഞങ്ങളുടെ പഠനം സ്ഥാപിക്കുകയും അപകടസാധ്യത വിലയിരുത്തൽ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാനും സിടി സ്കാൻ സ്ക്രീനിംഗിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ക്ലിനിക്കൽ മാനേജ്മെന്റ് സുഗമമാക്കാനും കഴിയുന്ന ഒരു വർക്ക്ഫ്ലോ നിർദ്ദേശിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഈ പഠനത്തിന് സൺ യാറ്റ്-സെൻ യൂണിവേഴ്സിറ്റി കാൻസർ ആശുപത്രിയുടെ എത്തിക്സ് കമ്മിറ്റിയും, സൺ യാറ്റ്-സെൻ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയുടെ ഫസ്റ്റ് അഫിലിയേറ്റഡ് ആശുപത്രിയും, ഷെങ്‌ഷോ യൂണിവേഴ്സിറ്റി കാൻസർ ആശുപത്രിയുടെ എത്തിക്സ് കമ്മിറ്റിയും അംഗീകാരം നൽകി. കണ്ടെത്തൽ, ആന്തരിക വാലിഡേഷൻ ഗ്രൂപ്പുകളിൽ, ആരോഗ്യമുള്ള വ്യക്തികളിൽ നിന്ന് 174 സെറയും, സൺ യാറ്റ്-സെൻ യൂണിവേഴ്സിറ്റി കാൻസർ സെന്ററിലെ കാൻസർ കൺട്രോൾ ആൻഡ് പ്രിവൻഷൻ വകുപ്പിൽ വാർഷിക വൈദ്യപരിശോധനയ്ക്ക് വിധേയരായ വ്യക്തികളിൽ നിന്ന് 244 സെറയും ശേഖരിച്ചു. സെറം. സ്റ്റേജ് I ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമകൾ സൺ യാറ്റ്-സെൻ യൂണിവേഴ്സിറ്റി കാൻസർ സെന്ററിൽ നിന്ന് ശേഖരിച്ചു. ബാഹ്യ വാലിഡേഷൻ കൂട്ടത്തിൽ, സൺ യാറ്റ്-സെൻ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയുടെ ഫസ്റ്റ് അഫിലിയേറ്റഡ് ആശുപത്രിയിൽ നിന്ന് 48 ബെനിൻ നോഡ്യൂളുകളും, സ്റ്റേജ് I ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമയുടെ 39 കേസുകളും, ഷെങ്‌ഷോ കാൻസർ ആശുപത്രിയിൽ നിന്ന് 24 സ്റ്റേജ് I ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമ കേസുകളും ഉണ്ടായിരുന്നു. സ്ഥാപിതമായ മെറ്റബോളിക് ക്ലാസിഫയറിന്റെ രോഗനിർണയ കഴിവ് പരിശോധിക്കുന്നതിനായി സൺ യാറ്റ്-സെൻ യൂണിവേഴ്സിറ്റി കാൻസർ സെന്റർ സ്റ്റേജ് I സ്ക്വാമസ് സെൽ ശ്വാസകോശ അർബുദത്തിന്റെ 16 കേസുകളും ശേഖരിച്ചു (രോഗിയുടെ സവിശേഷതകൾ അനുബന്ധ പട്ടിക 5 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു). ഡിസ്കവറി കോഹോർട്ടിൽ നിന്നും ഇന്റേണൽ വാലിഡേഷൻ കോഹോർട്ടിൽ നിന്നുമുള്ള സാമ്പിളുകൾ 2018 ജനുവരി മുതൽ 2020 മെയ് വരെ ശേഖരിച്ചു. ബാഹ്യ വാലിഡേഷൻ കോഹോർട്ടിനുള്ള സാമ്പിളുകൾ 2021 ഓഗസ്റ്റ് മുതൽ 2022 ഒക്ടോബർ വരെ ശേഖരിച്ചു. ലിംഗ പക്ഷപാതം കുറയ്ക്കുന്നതിന്, ഓരോ കോഹോർട്ടിലേക്കും ഏകദേശം തുല്യ എണ്ണം പുരുഷന്മാരുടെയും സ്ത്രീകളുടെയും കേസുകൾ നൽകി. ഡിസ്കവറി ടീമും ഇന്റേണൽ റിവ്യൂ ടീമും. സ്വയം റിപ്പോർട്ടിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിലാണ് പങ്കാളിയുടെ ലിംഗഭേദം നിർണ്ണയിച്ചത്. എല്ലാ പങ്കാളികളിൽ നിന്നും വിവരമറിഞ്ഞുള്ള സമ്മതം ലഭിച്ചു, നഷ്ടപരിഹാരം നൽകിയില്ല. വിശകലന സമയത്ത് 2 മുതൽ 5 വർഷം വരെ സ്ഥിരതയുള്ള സിടി സ്കാൻ സ്കോർ ഉള്ളവരായിരുന്നു ശൂന്യമായ നോഡ്യൂളുകൾ ഉള്ള വിഷയങ്ങൾ, ബാഹ്യ വാലിഡേഷൻ സാമ്പിളിൽ നിന്നുള്ള ഒരു കേസ് ഒഴികെ, ശസ്ത്രക്രിയയ്ക്ക് മുമ്പ് ശേഖരിച്ച് ഹിസ്റ്റോപാത്തോളജി വഴി രോഗനിർണയം നടത്തി. ക്രോണിക് ബ്രോങ്കൈറ്റിസ് ഒഴികെ. ശ്വാസകോശ വിച്ഛേദിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമ കേസുകൾ ശേഖരിക്കുകയും പാത്തോളജിക്കൽ രോഗനിർണയത്തിലൂടെ സ്ഥിരീകരിക്കുകയും ചെയ്തു. ആൻറിഓകോഗുലന്റുകൾ ഇല്ലാതെ സെറം സെപ്പറേഷൻ ട്യൂബുകളിലാണ് ഉപവാസ രക്ത സാമ്പിളുകൾ ശേഖരിച്ചത്. മുറിയിലെ താപനിലയിൽ 1 മണിക്കൂർ രക്ത സാമ്പിളുകൾ കട്ടപിടിച്ച് 4°C-ൽ 10 മിനിറ്റ് സെൻട്രിഫ്യൂജ് ചെയ്ത് സെറം സൂപ്പർനേറ്റന്റ് ശേഖരിച്ചു. മെറ്റബോളൈറ്റ് വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നതുവരെ സെറം അലിക്വോട്ടുകൾ -80°C-ൽ ഫ്രീസ് ചെയ്തു. സൺ യാറ്റ്-സെൻ യൂണിവേഴ്സിറ്റി കാൻസർ സെന്ററിലെ കാൻസർ പ്രതിരോധ, മെഡിക്കൽ പരിശോധനാ വകുപ്പ് 40 മുതൽ 55 വയസ്സ് വരെ പ്രായമുള്ള തുല്യ എണ്ണം പുരുഷന്മാരും സ്ത്രീകളും ഉൾപ്പെടെ 100 ആരോഗ്യമുള്ള ദാതാക്കളിൽ നിന്ന് സെറം ശേഖരിച്ചു. ഓരോ ദാതാവിന്റെ സാമ്പിളിന്റെയും തുല്യ അളവ് കലർത്തി, തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന പൂൾ അലിക്വോട്ട് ചെയ്ത് -80°C-ൽ സൂക്ഷിച്ചു. ഗുണനിലവാര നിയന്ത്രണത്തിനും ഡാറ്റ സ്റ്റാൻഡേർഡൈസേഷനും റഫറൻസ് മെറ്റീരിയലായി സെറം മിശ്രിതം ഉപയോഗിച്ചു.
റഫറൻസ് സെറം, ടെസ്റ്റ് സാമ്പിളുകൾ എന്നിവ ഉരുക്കി, സംയോജിത എക്സ്ട്രാക്ഷൻ രീതി (MTBE/മെഥനോൾ/വെള്ളം) ഉപയോഗിച്ച് മെറ്റബോളിറ്റുകൾ വേർതിരിച്ചെടുത്തു. ചുരുക്കത്തിൽ, 50 μl സെറം 225 μl ഐസ്-കോൾഡ് മെഥനോൾ, 750 μl ഐസ്-കോൾഡ് മീഥൈൽ ടെർട്ട്-ബ്യൂട്ടൈൽ ഈതർ (MTBE) എന്നിവയുമായി കലർത്തി. മിശ്രിതം ഇളക്കി 1 മണിക്കൂർ ഐസിൽ ഇൻകുബേറ്റ് ചെയ്യുക. തുടർന്ന് സാമ്പിളുകൾ കലർത്തി, കേംബ്രിഡ്ജ് ഐസോടോപ്പ് ലബോറട്ടറികളിൽ നിന്ന് വാങ്ങിയ 13C-ലാക്റ്റേറ്റ്, 13C3-പൈറുവേറ്റ്, 13C-മെഥിയോണിൻ, 13C6-ഐസോലൂസിൻ എന്നിവ അടങ്ങിയ 188 μl MS-ഗ്രേഡ് വെള്ളവുമായി വോർട്ടക്സ് കലർത്തി. തുടർന്ന് മിശ്രിതം 15,000 × g ൽ 10 മിനിറ്റ് 4 °C ൽ സെൻട്രിഫ്യൂജ് ചെയ്തു, കൂടാതെ താഴ്ന്ന ഘട്ടം പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് മോഡുകളിൽ LC-MS വിശകലനത്തിനായി രണ്ട് ട്യൂബുകളിലേക്ക് (125 μL വീതം) മാറ്റി. ഒടുവിൽ, ഒരു ഹൈ-സ്പീഡ് വാക്വം കോൺസെൻട്രേറ്ററിൽ സാമ്പിൾ ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെട്ടു ഉണങ്ങി.
ഉണങ്ങിയ മെറ്റബോളൈറ്റുകളെ 80% അസെറ്റോണിട്രൈലിന്റെ 120 μl-ൽ 5 മിനിറ്റ് വോർടെക്സ് ചെയ്തു, 15,000 × g-ൽ 10 മിനിറ്റ് 4°C-ൽ സെൻട്രിഫ്യൂജ് ചെയ്തു. സൂപ്പർനേറ്റന്റുകൾ മൈക്രോഇൻസെർട്ടുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ആംബർ ഗ്ലാസ് വിയലുകളിലേക്ക് മെറ്റബോളമിക് പഠനങ്ങൾക്കായി മാറ്റി. അൾട്രാ-പെർഫോമൻസ് ലിക്വിഡ് ക്രോമാറ്റോഗ്രാഫി-ഹൈ-റെസല്യൂഷൻ മാസ് സ്പെക്ട്രോമെട്രി (UPLC-HRMS) പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിൽ ലക്ഷ്യമിടാത്ത മെറ്റബോളോമിക്സ് വിശകലനം. ഡയോനെക്സ് അൾട്ടിമേറ്റ് 3000 UPLC സിസ്റ്റവും ഒരു ACQUITY BEH അമൈഡ് കോളവും (2.1 × 100 mm, 1.7 μm, വാട്ടർസ്) ഉപയോഗിച്ച് മെറ്റബോളൈറ്റുകൾ വേർതിരിച്ചു. പോസിറ്റീവ് അയോൺ മോഡിൽ, മൊബൈൽ ഘട്ടങ്ങൾ 95% (A) ഉം 50% അസെറ്റോണിട്രൈലും (B) ആയിരുന്നു, ഓരോന്നിലും 10 mmol/L അമോണിയം അസറ്റേറ്റും 0.1% ഫോർമിക് ആസിഡും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. നെഗറ്റീവ് മോഡിൽ, മൊബൈൽ ഘട്ടങ്ങൾ A, B എന്നിവയിൽ യഥാക്രമം 95% ഉം 50% ഉം അസെറ്റോണിട്രൈൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, രണ്ട് ഘട്ടങ്ങളിലും 10 mmol/L അമോണിയം അസറ്റേറ്റ് അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, pH = 9. ഗ്രേഡിയന്റ് പ്രോഗ്രാം ഇപ്രകാരമായിരുന്നു: 0–0.5 മിനിറ്റ്, 2% B; 0.5–12 മിനിറ്റ്, 2–50% B; 12–14 മിനിറ്റ്, 50–98% B; 14–16 മിനിറ്റ്, 98% B; 16–16.1. മിനിറ്റ്, 98 –2% B; 16.1–20 മിനിറ്റ്, 2% B. ഓട്ടോസാംപ്ലറിൽ കോളം 40°C ലും സാമ്പിൾ 10°C ലും നിലനിർത്തി. ഫ്ലോ റേറ്റ് 0.3 മില്ലി/മിനിറ്റ് ആയിരുന്നു, ഇഞ്ചക്ഷൻ വോളിയം 3 μl ആയിരുന്നു. ഇലക്ട്രോസ്പ്രേ അയോണൈസേഷൻ (ഇഎസ്ഐ) സ്രോതസ്സുള്ള ഒരു ക്യു-എക്സാക്ടീവ് ഓർബിട്രാപ്പ് മാസ് സ്പെക്ട്രോമീറ്റർ (തെർമോ ഫിഷർ സയന്റിഫിക്) പൂർണ്ണ സ്കാൻ മോഡിൽ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുകയും വലിയ അളവിലുള്ള ഡാറ്റ ശേഖരിക്കുന്നതിനായി ഡിഡിഎംഎസ്2 മോണിറ്ററിംഗ് മോഡുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു. എംഎസ് പാരാമീറ്ററുകൾ ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു: സ്പ്രേ വോൾട്ടേജ് +3.8 കെവി/- 3.2 കെവി, കാപ്പിലറി താപനില 320°C, ഷീൽഡിംഗ് ഗ്യാസ് 40 ആർബി, ഓക്സിലറി ഗ്യാസ് 10 ആർബി, പ്രോബ് ഹീറ്റർ താപനില 350°C, സ്കാനിംഗ് ശ്രേണി 70–1050 മീ/ മണിക്കൂർ, റെസല്യൂഷൻ. 70 000. എക്സ്കാലിബർ 4.1 (തെർമോ ഫിഷർ സയന്റിഫിക്) ഉപയോഗിച്ചാണ് ഡാറ്റ നേടിയത്.
ഡാറ്റ ഗുണനിലവാരം വിലയിരുത്തുന്നതിന്, ഓരോ സാമ്പിളിൽ നിന്നും 10 μL ആലിക്വോട്ടന്റ് നീക്കം ചെയ്തുകൊണ്ട് പൂൾഡ് ക്വാളിറ്റി കൺട്രോൾ (QC) സാമ്പിളുകൾ സൃഷ്ടിച്ചു. UPLC-MS സിസ്റ്റത്തിന്റെ സ്ഥിരത വിലയിരുത്തുന്നതിനായി വിശകലന ശ്രേണിയുടെ തുടക്കത്തിൽ ആറ് ഗുണനിലവാര നിയന്ത്രണ സാമ്പിൾ കുത്തിവയ്പ്പുകൾ വിശകലനം ചെയ്തു. തുടർന്ന് ഗുണനിലവാര നിയന്ത്രണ സാമ്പിളുകൾ ഇടയ്ക്കിടെ ബാച്ചിലേക്ക് അവതരിപ്പിക്കുന്നു. ഈ പഠനത്തിലെ 11 ബാച്ച് സെറം സാമ്പിളുകളും LC-MS വിശകലനം ചെയ്തു. വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ പ്രക്രിയ നിരീക്ഷിക്കുന്നതിനും ബാച്ച്-ടു-ബാച്ച് ഇഫക്റ്റുകൾക്കായി ക്രമീകരിക്കുന്നതിനും ആരോഗ്യമുള്ള 100 ദാതാക്കളിൽ നിന്നുള്ള ഒരു സെറം പൂൾ മിശ്രിതത്തിന്റെ ആലിക്വോട്ടുകൾ അതത് ബാച്ചുകളിൽ റഫറൻസ് മെറ്റീരിയലായി ഉപയോഗിച്ചു. ഡിസ്കവറി കോഹോർട്ട്, ഇന്റേണൽ വാലിഡേഷൻ കോഹോർട്ട്, എക്‌സ്റ്റേണൽ വാലിഡേഷൻ കോഹോർട്ട് എന്നിവയുടെ ലക്ഷ്യമില്ലാത്ത മെറ്റബോളോമിക്സ് വിശകലനം സൺ യാറ്റ്-സെൻ യൂണിവേഴ്‌സിറ്റിയിലെ മെറ്റബോളോമിക്‌സ് സെന്ററിൽ നടത്തി. ഗ്വാങ്‌ഡോംഗ് യൂണിവേഴ്‌സിറ്റി ഓഫ് ടെക്‌നോളജി അനാലിസിസ് ആൻഡ് ടെസ്റ്റിംഗ് സെന്ററിന്റെ ബാഹ്യ ലബോറട്ടറി ക്ലാസിഫയർ മോഡലിന്റെ പ്രകടനം പരിശോധിക്കുന്നതിനായി ബാഹ്യ കോഹോർട്ടിൽ നിന്ന് 40 സാമ്പിളുകളും വിശകലനം ചെയ്തു.
വേർതിരിച്ചെടുക്കലിനും പുനഃസംയോജനത്തിനും ശേഷം, മൾട്ടിപ്പിൾ റിയാക്ഷൻ മോണിറ്ററിംഗ് (MRM) മോഡിൽ ഇലക്ട്രോസ്പ്രേ അയോണൈസേഷൻ (ESI) സ്രോതസ്സ് ഉപയോഗിച്ച് അൾട്രാ-ഹൈ പെർഫോമൻസ് ലിക്വിഡ് ക്രോമാറ്റോഗ്രാഫി-ടാൻഡെം മാസ് സ്പെക്ട്രോമെട്രി (എജിലന്റ് 6495 ട്രിപ്പിൾ ക്വാഡ്രുപോൾ) ഉപയോഗിച്ച് സെറം മെറ്റബോളൈറ്റുകളുടെ സമ്പൂർണ്ണ അളവ് അളന്നു. മെറ്റബോളൈറ്റുകളെ വേർതിരിക്കാൻ ഒരു ACQUITY BEH അമൈഡ് കോളം (2.1 × 100 mm, 1.7 μm, വാട്ടേഴ്സ്) ഉപയോഗിച്ചു. മൊബൈൽ ഘട്ടത്തിൽ 10 mmol/L അമോണിയം അസറ്റേറ്റും 0.1% അമോണിയ ലായനിയും ഉള്ള 90% (A) ഉം 5% അസെറ്റോണിട്രൈലും (B) അടങ്ങിയിരുന്നു. ഗ്രേഡിയന്റ് പ്രോഗ്രാം ഇപ്രകാരമായിരുന്നു: 0–1.5 മിനിറ്റ്, 0% B; 1.5–6.5 മിനിറ്റ്, 0–15% B; 6.5–8 മിനിറ്റ്, 15% B; 8–8.5 മിനിറ്റ്, 15% B; 8.5 മിനിറ്റ്, 15%–0% B; 8.5–11.5 മിനിറ്റ്, 0%B. ഓട്ടോസാംപ്ലറിൽ കോളം 40 °C ലും സാമ്പിൾ 10 °C ലും നിലനിർത്തി. ഫ്ലോ റേറ്റ് 0.3 mL/മിനിറ്റും ഇഞ്ചക്ഷൻ വോളിയം 1 μL ഉം ആയിരുന്നു. MS പാരാമീറ്ററുകൾ ഇപ്രകാരം സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു: കാപ്പിലറി വോൾട്ടേജ് ±3.5 kV, നെബുലൈസർ മർദ്ദം 35 psi, ഷീറ്റ് ഗ്യാസ് ഫ്ലോ 12 L/മിനിറ്റ്, ഷീറ്റ് ഗ്യാസ് താപനില 350°C, ഡ്രൈയിംഗ് ഗ്യാസ് താപനില 250°C, ഡ്രൈയിംഗ് ഗ്യാസ് ഫ്ലോ 14 l/മിനിറ്റ്. ട്രിപ്റ്റോഫാൻ, പൈറുവേറ്റ്, ലാക്റ്റേറ്റ്, ഹൈപ്പോക്സാന്തൈൻ, സാന്തൈൻ എന്നിവയുടെ MRM പരിവർത്തനങ്ങൾ യഥാക്രമം 205.0–187.9, 87.0–43.4, 89.0–43.3, 135.0–92.3, 151.0–107. 9. മാസ് ഹണ്ടർ B.07.00 (എജിലന്റ് ടെക്നോളജീസ്) ഉപയോഗിച്ച് ഡാറ്റ ശേഖരിച്ചു. സെറം സാമ്പിളുകൾക്ക്, ട്രിപ്റ്റോഫാൻ, പൈറുവേറ്റ്, ലാക്റ്റേറ്റ്, ഹൈപ്പോക്സാന്തൈൻ, സാന്തൈൻ എന്നിവ സ്റ്റാൻഡേർഡ് മിശ്രിത ലായനികളുടെ കാലിബ്രേഷൻ കർവുകൾ ഉപയോഗിച്ച് അളക്കപ്പെട്ടു. സെൽ സാമ്പിളുകൾക്ക്, ട്രിപ്റ്റോഫാൻ ഉള്ളടക്കം ആന്തരിക നിലവാരത്തിലേക്കും സെൽ പ്രോട്ടീൻ പിണ്ഡത്തിലേക്കും സാധാരണമാക്കി.
കോമ്പൗണ്ട് ഡിസ്കവറി 3.1, ട്രേസ്ഫൈൻഡർ 4.0 (തെർമോ ഫിഷർ സയന്റിഫിക്) എന്നിവ ഉപയോഗിച്ചാണ് പീക്ക് എക്സ്ട്രാക്ഷൻ (m/z, നിലനിർത്തൽ സമയം (RT)) നടത്തിയത്. ബാച്ചുകൾ തമ്മിലുള്ള സാധ്യതയുള്ള വ്യത്യാസങ്ങൾ ഇല്ലാതാക്കാൻ, ആപേക്ഷിക സമൃദ്ധി ലഭിക്കുന്നതിന്, ടെസ്റ്റ് സാമ്പിളിന്റെ ഓരോ സ്വഭാവ പീക്കും ഒരേ ബാച്ചിൽ നിന്നുള്ള റഫറൻസ് മെറ്റീരിയലിന്റെ സ്വഭാവ പീക്ക് കൊണ്ട് വിഭജിച്ചു. സ്റ്റാൻഡേർഡൈസേഷന് മുമ്പും ശേഷവുമുള്ള ആന്തരിക മാനദണ്ഡങ്ങളുടെ ആപേക്ഷിക സ്റ്റാൻഡേർഡ് വ്യതിയാനങ്ങൾ സപ്ലിമെന്ററി പട്ടിക 6 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. രണ്ട് ഗ്രൂപ്പുകൾ തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസങ്ങൾ തെറ്റായ കണ്ടെത്തൽ നിരക്ക് (FDR<0.05, വിൽകോക്സൺ സൈൻ ചെയ്ത റാങ്ക് ടെസ്റ്റ്), മടക്ക മാറ്റം (>1.2 അല്ലെങ്കിൽ <0.83) എന്നിവയാൽ സവിശേഷതയായിരുന്നു. എക്സ്ട്രാക്റ്റുചെയ്ത സവിശേഷതകളുടെ അസംസ്കൃത MS ഡാറ്റയും റഫറൻസ് സെറം-തിരുത്തൽ MS ഡാറ്റയും യഥാക്രമം സപ്ലിമെന്ററി ഡാറ്റ 1, സപ്ലിമെന്ററി ഡാറ്റ 2 എന്നിവയിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. തിരിച്ചറിഞ്ഞ മെറ്റബോളിറ്റുകൾ, സാങ്കൽപ്പികമായി വ്യാഖ്യാനിച്ച സംയുക്തങ്ങൾ, സാങ്കൽപ്പികമായി സ്വഭാവ സവിശേഷതകളുള്ള സംയുക്ത ക്ലാസുകൾ, അജ്ഞാത സംയുക്തങ്ങൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ നാല് നിർവചിക്കപ്പെട്ട തിരിച്ചറിയൽ തലങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് പീക്ക് അനോട്ടേഷൻ നടത്തിയത് 22 . കോമ്പൗണ്ട് ഡിസ്കവറി 3.1 (mzCloud, HMDB, Chemspider) ലെ ഡാറ്റാബേസ് തിരയലുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, MS/MS പൊരുത്തപ്പെടുന്ന സാധൂകരിച്ച മാനദണ്ഡങ്ങളോ mzCloud (സ്കോർ > 85) അല്ലെങ്കിൽ Chemspider ലെ കൃത്യമായ പൊരുത്ത അനോട്ടേഷനുകളോ ഉള്ള ബയോളജിക്കൽ സംയുക്തങ്ങൾ ഒടുവിൽ ഡിഫറൻഷ്യൽ മെറ്റബോളോമിന് ഇടയിലുള്ള ഇടനിലക്കാരായി തിരഞ്ഞെടുക്കപ്പെട്ടു. ഓരോ സവിശേഷതയ്ക്കുമുള്ള പീക്ക് അനോട്ടേഷനുകൾ സപ്ലിമെന്ററി ഡാറ്റ 3 ൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്. സം-നോർമലൈസ് ചെയ്ത മെറ്റബോളൈറ്റ് അബണ്ടൻസിയുടെ ഏകീകൃത വിശകലനത്തിനായി മെറ്റാബോഅനലിസ്റ്റ് 5.0 ഉപയോഗിച്ചു. ഗണ്യമായി വ്യത്യസ്തമായ മെറ്റബോളൈറ്റുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള KEGG പാത്ത്‌വേ സമ്പുഷ്ടീകരണ വിശകലനവും മെറ്റാബോഅനലിസ്റ്റ് 5.0 വിലയിരുത്തി. സ്റ്റാക്ക് നോർമലൈസേഷനും ഓട്ടോസ്കെയിലിംഗും ഉപയോഗിച്ച് റോപ്‌ൾസ് സോഫ്റ്റ്‌വെയർ പാക്കേജ് (v.1.26.4) ഉപയോഗിച്ച് പ്രിൻസിപ്പൽ കമ്പോണന്റ് അനാലിസിസും (PCA) ഭാഗികമായി കുറഞ്ഞ സ്ക്വയറുകൾ ഡിസ്ക്രിമിനന്റ് അനാലിസിസും (PLS-DA) വിശകലനം ചെയ്തു. നോഡ്യൂൾ മാലിഗ്നൻസി പ്രവചിക്കുന്നതിനുള്ള ഒപ്റ്റിമൽ മെറ്റാബോലൈറ്റ് ബയോമാർക്കർ മോഡൽ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ സമ്പൂർണ്ണ ചുരുങ്ങലും സെലക്ഷൻ ഓപ്പറേറ്ററും ഉള്ള ബൈനറി ലോജിസ്റ്റിക് റിഗ്രഷൻ ഉപയോഗിച്ചാണ് സൃഷ്ടിച്ചത് (LASSO, R പാക്കേജ് v.4.1-3). pROC പാക്കേജ് (v.1.18.0.) അനുസരിച്ച് ROC വിശകലനത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി AUC കണക്കാക്കുന്നതിലൂടെയാണ് ഡിറ്റക്ഷൻ, വാലിഡേഷൻ സെറ്റുകളിലെ വിവേചന മോഡലിന്റെ പ്രകടനം വിശേഷിപ്പിക്കപ്പെട്ടത്. മോഡലിന്റെ പരമാവധി യൂഡൻ സൂചിക (സെൻസിറ്റിവിറ്റി + സ്പെസിഫിസിറ്റി - 1) അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് ഒപ്റ്റിമൽ പ്രോബബിലിറ്റി കട്ട്ഓഫ് ലഭിച്ചത്. പരിധിയേക്കാൾ കുറവോ കൂടുതലോ മൂല്യങ്ങളുള്ള സാമ്പിളുകളെ യഥാക്രമം ശൂന്യമായ നോഡ്യൂളുകളും ശ്വാസകോശ അഡിനോകാർസിനോമയും ആയി പ്രവചിക്കും.
A549 സെല്ലുകൾ (#CCL-185, അമേരിക്കൻ ടൈപ്പ് കൾച്ചർ കളക്ഷൻ) 10% FBS അടങ്ങിയ F-12K മീഡിയത്തിൽ വളർത്തി. SLC7A5 ലക്ഷ്യമിടുന്ന ഷോർട്ട് ഹെയർപിൻ RNA (shRNA) സീക്വൻസുകളും ലെന്റിവൈറൽ വെക്റ്റർ pLKO.1-puro-യിൽ ഒരു നോൺ-ടാർഗെറ്റിംഗ് കൺട്രോളും (NC) ചേർത്തു. shSLC7A5 ന്റെ ആന്റിസെൻസ് സീക്വൻസുകൾ ഇപ്രകാരമാണ്: Sh1 (5′-GGAGAAACCTGATGAACAGTT-3′), Sh2 (5′-GCCGTGGACTTCGGGAACTAT-3′). SLC7A5 (#5347), ട്യൂബുലിൻ (#2148) എന്നിവയിലേക്കുള്ള ആന്റിബോഡികൾ സെൽ സിഗ്നലിംഗ് ടെക്നോളജിയിൽ നിന്ന് വാങ്ങി. വെസ്റ്റേൺ ബ്ലോട്ട് വിശകലനത്തിനായി SLC7A5, ട്യൂബുലിൻ എന്നിവയിലേക്കുള്ള ആന്റിബോഡികൾ 1:1000 എന്ന നേർപ്പിക്കലിൽ ഉപയോഗിച്ചു.
സീഹോഴ്‌സ് എക്‌സ്‌എഫ് ഗ്ലൈക്കോളിറ്റിക് സ്ട്രെസ് ടെസ്റ്റ് എക്സ്ട്രാ സെല്ലുലാർ അസിഡിഫിക്കേഷൻ (ഇസിഎആർ) അളവ് അളക്കുന്നു. പരിശോധനയിൽ, ECAR അളക്കുന്ന സെല്ലുലാർ ഗ്ലൈക്കോളിറ്റിക് ശേഷി പരിശോധിക്കുന്നതിനായി ഗ്ലൂക്കോസ്, ഒലിഗോമൈസിൻ എ, 2-ഡിജി എന്നിവ തുടർച്ചയായി നൽകി.
നോൺ-ടാർഗെറ്റിംഗ് കൺട്രോൾ (NC), shSLC7A5 (Sh1, Sh2) എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ട്രാൻസ്ഫെക്റ്റ് ചെയ്ത A549 സെല്ലുകൾ 10 സെ.മീ വ്യാസമുള്ള പാത്രങ്ങളിൽ രാത്രി മുഴുവൻ പൂശി. 1 മില്ലി ഐസ്-കോൾഡ് 80% ജലീയ മെഥനോൾ ഉപയോഗിച്ച് സെൽ മെറ്റബോളിറ്റുകളെ വേർതിരിച്ചെടുത്തു. മെഥനോൾ ലായനിയിലെ കോശങ്ങൾ ചുരണ്ടിയെടുത്ത്, ഒരു പുതിയ ട്യൂബിലേക്ക് ശേഖരിച്ച്, 15,000 × g ൽ 15 മിനിറ്റ് 4°C ൽ സെൻട്രിഫ്യൂജ് ചെയ്തു. 800 µl സൂപ്പർനേറ്റന്റ് ശേഖരിച്ച് ഒരു ഹൈ-സ്പീഡ് വാക്വം കോൺസെൻട്രേറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് ഉണക്കുക. മുകളിൽ വിവരിച്ചതുപോലെ LC-MS/MS ഉപയോഗിച്ച് ട്രിപ്റ്റോഫാൻ ലെവലിനായി ഉണങ്ങിയ മെറ്റബോളിറ്റ് പെല്ലറ്റുകൾ വിശകലനം ചെയ്തു. നിർമ്മാതാവിന്റെ നിർദ്ദേശങ്ങൾക്കനുസരിച്ച് A549 സെല്ലുകളിലെ (NC, shSLC7A5) സെല്ലുലാർ NAD(H) ലെവലുകൾ ഒരു ക്വാണ്ടിറ്റേറ്റീവ് NAD+/NADH കളറിമെട്രിക് കിറ്റ് (#K337, ബയോവിഷൻ) ഉപയോഗിച്ച് അളന്നു. മെറ്റബോളിറ്റുകളുടെ അളവ് സാധാരണ നിലയിലാക്കാൻ ഓരോ സാമ്പിളിലും പ്രോട്ടീൻ ലെവലുകൾ അളന്നു.
സാമ്പിൾ വലുപ്പം പ്രാഥമികമായി നിർണ്ണയിക്കാൻ സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ രീതികളൊന്നും ഉപയോഗിച്ചിട്ടില്ല. ബയോമാർക്കർ കണ്ടെത്തൽ ലക്ഷ്യമിട്ടുള്ള മുൻ മെറ്റബോളമിക് പഠനങ്ങൾ 15,18 വലുപ്പം നിർണ്ണയിക്കുന്നതിനുള്ള മാനദണ്ഡങ്ങളായി കണക്കാക്കിയിട്ടുണ്ട്, ഈ റിപ്പോർട്ടുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഞങ്ങളുടെ സാമ്പിൾ മതിയായതായിരുന്നു. പഠന കൂട്ടായ്മയിൽ നിന്ന് ഒരു സാമ്പിളുകളും ഒഴിവാക്കിയിട്ടില്ല. സെറം സാമ്പിളുകൾ ഒരു ഡിസ്കവറി ഗ്രൂപ്പിലേക്കും (306 കേസുകൾ, 74.6%) ലക്ഷ്യമില്ലാത്ത മെറ്റബോളമിക് പഠനങ്ങൾക്കായി ഒരു ഇന്റേണൽ വാലിഡേഷൻ ഗ്രൂപ്പിലേക്കും (104 കേസുകൾ, 25.4%) ക്രമരഹിതമായി നിയോഗിച്ചു. ടാർഗെറ്റുചെയ്‌ത മെറ്റബോളമിക് പഠനങ്ങൾക്കായുള്ള കണ്ടെത്തൽ സെറ്റിൽ നിന്ന് ഓരോ ഗ്രൂപ്പിൽ നിന്നും 70 കേസുകളും ഞങ്ങൾ ക്രമരഹിതമായി തിരഞ്ഞെടുത്തു. എൽസി-എംഎസ് ഡാറ്റ ശേഖരണത്തിലും വിശകലനത്തിലും ഗ്രൂപ്പ് അസൈൻമെന്റിൽ അന്വേഷകർക്ക് അന്ധത ബാധിച്ചു. മെറ്റബോളമിക് ഡാറ്റയുടെയും സെൽ പരീക്ഷണങ്ങളുടെയും സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ വിശകലനങ്ങൾ അതത് ഫലങ്ങൾ, ഫിഗർ ലെജൻഡ്‌സ്, മെത്തഡേഴ്‌സിന്റെ വിഭാഗങ്ങളിൽ വിവരിച്ചിരിക്കുന്നു. സെല്ലുലാർ ട്രിപ്റ്റോഫാൻ, എൻ‌എ‌ഡി‌ടി, ഗ്ലൈക്കോലൈറ്റിക് പ്രവർത്തനം എന്നിവയുടെ അളവ് മൂന്ന് തവണ സ്വതന്ത്രമായി നടത്തി, സമാനമായ ഫലങ്ങളോടെ.
പഠന രൂപകൽപ്പനയെക്കുറിച്ചുള്ള കൂടുതൽ വിവരങ്ങൾക്ക്, ഈ ലേഖനവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട നാച്ചുറൽ പോർട്ട്‌ഫോളിയോ റിപ്പോർട്ട് സംഗ്രഹം കാണുക.
വേർതിരിച്ചെടുത്ത സവിശേഷതകളുടെ അസംസ്കൃത MS ഡാറ്റയും റഫറൻസ് സെറത്തിന്റെ നോർമലൈസ് ചെയ്ത MS ഡാറ്റയും യഥാക്രമം സപ്ലിമെന്ററി ഡാറ്റ 1 ലും സപ്ലിമെന്ററി ഡാറ്റ 2 ലും കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. വ്യത്യസ്ത സവിശേഷതകൾക്കായുള്ള പീക്ക് അനോട്ടേഷനുകൾ സപ്ലിമെന്ററി ഡാറ്റ 3 ൽ അവതരിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. LUAD TCGA ഡാറ്റാസെറ്റ് https://portal.gdc.cancer.gov/ ൽ നിന്ന് ഡൗൺലോഡ് ചെയ്യാൻ കഴിയും. ഗ്രാഫ് പ്ലോട്ട് ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ഇൻപുട്ട് ഡാറ്റ ഉറവിട ഡാറ്റയിൽ നൽകിയിരിക്കുന്നു. ഈ ലേഖനത്തിനായി ഉറവിട ഡാറ്റ നൽകിയിരിക്കുന്നു.
നാഷണൽ ലങ് സ്‌ക്രീനിംഗ് സ്റ്റഡി ഗ്രൂപ്പ്, മുതലായവ. ലോ-ഡോസ് കമ്പ്യൂട്ട്ഡ് ടോമോഗ്രഫി ഉപയോഗിച്ച് ശ്വാസകോശ അർബുദ മരണനിരക്ക് കുറയ്ക്കൽ. നോർത്തേൺ ഇംഗ്ലണ്ട്. ജെ. മെഡ്. 365, 395–409 (2011).
ക്രാമർ, ബി.എസ്., ബെർഗ്, കെ.ഡി., അബെർലെ, ഡി.ആർ., പ്രോഫെറ്റ്, പി.സി. ലോ-ഡോസ് ഹെലിക്കൽ സി.ടി ഉപയോഗിച്ചുള്ള ശ്വാസകോശ കാൻസർ സ്ക്രീനിംഗ്: നാഷണൽ ലംഗ് സ്ക്രീനിംഗ് സ്റ്റഡിയിൽ നിന്നുള്ള ഫലങ്ങൾ (NLST). ജെ. മെഡ്. സ്ക്രീൻ 18, 109–111 (2011).
ഡി കോണിംഗ്, എച്ച്ജെ, തുടങ്ങിയവർ. ക്രമരഹിതമായ ഒരു പരീക്ഷണത്തിൽ വോള്യൂമെട്രിക് സിടി സ്ക്രീനിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് ശ്വാസകോശ അർബുദ മരണനിരക്ക് കുറയ്ക്കൽ. വടക്കൻ ഇംഗ്ലണ്ട്. ജെ. മെഡ്. 382, ​​503–513 (2020).