Tha breithneachadh eadar-dhealaichte de nodules sgamhain air an comharrachadh le tomagrafaidheachd àireamhach (CT) fhathast na dhùbhlan ann an cleachdadh clionaigeach.An seo, tha sinn a’ comharrachadh metabolome cruinne de shampaill serum 480, a’ toirt a-steach smachdan fallain, nodulan sgamhain mì-rianail, agus adenocarcinoma sgamhain ìre I.Tha adenocarcinomas a’ nochdadh pròifilean metabolomic gun samhail, ach tha coltas àrd ann am pròifilean metabolomic air nodulan neo-àbhaisteach agus daoine fallain.Anns a 'bhuidheann lorg (n = 306), chaidh seata de metabolites 27 a chomharrachadh gus eadar-dhealachadh a dhèanamh eadar nodulan mì-chinnteach agus malignant.B’ e AUC a’ mhodail leth-bhreith anns na buidhnean dearbhaidh a-staigh (n = 104) agus dearbhadh taobh a-muigh (n = 111) 0.915 agus 0.945, fa leth.Nochd mion-sgrùdadh slighe gu robh barrachd metabolites glycolytic co-cheangailte ri tryptophan lùghdaichte ann an serum adenocarcinoma sgamhain an coimeas ri nodules neo-àbhaisteach agus smachdan fallain, agus mhol e gu bheil cleachdadh tryptophan a’ brosnachadh glycolysis ann an ceallan aillse sgamhain.Tha an sgrùdadh againn a’ soilleireachadh luach bith-chomharran serum metabolite ann a bhith a’ measadh a’ chunnairt de nodules sgamhain a lorgar le CT.
Tha breithneachadh tràth deatamach gus ìrean mairsinneachd euslaintich aillse a leasachadh.Tha toraidhean bho Deuchainn Sgrionaidh Nàiseanta aillse sgamhain na SA (NLST) agus an Sgrùdadh NELSON Eòrpach air sealltainn gum faod sgrìonadh le tomagrafaidheachd àireamhaichte dòs ìosal (LDCT) bàsmhorachd aillse sgamhain a lughdachadh gu mòr ann am buidhnean àrd-chunnart1,2,3.Bho chaidh LDCT a chleachdadh gu farsaing airson sgrìonadh aillse sgamhain, tha an àireamh de thoraidhean radagrafaigeach tuiteamach de nodules sgamhain asymptomatic air a dhol suas 4 .Tha nodulan cnuimheach air am mìneachadh mar neo-sheasmhachd fòcas suas gu 3 cm ann an trast-thomhas 5 .Tha duilgheadasan againn ann a bhith a’ measadh cho coltach ‘s a tha malignancy agus a’ dèiligeadh ris an àireamh mhòr de nodules sgamhain a chaidh a lorg gu tuiteamach air LDCT.Faodaidh crìochan CT leantainn gu sgrùdaidhean leantainneach tric agus toraidhean meallta-dearbhach, a’ leantainn gu eadar-theachd neo-riatanach agus cus làimhseachadh6.Mar sin, tha feum air bith-chomharran earbsach is feumail a leasachadh gus aillse sgamhain aithneachadh gu ceart anns na tràth ìrean agus eadar-dhealachadh a dhèanamh air a’ mhòr-chuid de nodules neo-neònach aig a’ chiad lorg 7 .
Tha mion-sgrùdadh coileanta moileciuil air fuil (serum, plasma, ceallan mononuclear fala iomaill), a’ toirt a-steach genomics, proteomics no DNA methylation8,9,10, air leantainn gu ùidh a tha a’ sìor fhàs ann a bhith a’ lorg bith-chomharran breithneachaidh airson aillse sgamhain.Aig an aon àm, bidh dòighean-obrach metabolomics a’ tomhas toraidhean deireannach cealla air a bheil buaidh bho ghnìomhan endogenous agus exogenous agus mar sin air an cur an sàs gus ro-innse agus toradh galair a ro-innse.Tha cromatagrafaidheachd liùlach-tandem mass spectrometry (LC-MS) na dhòigh air a chleachdadh gu farsaing airson sgrùdaidhean metabolomics air sgàth cho cugallach ‘s a tha e agus raon mòr fiùghantach, a dh’ fhaodas còmhdach a dhèanamh air metabolites le diofar fheartan fiosaigeach11,12,13.Ged a chaidh mion-sgrùdadh metabolomic cruinneil de phlasma / serum a chleachdadh gus bith-chomharran a chomharrachadh co-cheangailte ri breithneachadh aillse sgamhain14,15,16,17 agus èifeachd làimhseachaidh, tha mòran fhathast ri sgrùdadh a dhèanamh air seòrsachadh metabolite serum 18 gus eadar-dhealachadh a dhèanamh eadar nodules sgamhain mì-laghail agus malignant.- rannsachadh mòr.
Is e adenocarcinoma agus carcinoma cealla squamous an dà phrìomh fho-ghnè de aillse sgamhain neo-bheag cealla (NSCLC).Tha diofar dheuchainnean sgrìonaidh CT a’ nochdadh gur e adenocarcinoma an seòrsa histological as cumanta de aillse sgamhain1,19,20,21.Anns an sgrùdadh seo, chleachd sinn cromatagrafaidheachd lionn ultra-choileanadh - mòr-speactrometry àrd-rèiteachaidh (UPLC-HRMS) gus mion-sgrùdadh metabolomics a dhèanamh air sampallan serum 695 gu h-iomlan, a’ toirt a-steach smachdan fallain, nodulan cnuimheach mì-laghail, agus ≤3 cm a chaidh a lorg le CT.Sgrionadh airson adenocarcinoma sgamhain Ìre I.Chomharraich sinn pannal de metabolites serum a tha a’ dèanamh eadar-dhealachadh air adenocarcinoma sgamhain bho nodules neo-àbhaisteach agus smachdan fallain.Nochd mion-sgrùdadh beairteas slighe gu bheil tryptophan neo-àbhaisteach agus metabolism glùcois nan atharrachaidhean cumanta ann an adenocarcinoma sgamhain an coimeas ri nodules neo-àbhaisteach agus smachdan fallain.Mu dheireadh, stèidhich sinn agus dhearbh sinn seòrsaiche metabolic serum le sònraichteachd agus cugallachd àrd gus eadar-dhealachadh a dhèanamh eadar nodules sgamhain malignant agus neo-àbhaisteach a lorgar le LDCT, a dh’ fhaodadh cuideachadh le breithneachadh eadar-dhealaichte tràth agus measadh cunnairt.
Anns an sgrùdadh làithreach, chaidh sampallan serum co-ionann ri gnè agus aois a chruinneachadh às deidh sin bho 174 smachd fallain, 292 euslaintich le nodules sgamhain neo-àbhaisteach, agus 229 euslaintich le adenocarcinoma sgamhain ìre I.Tha feartan deamografach nan cuspairean 695 air an sealltainn ann an Clàr Leasachail 1.
Mar a chithear ann am Figear 1a, chaidh 480 sampall serum gu h-iomlan, a’ toirt a-steach 174 smachd fallain (HC), 170 nodules neo-riaghailteach (BN), agus sampaill 136 de adenocarcinoma sgamhain ìre I (LA), a chruinneachadh aig Ionad Ailse Oilthigh Sun Yat-sen.Buidheann lorg airson pròifil metabolomic gun amas a’ cleachdadh cromatagrafaidheachd lionn ultra-choileanadh - mòr-speactrometry àrd-rèiteachaidh (UPLC-HRMS).Mar a chithear ann am Figear Leasachail 1, chaidh metabolites eadar-dhealaichte eadar LA agus HC, LA agus BN a chomharrachadh gus modal seòrsachaidh a stèidheachadh agus tuilleadh sgrùdaidh a dhèanamh air mion-sgrùdadh slighe eadar-dhealaichte.Chaidh 104 sampall a chruinnich Ionad Ailse Oilthigh Sun Yat-sen agus 111 sampall a chruinnich dà ospadal eile a dhearbhadh a-staigh agus a-muigh, fa leth.
a Sgrùdadh àireamh-sluaigh anns a’ bhuidheann lorg a chaidh tro mhion-sgrùdadh serum metabolomics cruinne a’ cleachdadh cromatagrafaidheachd lionn ultra-choileanadh- mòr-speactrometry àrd-rèiteachaidh (UPLC-HRMS).b Mion-sgrùdadh leth-bhreitheach pàirt de cheàrnagan (PLS-DA) den metabolome iomlan de shampaill serum 480 bhon bhuidheann sgrùdaidh, a’ toirt a-steach smachdan fallain (HC, n = 174), nodules neo-àbhaisteach (BN, n = 170), agus adenocarcinoma sgamhain ìre I (Los Angeles, n = 136).+ ESI, modh ionization electrospray dearbhach, -ESI, modh ionization electrospray àicheil.c–e Metabolites le pailteas gu math eadar-dhealaichte ann an dà bhuidheann a chaidh a thoirt seachad (deuchainn inbhe soidhnichte Wilcoxon le dà earball, ìre lorg meallta luach p atharraichte, FDR <0.05) air an sealltainn ann an dearg (atharrachadh fillte> 1.2) agus gorm (atharrachadh fillte <0.83) .) air a shealltainn air grafaic bholcàno.f Mapa teas cruinneachadh rangachaidh a’ sealltainn eadar-dhealachaidhean mòra anns an àireamh de mheatabolitean le notaichean eadar LA agus BN.Tha dàta stòr air a thoirt seachad ann an cruth faidhlichean dàta stòr.
Chaidh an serum metabolome iomlan de 174 HC, 170 BN agus 136 LA anns a ’bhuidheann lorg a sgrùdadh a’ cleachdadh mion-sgrùdadh UPLC-HRMS.Bidh sinn an-toiseach a’ sealltainn gu bheil sampallan smachd càileachd (QC) a’ cruinneachadh gu teann aig cridhe modail mion-sgrùdadh prìomh phàirtean (PCA) gun stiùir, a’ dearbhadh seasmhachd coileanadh an sgrùdaidh làithreach (Figear Leasachail 2).
Mar a chithear anns a’ mhion-sgrùdadh pàirt-lethbhreitheach as lugha de cheàrnagan (PLS-DA) ann am Figear 1 b, lorg sinn gu robh eadar-dhealachaidhean soilleir eadar LA agus BN, LA agus HC ann am modhan ionization electrospray dearbhach (+ ESI) agus àicheil (−ESI). .iomallach.Ach, cha deach eadar-dhealachaidhean mòra sam bith a lorg eadar BN agus HC ann an suidheachaidhean +ESI agus -ESI.
Lorg sinn feartan eadar-dhealaichte 382 eadar LA agus HC, feartan eadar-dhealaichte 231 eadar LA agus BN, agus feartan eadar-dhealaichte 95 eadar BN agus HC (deuchainn inbhe soidhnichte Wilcoxon, FDR <0.05 agus atharrachadh ioma-> 1.2 no <0.83) (Figear .1c-e )..Chaidh stùcan a bharrachd a chomharrachadh (Dàta Leasachail 3) an aghaidh stòr-dàta (leabharlann mzCloud/HMDB/Chemspider) a rèir luach m/z, ùine gleidhidh agus sgrùdadh mòr-speactram briste (mion-fhiosrachadh air a mhìneachadh ann an roinn Dòighean) 22 .Mu dheireadh, chaidh metabolites le notaichean 33 agus 38 le eadar-dhealachaidhean mòra ann am pailteas a chomharrachadh airson LA an aghaidh BN (Figear 1f agus Clàr Leasachail 2) agus LA versus HC (Figear Leasachail 3 agus Clàr Leasachail 2), fa leth.An coimeas ri sin, cha deach ach metabolites 3 le eadar-dhealachaidhean mòra ann am pailteas a chomharrachadh ann am BN agus HC (Clàr Leasachail 2), co-chòrdail ris an tar-tharraing eadar BN agus HC ann am PLS-DA.Tha na metabolites eadar-dhealaichte sin a’ còmhdach raon farsaing de bhith-cheimigean (Figear Leasachail 4).Air an gabhail còmhla, tha na toraidhean sin a’ nochdadh atharrachaidhean mòra anns an serum metabolome a tha a’ nochdadh cruth-atharrachadh malignant air aillse sgamhain aig ìre thràth an coimeas ri nodules sgamhain neo-àbhaisteach no cuspairean fallain.Aig an aon àm, tha coltas an serum metabolome de BN agus HC a’ moladh gum faodadh nodules sgamhain mì-rianail mòran fheartan bith-eòlasach a cho-roinn le daoine fallain.Leis gu bheil mùthaidhean gine gabhadair fàis epidermal (EGFR) cumanta ann an subtype adenocarcinoma sgamhain 23, dh’ fheuch sinn ri faighinn a-mach dè a’ bhuaidh a bhios aig mùthaidhean draibhearan air an serum metabolome.Rinn sinn an uairsin mion-sgrùdadh air ìomhaigh metabolomic iomlan de chùisean 72 le inbhe EGFR anns a’ bhuidheann adenocarcinoma sgamhain.Gu inntinneach, lorg sinn pròifilean coimeasach eadar euslaintich mutant EGFR (n = 41) agus euslaintich seòrsa fiadhaich EGFR (n = 31) ann am mion-sgrùdadh PCA (Figear Leasachail 5a).Ach, chomharraich sinn metabolites 7 aig an robh am pailteas air atharrachadh gu mòr ann an euslaintich le mùthadh EGFR an coimeas ri euslaintich le seòrsa fiadhaich EGFR (t test, p <0.05 agus atharrachadh fillte> 1.2 no <0.83) (Figear Leasachail 5b).Is e acylcarnitines a th’ anns a’ mhòr-chuid de na metabolites sin (5 a-mach à 7), aig a bheil pàirt chudromach ann an slighean oxidation searbhag geir.
Mar a chithear anns an t-sruth-obrach a chithear ann am Figear 2 a, chaidh bith-chomharran airson seòrsachadh nodule fhaighinn a’ cleachdadh luchd-obrachaidh lùghdachaidh iomlan as lugha agus taghadh stèidhichte air metabolites eadar-dhealaichte 33 a chaidh an comharrachadh ann an LA (n = 136) agus BN (n = 170).Am measgachadh as fheàrr de chaochladairean (LASSO) - modal ath-thionndaidh logistic dà-chànanach.Chaidh tar-dhearbhadh deich-fhillte a chleachdadh gus earbsachd a’ mhodail a dhearbhadh.Tha taghadh caochlaideach agus cunbhalachadh paramadair air an atharrachadh le peanas àrdachadh coltas le paramadair λ24.Chaidh tuilleadh mion-sgrùdadh metabolomics cruinne a dhèanamh gu neo-eisimeileach anns na buidhnean dearbhaidh a-staigh (n = 104) agus dearbhadh taobh a-muigh (n = 111) gus coileanadh seòrsachaidh a’ mhodail leth-bhreith a dhearbhadh.Mar thoradh air an sin, chaidh metabolites 27 anns an t-seata lorg a chomharrachadh mar am modail lethbhreith as fheàrr leis an luach cuibheasach AUC as motha (Fig. 2b), am measg an robh 9 air gnìomhachd àrdachadh agus 18 air gnìomhachd nas ìsle ann an LA an coimeas ri BN (Fig. 2c).
Sruth-obrach airson seòrsaiche nodule sgamhain a thogail, a’ toirt a-steach taghadh am pannal as fheàrr de metabolites serum anns an t-seata lorg a’ cleachdadh modal ath-thionndaidh logistic dà-fhillte tro tar-dhearbhadh deich-fhillte agus a’ measadh coileanadh ro-innse ann an seataichean dearbhaidh a-staigh agus a-muigh.b Staitistig tar-dhearbhadh de mhodail ais-tharraing LASSO airson taghadh biomarker metabolic.Tha na h-àireamhan gu h-àrd a’ riochdachadh an àireamh chuibheasach de bhith-chomharran a chaidh a thaghadh aig λ sònraichte.Tha an loidhne dotagach dearg a’ riochdachadh luach cuibheasach AUC aig an lambda co-fhreagarrach.Tha bàraichean mearachd glas a’ riochdachadh na luachan AUC as ìsle agus as àirde.Tha an loidhne dotagach a’ comharrachadh a’ mhodail as fheàrr leis na 27 biomarkers taghte.AUC, sgìre fon lùb feart obrachaidh cuidhteas (ROC).c Atharraichean fillte de 27 metabolites taghte anns a’ bhuidheann LA an coimeas ris a’ bhuidheann BN sa bhuidheann lorg.Colbh dearg - gnìomhachadh.Tha an colbh gorm na chrìonadh.d–f Croisean feart obrachaidh cuidhteas (ROC) a’ sealltainn cumhachd a’ mhodail leth-bhreith stèidhichte air cothlamadh 27 metabolite anns na seataichean dearbhaidh lorg, taobh a-staigh agus taobh a-muigh.Tha dàta stòr air a thoirt seachad ann an cruth faidhlichean dàta stòr.
Chaidh modal ro-innse a chruthachadh stèidhichte air co-èifeachdan ais-tharraing cuideam nan 27 metabolites sin (Clàr Leasachail 3).Thug mion-sgrùdadh ROC stèidhichte air na metabolites 27 seo a-mach farsaingeachd fon luach lùbte (AUC) de 0.933, b 'e mothachadh buidheann lorg 0.868, agus b' e sònrachas 0.859 (Fig. 2d).Aig an aon àm, am measg na metabolites eadar-dhealaichte le notaichean 38 eadar LA agus HC, choilean seata de metabolites 16 AUC de 0.902 le cugallachd de 0.801 agus sònraichteachd 0.856 ann a bhith a’ dèanamh leth-bhreith air LA bho HC (Figear Leasachail 6a-c).Chaidh luachan AUC stèidhichte air diofar stairsnich atharrachadh fillte airson metabolites eadar-dhealaichte a choimeas cuideachd.Fhuair sinn a-mach gun do rinn am modail seòrsachaidh na b’ fheàrr ann a bhith a’ dèanamh leth-bhreith eadar LA agus BN (HC) nuair a chaidh an ìre atharrachaidh fillte a shuidheachadh gu 1.2 an aghaidh 1.5 no 2.0 (Figear Leasachail 7a,b).Chaidh am modail seòrsachaidh, stèidhichte air buidhnean metabolite 27, a dhearbhadh tuilleadh ann am buidhnean a-staigh agus a-muigh.B’ e an AUC 0.915 (cugallachd 0.867, sònrachas 0.811) airson dearbhadh a-staigh agus 0.945 (cugallachd 0.810, sònrachas 0.979) airson dearbhadh bhon taobh a-muigh (Fig. 2e, f).Gus èifeachdas eadar-obair a mheasadh, chaidh 40 sampall bhon bhuidheann a-muigh a sgrùdadh ann an obair-lann taobh a-muigh mar a chaidh a mhìneachadh anns an roinn Dòighean.Choilean cruinneas an t-seòrsachaidh AUC de 0.925 (Figear Leasachail 8).Leis gur e carcinoma cealla squamous sgamhain (LUSC) an dàrna fo-raon as cumanta de aillse sgamhain neo-bheag cealla (NSCLC) às deidh adenocarcinoma sgamhain (LUAD), rinn sinn deuchainn cuideachd air a’ ghoireas dearbhte de phròifilean metabolach.BN agus 16 cùisean de LUSC.Bha an AUC de leth-bhreith eadar LUSC agus BN aig 0.776 (Figear Leasachail 9), a 'sealltainn comas nas miosa an coimeas ri lethbhreith eadar LUAD agus BN.
Tha sgrùdaidhean air sealltainn gu bheil ceangal dearbhach eadar meud nodules air ìomhaighean CT agus coltas malignancy agus gu bheil e fhathast na phrìomh dhearbhadh air làimhseachadh nodule25,26,27.Sheall mion-sgrùdadh air dàta bhon bhuidheann mhòr de sgrùdadh sgrìonaidh NELSON gu robh an cunnart bho malignancy ann an cuspairean le nodan <5 mm eadhon coltach ris an fheadhainn ann an cuspairean gun nodan 28 .Mar sin, is e 5 mm am meud as lugha a dh’ fheumas sgrùdadh CT cunbhalach, mar a chaidh a mholadh le Comann Thoracic Bhreatainn (BTS), agus 6 mm, mar a chaidh a mholadh le Comann Fleischner 29 .Ach, tha nodules nas motha na 6 mm agus às aonais feartan mì-shoilleir follaiseach, ris an canar nodules sgamhain neo-chinnteach (IPN), fhathast na dhùbhlan mòr ann am measadh agus riaghladh ann an cleachdadh clionaigeach30,31.Rinn sinn sgrùdadh an uairsin an tug meud nodule buaidh air ainmean-sgrìobhte metabolomic a’ cleachdadh sampallan cruinnichte bho na buidhnean lorg agus dearbhaidh a-staigh.Le fòcas air biomarkers dearbhte 27, rinn sinn coimeas an-toiseach air pròifilean PCA de metabolomes HC agus BN fo-6 mm.Fhuair sinn a-mach gun robh a’ mhòr-chuid de na puingean dàta airson HC agus BN a’ dol thairis air, a’ sealltainn gu robh ìrean serum metabolite coltach ris an dà bhuidheann (Fig. 3a).Bha na mapaichean feart thar raointean meud eadar-dhealaichte fhathast glèidhte ann am BN agus LA (Fig. 3b, c), ach chunnacas dealachadh eadar nodulan malignant agus neo-àbhaisteach anns an raon 6-20 mm (Fig. 3d).Bha AUC de 0.927 aig a’ bhuidheann seo, sònrachas 0.868, agus cugallachd 0.820 airson a bhith a’ ro-innse malignancy nodules a’ tomhas 6 gu 20 mm (Fig. 3e, f).Tha na co-dhùnaidhean againn a’ sealltainn gun urrainn don neach-seòrsachaidh atharrachaidhean metabolach a ghlacadh air adhbhrachadh le cruth-atharrachadh malignant tràth, ge bith dè am meud nodule.
ad Coimeas eadar pròifilean PCA eadar buidhnean sònraichte stèidhichte air seòrsachadh metabollach de 27 metabolites.CC agus BN <6 mm.b BN < 6 mm vs BN 6–20 mm.ann an LA 6-20 mm an aghaidh LA 20-30 mm.g BN 6-20 mm agus 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 Lùb feart obrachaidh glacadair (ROC) a’ sealltainn coileanadh modail leth-bhreith airson nodules 6–20 mm.f Chaidh luachan coltachd a thomhas a rèir a’ mhodail ath-thilleadh loidsigeach airson nodules le tomhas 6–20 mm.Tha an loidhne dotagach glas a’ riochdachadh an luach gearraidh as fheàrr (0.455).Tha na h-àireamhan gu h-àrd a’ riochdachadh an àireamh sa cheud de chùisean a thathar an dùil airson Los Angeles.Cleachd deuchainn t Oileanach dà-earball.PCA, mion-sgrùdadh prìomh phàirtean.Sgìre AUC fon lùb.Tha dàta stòr air a thoirt seachad ann an cruth faidhlichean dàta stòr.
Chaidh ceithir sampaill (aois 44-61 bliadhna) le meudan nodule sgamhain coltach (7-9 mm) a thaghadh tuilleadh gus coileanadh a’ mhodail ro-innse malignancy a chaidh a mholadh (Fig. 4a, b) a nochdadh.Air sgrìonadh tùsail, bha Cùis 1 air a thaisbeanadh mar nodule cruaidh le àireamhachadh, feart co-cheangailte ri mì-chomas, ach tha Cùis 2 air a thaisbeanadh mar nodule neo-chrìochnaichte gu ìre chruaidh gun fheartan mì-chinnteach follaiseach.Sheall trì cuairtean de sganaidhean CT leantainneach gun do dh'fhuirich na cùisean sin seasmhach thar ùine 4-bliadhna agus mar sin bha iad air am meas mar nodulan neo-àbhaisteach (Fig. 4a).An coimeas ri measadh clionaigeach air sganaidhean sreathach CT, chomharraich mion-sgrùdadh serum metabolite aon-dhealbh leis a’ mhodail seòrsachaidh gnàthach gu sgiobalta agus gu ceart na nodulan neo-riaghailteach sin stèidhichte air cuingealachaidhean probabilistic (Clàr 1).Tha Figear 4b ann an cùis 3 a’ sealltainn nodule le comharran de tharraing air ais pleural, a tha gu tric co-cheangailte ri malignancy32.Cùis 4 air a thaisbeanadh mar nodule neo-chinnteach gu ìre làidir gun fhianais air adhbhar mì-laghail.Bhathar an dùil gum biodh na cùisean sin uile malignant a rèir a’ mhodail seòrsachaidh (Clàr 1).Chaidh measadh adenocarcinoma sgamhain a dhearbhadh le sgrùdadh histopathological às deidh lannsaireachd resection sgamhain (Fig. 4b).Airson an t-seata dearbhaidh taobh a-muigh, rinn an seòrsaiche metabolic ro-innse ceart air dà chùis de nodulan sgamhain neo-chrìochnach nas motha na 6 mm (Figear Leasachail 10).
Ìomhaighean CT de uinneag aiseach nan sgamhanan de dhà chùis de nodules mì-chinnteach.Ann an cùis 1, sheall scan CT às deidh 4 bliadhna nodule cruaidh seasmhach a ’tomhas 7 mm le àireamhachadh anns an lobe ìosal cheart.Ann an cùis 2, nochd sgrùdadh CT às deidh 5 bliadhna nodule seasmhach, pàirt-dhathach le trast-thomhas de 7 mm anns an lobe gu h-àrd air an làimh dheis.b Ìomhaighean CT uinneag axial de na sgamhanan agus sgrùdaidhean pathological co-fhreagarrach air dà chùis de adenocarcinoma ìre I ro resection sgamhain.Nochd cùis 3 nodule le trast-thomhas de 8 mm anns an lobe gu h-àrd air an làimh dheis le tarraing air ais pleural.Nochd cùis 4 nodule glainne-talmhainn a bha gu ìre chruaidh a’ tomhas 9 mm anns an lobe àrd air an taobh chlì.Staining hematoxylin agus eosin (H&E) de stuth sgamhain ath-leasaichte (bàr-sgèile = 50 μm) a’ nochdadh pàtran fàis acinar de adenocarcinoma sgamhain.Tha saighdean a’ comharrachadh nodules a lorgar air ìomhaighean CT.Tha ìomhaighean H&E nan ìomhaighean riochdachail de ghrunn raointean microscopach (> 3) air an sgrùdadh leis an eòlaiche-eòlaiche.
Air an gabhail còmhla, tha na co-dhùnaidhean againn a’ sealltainn an luach a dh’ fhaodadh a bhith aig bith-chomharran serum metabolite ann a bhith a’ breithneachadh eadar-dhealaichte air nodules sgamhain, a dh’ fhaodadh a bhith nan dùbhlain nuair a thathar a’ measadh sgrìonadh CT.
Stèidhichte air pannal metabolite eadar-dhealaichte dearbhte, dh’ fheuch sinn ri co-dhàimhean bith-eòlasach de phrìomh atharrachaidhean metabolach a chomharrachadh.Chomharraich mion-sgrùdadh beairteas slighe KEGG le MetaboAnalyst 6 slighean cumanta air an atharrachadh gu mòr eadar an dà bhuidheann ainmichte (LA vs HC agus LA vs BN, atharraichte p ≤ 0.001, buaidh> 0.01).Bha na h-atharrachaidhean sin air an comharrachadh le buairidhean ann am metabolism pyruvate, metabolism tryptophan, metabolism niacin agus nicotinamide, glycolysis, cearcall TCA, agus metabolism purine (Fig. 5a).Rinn sinn an uairsin metabolomics cuimsichte gus atharrachaidhean mòra a dhearbhadh a’ cleachdadh àireamhachadh iomlan.Co-dhùnadh metabolites cumanta ann an slighean a tha air an atharrachadh gu cumanta le mòr-speactrometry ceithir-cheàrnach trì-fhillte (QQQ) a’ cleachdadh inbhean metabolite dearbhte.Tha feartan deamografach an t-sampall targaid sgrùdaidh metabolomics air an gabhail a-steach ann an Clàr Leasachail 4. Co-chòrdail ris na toraidhean metabolomics cruinne againn, dhearbh mion-sgrùdadh cainneachdail gun deach hypoxanthine agus xanthine, pyruvate, agus lactate àrdachadh ann an LA an coimeas ri BN agus HC (Fig. 5b, c, p <0.05).Ach, cha deach eadar-dhealachaidhean mòra sam bith a lorg anns na metabolites sin eadar BN agus HC.
Mion-sgrùdadh beairteachadh slighe KEGG air metabolites a tha gu math eadar-dhealaichte anns a’ bhuidheann LA an taca ris na buidhnean BN agus HC.Chaidh Globaltest dà-earball a chleachdadh, agus chaidh luachan p atharrachadh a’ cleachdadh modh Holm-Bonferroni (p ≤ 0.001 atharraichte agus meud buaidh> 0.01).b–d plotaichean fìdhle a’ sealltainn ìrean hypoxanthine, xanthine, lactate, pyruvate, agus tryptophan ann an serum HC, BN, agus LA air a dhearbhadh le LC-MS/MS (n = 70 gach buidheann).Tha loidhnichean dotagach geal is dubh a’ comharrachadh a’ mheadhain agus a’ chairteal, fa leth.e Cuilbheart fìdhle a’ sealltainn abairt mRNA àbhaisteach Log2TPM (tar-sgrìobhaidhean gach millean) de SLC7A5 agus QPRT ann an adenocarcinoma sgamhain (n = 513) an coimeas ri clò sgamhain àbhaisteach (n = 59) ann an stòr-dàta LUAD-TCGA.Tha am bogsa geal a’ riochdachadh an raon eadar-chairteal, tha an loidhne dhubh chòmhnard sa mheadhan a’ riochdachadh am meadhan, agus tha an loidhne dhubh dhìreach a tha a’ leudachadh bhon bhogsa a’ riochdachadh an eadar-ama misneachd 95% (CI).f Cuilbheart co-dhàimh Pearson de abairt SLC7A5 agus GAPDH ann an adenocarcinoma sgamhain (n = 513) agus clò sgamhain àbhaisteach (n = 59) ann an stòr-dàta TCGA.Tha an raon glas a’ riochdachadh 95% CI.r, co-èifeachd co-dhàimh Pearson.g Ìrean tryptophan cealla àbhaisteach ann an ceallan A549 air an gluasad le smachd shRNA neo-shònraichte (NC) agus shSLC7A5 (Sh1, Sh2) air a dhearbhadh le LC-MS/MS.Tha mion-sgrùdadh staitistigeil air còig sampaill neo-eisimeileach bith-eòlasach anns gach buidheann air a thaisbeanadh.h Ìrean cealla de NADt (NAD iomlan, a’ toirt a-steach NAD + agus NADH) ann an ceallan A549 (NC) agus SLC7A5 a’ leagail cheallan A549 (Sh1, Sh2).Tha mion-sgrùdadh staitistigeil air trì sampallan neo-eisimeileach bith-eòlasach anns gach buidheann air a thaisbeanadh.i Chaidh gnìomhachd glycolytic de cheallan A549 ro agus às deidh leagail SLC7A5 a thomhas a rèir ìre searbhachaidh extracellular (ECAR) (n = 4 sampallan neo-eisimeileach bith-eòlasach gach buidheann).2-DG, 2-deoxy-D-glucose.Chaidh deuchainn Oileanach dà-earbaill a chleachdadh ann am (b–h).Ann an (g–i), tha bàraichean mearachd a’ riochdachadh a’ chuibheasachd ± SD, chaidh gach deuchainn a dhèanamh trì tursan gu neo-eisimeileach agus bha na toraidhean coltach.Tha dàta stòr air a thoirt seachad ann an cruth faidhlichean dàta stòr.
A’ beachdachadh air a’ bhuaidh chudromach a tha aig metabolism tryptophan atharraichte anns a’ bhuidheann LA, rinn sinn measadh cuideachd air ìrean serum tryptophan anns na buidhnean HC, BN, agus LA a’ cleachdadh QQQ.Fhuair sinn a-mach gun deach serum tryptophan a lughdachadh ann an LA an coimeas ri HC no BN (p <0.001, Figear 5d), a tha co-chòrdail ri co-dhùnaidhean roimhe seo gu bheil cuairteachadh ìrean tryptophan nas ìsle ann an euslaintich le aillse sgamhain na ann an smachdan fallain bhon bhuidheann smachd33,34 , 35.Lorg sgrùdadh eile a’ cleachdadh tracer PET/CT 11C-methyl-L-tryptophan gun deach an ùine gleidhidh comharran tryptophan ann an clò aillse sgamhain àrdachadh gu mòr an taca ri lotan mì-laghail no clò àbhaisteach36.Tha sinn a’ gabhail beachd gum faodadh an lùghdachadh ann an tryptophan ann an serum LA a bhith a’ nochdadh cleachdadh gnìomhach tryptophan le ceallan aillse sgamhain.
Tha fios cuideachd gur e toradh deireannach an t-slighe kynurenine de catabolism tryptophan NAD + 37,38, a tha na fho-strat cudromach airson ath-bhualadh glyceraldehyde-3-phosphate le 1,3-bisphosphosphoglycerate ann an glycolysis39.Fhad ‘s a tha sgrùdaidhean roimhe air fòcas a chuir air àite catabolism tryptophan ann an riaghladh dìonachd, dh’ fheuch sinn ri mìneachadh a dhèanamh air an eadar-chluich eadar dysregulation tryptophan agus slighean glycolytic a chaidh fhaicinn san sgrùdadh làithreach.Tha fios gu bheil teaghlach còmhdhail solute 7 ball 5 (SLC7A5) na neach-còmhdhail tryptophan43,44,45.Tha searbhag quinolinic phosphoribosyltransferase (QPRT) na enzyme a tha suidhichte sìos an abhainn bhon t-slighe kynurenine a bhios ag atharrachadh searbhag quinolinic gu NAMN46.Nochd sgrùdadh air stòr-dàta LUAD TCGA gun robh an dà chuid SLC7A5 agus QPRT air an àrdachadh gu mòr ann an clò tumhair an coimeas ri clò àbhaisteach (Fig. 5e).Chaidh an àrdachadh seo fhaicinn ann an ìrean I agus II a bharrachd air ìrean III agus IV de adenocarcinoma sgamhain (Figear Leasachail 11), a’ nochdadh buairidhean tràth ann am metabolism tryptophan co-cheangailte ri tumorigenesis.
A bharrachd air an sin, sheall stòr-dàta LUAD-TCGA co-dhàimh adhartach eadar abairt mRNA SLC7A5 agus GAPDH ann an sampallan euslaintich aillse (r = 0.45, p = 1.55E-26, Figear 5f).An coimeas ri sin, cha deach co-dhàimh chudromach sam bith a lorg eadar ainmean gine mar sin ann an clò sgamhain àbhaisteach (r = 0.25, p = 0.06, Figear 5f).Lùghdaich lughdachadh SLC7A5 (Figear Leasachail 12) ann an ceallan A549 gu mòr ìrean tryptophan ceallach agus NAD(H) (Figear 5g,h), a’ leantainn gu gnìomhachd glycolytic lagaichte mar a chaidh a thomhas le ìre searbhachaidh extracellular (ECAR) (Figear 1).5i).Mar sin, stèidhichte air atharrachaidhean metabolach ann an serum agus lorg in vitro, tha sinn a’ gabhail beachd gum faodadh metabolism tryptophan NAD + a thoirt gu buil tron t-slighe kynurenine agus gu bheil pàirt chudromach aca ann a bhith a’ brosnachadh glycolysis ann an aillse sgamhain.
Tha sgrùdaidhean air sealltainn gum faodadh àireamh mhòr de nodules sgamhain neo-chrìochnaichte a lorgar le LDCT leantainn gu feum air deuchainnean a bharrachd leithid PET-CT, biopsy sgamhain, agus cus làimhseachadh mar thoradh air breithneachadh meallta-dearbhach air malignancy.31 Mar a chithear ann am Figear 6, Chomharraich an sgrùdadh againn pannal de metabolites serum le luach breithneachaidh a dh’ fhaodadh srath-chunnart adhartachadh agus riaghladh nodules sgamhain a lorgar le CT.
Bithear a’ measadh nodulan cnuimheach le bhith a’ cleachdadh tomagrafaidheachd àireamhach dòs-ìseal (LDCT) le feartan ìomhaigheachd a’ nochdadh adhbharan mì-laghail no malignant.Faodaidh toradh mì-chinnteach nodules leantainn gu tadhalan leantainneach tric, eadar-theachdan neo-riatanach, agus cus làimhseachadh.Le bhith a’ toirt a-steach seòrsachadh serum metabolic le luach breithneachaidh dh’ fhaodadh measadh cunnairt adhartachadh agus riaghladh nodules sgamhain às deidh sin.Tomography sgaoilidh positron PET.
Tha dàta bho sgrùdadh NLST na SA agus sgrùdadh Eòrpach NELSON a’ moladh gum faodadh sgrìonadh bhuidhnean àrd-chunnart le tomagrafaidheachd àireamhaichte dòs ìosal (LDCT) bàsmhorachd aillse sgamhain1,3 a lughdachadh.Ach, tha measadh cunnairt agus riaghladh clionaigeach às deidh sin air àireamhan mòra de nodules sgamhain tuiteamach a lorgar le LDCT fhathast mar an fheadhainn as dùbhlanaiche.Is e am prìomh amas an seòrsachadh ceart de phròtacalan stèidhichte air LDCT a mheudachadh le bhith a’ toirt a-steach bith-chomharran earbsach.
Chaidh cuid de bhith-chomharran moileciuil, leithid metabolites fala, a chomharrachadh le bhith a’ dèanamh coimeas eadar aillse sgamhain le smachdan fallain15,17.Anns an sgrùdadh làithreach, chuir sinn fòcas air a bhith a’ cleachdadh mion-sgrùdadh serum metabolomics gus eadar-dhealachadh a dhèanamh eadar nodules sgamhain mì-chinnteach agus malignant a chaidh a lorg le LDCT.Rinn sinn coimeas eadar an serum metabolome cruinne de smachd fallain (HC), nodules sgamhain mì-rianail (BN), agus sampallan adenocarcinoma sgamhain ìre I (LA) a’ cleachdadh mion-sgrùdadh UPLC-HRMS.Fhuair sinn a-mach gu robh cunntasan meatabileach co-chosmhail aig HC agus BN, ach sheall LA atharrachaidhean mòra an coimeas ri HC agus BN.Chomharraich sinn dà sheata de serum metabolites a tha ag eadar-dhealachadh LA bho HC agus BN.
Tha an sgeama aithneachaidh gnàthach stèidhichte air LDCT airson nodules mì-laghail agus malignant stèidhichte sa mhòr-chuid air meud, dùmhlachd, morf-eòlas agus ìre fàis nodules thar ùine30.Tha sgrùdaidhean roimhe air sealltainn gu bheil meud nodules ceangailte gu dlùth ri coltas aillse sgamhain.Eadhon ann an euslaintich le cunnart àrd, tha an cunnart bho malignancy ann an nodan <6 mm <1%.Tha an cunnart bho malignancy airson nodules a tha a’ tomhas 6 gu 20 mm a’ dol bho 8% gu 64%30.Mar sin, tha Comann Fleischner a’ moladh trast-thomhas gearraidh de 6 mm airson leantainn CT àbhaisteach.29 Ach, cha deach measadh cunnairt agus riaghladh nodules sgamhain neo-chrìochnaichte (IPN) nas motha na 6 mm a choileanadh gu leòr 31 .Mar as trice bidh làimhseachadh tinneas cridhe congenital stèidhichte air feitheamh faireachail le sgrùdadh CT tric.
Stèidhichte air an metabolome dearbhte, sheall sinn airson a’ chiad uair an tar-tharraing de ainmean-sgrìobhte metabolomic eadar daoine fallain agus nodules neo-riaghailteach <6 mm.Tha an coltas bith-eòlasach co-chòrdail ri co-dhùnaidhean CT roimhe gu bheil an cunnart bho malignancy airson nodules <6 mm cho ìosal ri cuspairean gun nodules.30 Bu chòir a thoirt fa-near gu bheil na co-dhùnaidhean againn cuideachd a’ sealltainn gu bheil nodulan neo-riaghailteach <6 mm agus ≥6 mm àrd coltachd ann am pròifilean metabolomic, a’ moladh gu bheil am mìneachadh gnìomh air etiology neo-àbhaisteach cunbhalach ge bith dè am meud nodule.Mar sin, faodaidh panalan serum metabolite diagnostic an latha an-diugh aon mheasadh a thoirt seachad mar dheuchainn às-riaghailt nuair a lorgar nodules an toiseach air CT agus a dh’ fhaodadh sgrùdadh sreathach a lughdachadh.Aig an aon àm, chomharraich an aon phannal de bhith-chomharran metabolach nodules malignant ≥6 mm ann am meud bho nodules neo-àbhaisteach agus thug iad seachad ro-innse ceart airson IPNn den aon mheud agus feartan morphologach teagmhach air ìomhaighean CT.Rinn an seòrsaiche metabolism serum seo gu math ann a bhith a’ ro-innse malignancy nodules ≥6 mm le AUC de 0.927.Air an gabhail còmhla, tha na co-dhùnaidhean againn a’ nochdadh gum faodadh ainmean-sgrìobhte serum metabolomic sònraichte a bhith a’ nochdadh gu sònraichte atharrachaidhean metabolach tràth air adhbhrachadh le tumhair agus gum bi luach aca mar ro-innsearan cunnairt, neo-eisimeileach bho mheud nodule.
Gu sònraichte, is e adenocarcinoma sgamhain (LUAD) agus carcinoma cealla squamous (LUSC) na prìomh sheòrsaichean de aillse sgamhain neo-bheag cealla (NSCLC).Leis gu bheil ceangal làidir aig LUSC ri cleachdadh tombaca47 agus gur e LUAD an histology as cumanta de nodules sgamhain tuiteamach a chaidh a lorg air sgrìonadh CT48, chaidh am modal seòrsachaidh againn a thogail gu sònraichte airson sampallan adenocarcinoma ìre I.Chuir Wang agus a cho-obraichean fòcas cuideachd air LUAD agus chomharraich iad naoi ainmean lipid a’ cleachdadh lipidomics gus aillse sgamhain aig ìre thràth a dhealachadh bho dhaoine fallain17.Rinn sinn deuchainn air a’ mhodail seòrsachaidh gnàthach air cùisean 16 de ìre I LUSC agus 74 nodules neo-shoilleir agus chunnaic sinn cruinneas ro-innse LUSC ìosal (AUC 0.776), a’ moladh gum faodadh na h-ainmean metabolomic aca fhèin a bhith aig LUAD agus LUSC.Gu dearbh, thathas air sealltainn gu bheil LUAD agus LUSC eadar-dhealaichte a thaobh etiology, tùs bith-eòlasach agus gluasadan ginteil49.Mar sin, bu chòir seòrsachan eile de histology a bhith air an toirt a-steach do mhodalan trèanaidh airson aillse sgamhain a lorg stèidhichte air àireamh-sluaigh ann am prògraman sgrìonaidh.
An seo, chomharraich sinn na sia slighean a chaidh atharrachadh as trice ann an adenocarcinoma sgamhain an coimeas ri smachdan fallain agus nodules neo-àbhaisteach.Tha Xanthine agus hypoxanthine nam metabolites cumanta den t-slighe mheatabolaig purine.Co-chòrdail ris na toraidhean againn, chaidh eadar-mheadhanan co-cheangailte ri metabolism purine àrdachadh gu mòr ann an serum no maothran euslaintich le adenocarcinoma sgamhain an coimeas ri smachdan fallain no euslaintich aig an ìre ro-ionnsaigheach15,50.Dh’ fhaodadh ìrean àrdaichte serum xanthine agus hypoxanthine a bhith a’ nochdadh an anabolism a tha riatanach le bhith ag iomadachadh cheallan aillse gu luath.Tha dì-riaghladh metabolism glùcois na chomharradh ainmeil air metabolism aillse51.An seo, chunnaic sinn àrdachadh mòr ann am pyruvate agus lactate anns a’ bhuidheann LA an coimeas ris a’ bhuidheann HC agus BN, a tha co-chòrdail ri aithisgean roimhe seo mu ana-cainnt slighe glycolytic ann am pròifilean serum metabolome euslaintich aillse sgamhain neo-bheag (NSCLC) agus smachdan fallain.tha na toraidhean co-chòrdail52,53.
Gu cudromach, chunnaic sinn co-dhàimh neo-dhìreach eadar pyruvate agus metabolism tryptophan ann an serum adenocarcinomas sgamhain.Chaidh ìrean serum tryptophan a lughdachadh anns a’ bhuidheann LA an coimeas ris a’ bhuidheann HC no BN.Gu inntinneach, lorg sgrùdadh mòr roimhe a’ cleachdadh buidheann a bha san amharc gu robh ìrean ìosal de chuairteachadh tryptophan co-cheangailte ri cunnart nas motha airson aillse sgamhain 54 .Tha tryptophan na amino-aigéid riatanach a gheibh sinn gu tur bho bhiadh.Tha sinn a’ co-dhùnadh gum faodadh ìsleachadh serum tryptophan ann an adenocarcinoma sgamhain a bhith a’ nochdadh ìsleachadh luath den metabolite seo.Tha fios gu bheil an toradh deireannach de catabolism tryptophan tron t-slighe kynurenine mar thùs synthesis de novo NAD +.Leis gu bheil NAD + air a thoirt a-mach gu sònraichte tron t-slighe sàbhalaidh, tha cudromachd NAD + ann am metabolism tryptophan ann an slàinte is galair fhathast ri dhearbhadh46.Sheall ar mion-sgrùdadh air stòr-dàta TCGA gun robh àrdachadh mòr ann an adenocarcinoma sgamhain ann an adenocarcinoma sgamhain an coimeas ri smachdan àbhaisteach agus gu robh e ceangailte gu dearbhach ri abairt an enzym glycolytic GAPDH.Tha sgrùdaidhean roimhe seo air fòcas a chuir gu sònraichte air àite catabolism tryptophan ann a bhith a’ cuir às don fhreagairt dìon antitumor40,41,42.An seo tha sinn a’ sealltainn gu bheil casg air cleachdadh tryptophan le bhith a’ leagail SLC7A5 ann an ceallan aillse sgamhain a’ leantainn gu lùghdachadh ann an ìrean cealla NAD agus lughdachadh concomitant de ghnìomhachd glycolytic.Ann an geàrr-chunntas, tha an sgrùdadh againn a’ toirt seachad bunait bith-eòlasach airson atharrachaidhean ann am metabolism serum co-cheangailte ri cruth-atharrachadh malignant de adenocarcinoma sgamhain.
Is e mùthaidhean EGFR na mùthaidhean draibhearan as cumanta ann an euslaintich le NSCLC.Anns an sgrùdadh againn, lorg sinn gu robh cunntasan metabolomic iomlan aig euslaintich le mùthadh EGFR (n = 41) coltach ri euslaintich le seòrsa fiadhaich EGFR (n = 31), ged a lorg sinn ìrean serum nas ìsle de chuid de dh’ euslaintich mutant EGFR ann an euslaintich acylcarnitine.Is e gnìomh stèidhichte acylcarnitines buidhnean acyl a ghiùlan bhon cytoplasm a-steach don mhaitrix mitochondrial, a’ leantainn gu oxidachadh aigéid shailleil gus lùth a thoirt gu buil 55 .Co-chòrdail ris na co-dhùnaidhean againn, chomharraich sgrùdadh o chionn ghoirid cuideachd pròifilean metabolome coltach ri chèile eadar EGFR mutant agus tumors seòrsa fiadhaich EGFR le bhith a’ dèanamh anailis air metabolome cruinne de shamhlaichean clò adenocarcinoma sgamhain 10250.Gu inntinneach, chaidh susbaint acylcarnitine a lorg cuideachd anns a 'bhuidheann mutant EGFR.Mar sin, co-dhiù a tha atharrachaidhean ann an ìrean acylcarnitine a’ nochdadh atharrachaidhean metabolach air an adhbhrachadh le EGFR agus dh’ fhaodadh na slighean moileciuil bunaiteach a bhith airidh air tuilleadh sgrùdaidh.
Ann an co-dhùnadh, tha an sgrùdadh againn a’ stèidheachadh seòrsaiche metabolic serum airson breithneachadh eadar-dhealaichte air nodules sgamhain agus a’ moladh sruth-obrach as urrainn measadh cunnairt a bharrachadh agus riaghladh clionaigeach a dhèanamh stèidhichte air sgrìonadh scan CT.
Chaidh an sgrùdadh seo aontachadh le Comataidh Beusachd Ospadal Ailse Oilthigh Sun Yat-sen, a’ Chiad Ospadal Co-cheangailte aig Oilthigh Sun Yat-sen, agus Comataidh Beusachd Ospadal Ailse Oilthigh Zhengzhou.Anns na buidhnean lorg agus dearbhaidh taobh a-staigh, chaidh 174 sera bho dhaoine fallain agus 244 sera bho nodules neo-àbhaisteach a chruinneachadh bho dhaoine fa leth a bha a’ faighinn deuchainnean meidigeach bliadhnail aig an Roinn Smachd agus Bacadh Aillse, Ionad Ailse Oilthigh Sun Yat-sen, agus 166 nodules neo-àbhaisteach.serum.Chaidh adenocarcinomas sgamhain Ìre I a chruinneachadh bho Ionad Ailse Oilthigh Sun Yat-sen.Anns a’ bhuidheann dearbhaidh taobh a-muigh, bha 48 cùis de nodules mì-nàdarrach, 39 cùisean de adenocarcinoma sgamhain ìre I bho Chiad Ospadal Co-cheangailte Oilthigh Sun Yat-sen, agus 24 cùis de adenocarcinoma sgamhain ìre I bho Ospadal Ailse Zhengzhou.Chruinnich Ionad Ailse Oilthigh Sun Yat-sen cuideachd 16 cùisean de aillse sgamhain cealla squamous ìre I gus deuchainn a dhèanamh air comas breithneachaidh an seòrsaiche metabollach stèidhichte (tha feartan euslaintich air an sealltainn ann an Clàr Leasachail 5).Chaidh sampaill bhon bhuidheann lorg agus cohort dearbhaidh a-staigh a chruinneachadh eadar Faoilleach 2018 agus Cèitean 2020. Chaidh sampaill airson a’ bhuidheann dearbhaidh taobh a-muigh a chruinneachadh eadar Lùnastal 2021 agus Dàmhair 2022. Gus claonadh gnè a lughdachadh, chaidh timcheall air an aon àireamh de chùisean fireann is boireann a shònrachadh do gach fear. cohort.Sgioba Lorg agus Sgioba Lèirmheas Taobh a-staigh.Chaidh gnè com-pàirtiche a dhearbhadh stèidhichte air fèin-aithisg.Chaidh cead fiosraichte fhaighinn bhon a h-uile com-pàirtiche agus cha deach airgead-dìolaidh sam bith a thoirt seachad.B’ e cuspairean le nodules neo-àbhaisteach an fheadhainn le sgòr scan CT seasmhach aig 2 gu 5 bliadhna aig àm an sgrùdaidh, ach a-mhàin cùis 1 bhon sampall dearbhaidh bhon taobh a-muigh, a chaidh a chruinneachadh ro-làimh agus a chaidh a dhearbhadh le histopathology.A bharrachd air bronchitis leantainneach.Chaidh cùisean adenocarcinoma sgamhain a chruinneachadh ro resection sgamhain agus air an dearbhadh le breithneachadh pathological.Chaidh sampallan fala luath a chruinneachadh ann an tiùban dealachaidh serum às aonais anticoagulants sam bith.Chaidh sampallan fala a clotadh airson 1 uair aig teòthachd an t-seòmair agus an uairsin centrifuged aig 2851 × g airson 10 mionaidean aig 4 ° C gus serum supernatant a chruinneachadh.Chaidh aliquots serum a reothadh aig -80 ° C gus an deach metabolite a thoirt a-mach.Chruinnich an Roinn Bacadh Ailse agus Sgrùdadh Meidigeach air Ionad Ailse Oilthigh Sun Yat-sen cruinneachadh de serum bho 100 tabhartaiche fallain, a ’toirt a-steach àireamh co-ionann de fhir is bhoireannaich eadar 40 agus 55 bliadhna.Chaidh meudan co-ionann de gach sampall tabhartais a mheasgachadh, chaidh an amar a thàinig às a sin a thoirt seachad agus a stòradh aig -80 ° C.Chaidh am measgachadh serum a chleachdadh mar stuth fiosrachaidh airson smachd càileachd agus cunbhalachadh dàta.
Chaidh serum iomraidh agus sampallan deuchainn a leaghadh agus chaidh metabolites a thoirt a-mach a’ cleachdadh dòigh às-tharraing aonaichte (MTBE / methanol / uisge) 56 .Ann an ùine ghoirid, chaidh 50 μl de serum a mheasgachadh le 225 μl de methanol fuar-deighe agus 750 μl de methyl tert-butyl ether methyl tert-butyl fuar-deighe (MTBE).Cruthaich am measgachadh agus cuir air deigh airson 1 uair a thìde.Chaidh na sampallan an uairsin a mheasgachadh agus vortex measgaichte le 188 μl de uisge ìre MS anns an robh inbhean a-staigh (13C-lactate, 13C3-pyruvate, 13C-methionine, agus 13C6-isoleucine, air a cheannach bho Cambridge Isotope Laboratories).Chaidh am measgachadh an uairsin a mheadhanachadh aig 15,000 × g airson 10 min aig 4 ° C, agus chaidh an ìre ìosal a ghluasad gu dà phìob (125 μL gach) airson mion-sgrùdadh LC-MS ann am modhan adhartach is àicheil.Mu dheireadh, chaidh an sampall a ghluasad gu tiormachd ann an inneal-cruinneachaidh falamh àrd-astar.
Chaidh na metabolites tiormaichte ath-chruthachadh ann an 120 μl de 80% acetonitrile, vortexed airson 5 min, agus centrifuged aig 15,000 × g airson 10 min aig 4 ° C.Chaidh supernatants a ghluasad gu criathraidean glainne òmar le microinserts airson sgrùdaidhean metabolomics.Mion-sgrùdadh metabolomics gun amas air àrd-ùrlar cromatagrafaidheachd lionn ultra-choileanadh - mòr-speactrometry àrd-rèiteachaidh (UPLC-HRMS).Chaidh metabolites a sgaradh le bhith a’ cleachdadh siostam Dionex Ultimate 3000 UPLC agus colbh ACQUITY BEH Amide (2.1 × 100 mm, 1.7 μm, Waters).Ann am modh ian dearbhach, b’ e na h-ìrean gluasadach 95% (A) agus 50% acetonitrile (B), anns gach fear le 10 mmol / L ammonium acetate agus 0.1% searbhag formic.Ann am modh àicheil, bha ìrean gluasadach A agus B a' gabhail a-steach 95% agus 50% acetonitrile, fa leth, anns an dà ìre bha 10 mmol/L ammonium acetate, pH = 9. Bha am prògram caisead mar a leanas: 0–0.5 min, 2% B;0.5-12 min, 2-50% B;12–14 min, 50–98% B;14–16 mion, 98% B;16–16.1.min, 98 -2% B;16.1–20 min, 2% B. Chaidh an colbh a chumail aig 40 ° C agus an sampall aig 10 ° C anns an autosampler.B’ e an ìre sruthadh 0.3 ml / min, b’ e meud an stealladh 3 μl.Chaidh spectrometer mòr Q-Exactive Orbitrap (Thermo Fisher Scientific) le stòr ionization electrospray (ESI) obrachadh ann am modh làn scan agus an cois modh sgrùdaidh ddMS2 gus meudan mòra de dhàta a chruinneachadh.Chaidh na paramadairean MS a shuidheachadh mar a leanas: bholtadh spraeraidh +3.8 kV / - 3.2 kV, teòthachd capillary 320 ° C, gas dìon 40 arb, gas taice 10 arb, teòthachd teasadair probe 350 ° C, raon sganaidh 70–1050 m / h, rùn.70 000. Chaidh dàta fhaighinn a’ cleachdadh Xcalibur 4.1 (Thermo Fisher Scientific).
Gus càileachd dàta a mheasadh, chaidh sampallan smachd càileachd aonaichte (QC) a chruthachadh le bhith a’ toirt air falbh 10 μL aliquots den supernatant bho gach sampall.Chaidh sia in-stealladh sampall smachd càileachd a sgrùdadh aig toiseach an t-sreath anailis gus seasmhachd siostam UPLC-MS a mheasadh.Bidh sampallan smachd càileachd an uairsin air an toirt a-steach don bhaidse bho àm gu àm.Chaidh a h-uile baidse de shampall serum 11 san sgrùdadh seo a sgrùdadh le LC-MS.Chaidh Aliquots de mheasgachadh amar serum bho 100 tabhartaiche fallain a chleachdadh mar stuth fiosrachaidh ann an baidsean fa leth gus sùil a chumail air a’ phròiseas às-tharraing agus atharrachadh airson buaidhean baidse-gu-baidse.Chaidh mion-sgrùdadh metabolomics gun amas air a’ bhuidheann lorg, cohort dearbhaidh taobh a-staigh, agus buidheann dearbhaidh taobh a-muigh a dhèanamh aig Ionad Metabolomics Oilthigh Sun Yat-sen.Rinn obair-lann taobh a-muigh Ionad Sgrùdaidh is Deuchainn Oilthigh Guangdong cuideachd mion-sgrùdadh air 40 sampall bhon bhuidheann taobh a-muigh gus coileanadh a’ mhodail seòrsachaidh a dhearbhadh.
Às deidh às-tharraing agus ath-chruthachadh, chaidh tomhas iomlan de serum metabolites a thomhas a’ cleachdadh cromatagrafaidheachd lionn fìor-àrd-choileanadh - tandem mòr-speactrometry (Agilent 6495 triple quadrupole) le stòr ionization electrospray (ESI) ann am modh sgrùdaidh ioma-fhreagairt (MRM).Chaidh colbh ACQUITY BEH Amide (2.1 × 100 mm, 1.7 μm, Uisgeachan) a chleachdadh gus metabolites a sgaradh.Anns an ìre gluasadach bha 90% (A) agus 5% acetonitrile (B) le 10 mmol / L ammonium acetate agus fuasgladh ammonia 0.1%.Bha am prògram caisead mar a leanas: 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.Chaidh an colbh a chumail aig 40 ° C agus an sampall aig 10 ° C anns an autosampler.B’ e an ìre sruthadh 0.3 mL / min agus b’ e meud an in-stealladh 1 μL.Chaidh paramadairean MS a shuidheachadh mar a leanas: bholtadh capillary ± 3.5 kV, cuideam nebulizer 35 psi, sruthadh gas sheath 12 L / min, teòthachd gas sheath 350 ° C, tiormachadh teòthachd gas 250 ° C, agus sruthadh gas a ’tiormachadh 14 l / min.B’ e na h-atharrachaidhean MRM de tryptophan, pyruvate, lactate, hypoxanthine agus xanthine 205.0–187.9, 87.0–43.4, 89.0–43.3, 135.0–92.3 agus 151.0–107.9 fa leth.Chaidh dàta a chruinneachadh a’ cleachdadh Mass Hunter B.07.00 (Agilent Technologies).Airson sampallan serum, chaidh tryptophan, pyruvate, lactate, hypoxanthine, agus xanthine a thomhas a ’cleachdadh lùban calibration de fhuasglaidhean measgachadh àbhaisteach.Airson sampallan cealla, chaidh susbaint tryptophan a dhèanamh àbhaisteach don ìre a-staigh agus tomad pròtain cealla.
Chaidh às-tharraing stùc (m / z agus ùine gleidhidh (RT)) a dhèanamh a’ cleachdadh Compound Discovery 3.1 agus TraceFinder 4.0 (Thermo Fisher Scientific).Gus cuir às do eadar-dhealachaidhean a dh’ fhaodadh a bhith eadar batches, chaidh gach stùc àbhaisteach den sampall deuchainn a roinn le stùc àbhaisteach an stuth iomraidh bhon aon bhaidse gus am pailteas coimeasach fhaighinn.Tha na claonaidhean coitcheann co-cheangailte ri inbhean taobh a-staigh ro agus às deidh cunbhalachadh air an sealltainn ann an Clàr Leasachail 6. Bha eadar-dhealachaidhean eadar an dà bhuidheann air an comharrachadh le ìre lorg meallta (FDR <0.05, Wilcoxon le ainm-sgrìobhte deuchainn inbhe) agus atharrachadh fillte (> 1.2 no <0.83).Tha dàta Raw MS de na feartan a chaidh a thoirt a-mach agus dàta MS air a cheartachadh le serum air an sealltainn ann an Dàta Leasachail 1 agus Dàta Leasachail 2, fa leth.Chaidh an comharrachadh as àirde a dhèanamh stèidhichte air ceithir ìrean comharrachaidh comharraichte, a 'gabhail a-steach metabolites comharraichte, coimeasgaidhean le notaichean, clasaichean coimeasgaichte air an comharrachadh le comharran, agus coimeasgaidhean neo-aithnichte 22 .Stèidhichte air rannsachaidhean stòr-dàta ann an Compound Discovery 3.1 (mzCloud, HMDB, Chemspider), chaidh todhar bith-eòlasach le MS / MS a rèir inbhean dearbhte no notaichean maidsidh ceart ann am mzCloud (sgòr> 85) no Chemspider a thaghadh mu dheireadh mar eadar-mheadhanan eadar an metabolome eadar-dhealaichte.Tha notaichean stùc airson gach feart air an gabhail a-steach ann an Dàta Leasachail 3. Chaidh MetaboAnalyst 5.0 a chleachdadh airson mion-sgrùdadh univariate air pailteas metabolite àbhaisteach.Rinn MetaboAnalyst 5.0 measadh cuideachd air mion-sgrùdadh beairteas slighe KEGG stèidhichte air metabolites gu math eadar-dhealaichte.Chaidh mion-sgrùdadh prìomh phàirtean (PCA) agus mion-sgrùdadh leth-bhreith pàirt de cheàrnagan (PLS-DA) a sgrùdadh a’ cleachdadh pasgan bathar-bog ropls (v.1.26.4) le gnàthachadh stac agus fèin-sgèileadh.Chaidh am modal biomarker metabolite as fheàrr airson a bhith a’ ro-innse malignancy nodule a chruthachadh le bhith a’ cleachdadh ais-tharraing logistic dàna leis a’ char as lugha de chrìonadh iomlan agus gnìomhaiche taghaidh (LASSO, pasgan R v.4.1-3).Bha coileanadh a’ mhodail leth-bhreith anns na seataichean lorgaidh is dearbhaidh air a chomharrachadh le bhith a’ dèanamh tuairmse air AUC stèidhichte air mion-sgrùdadh ROC a rèir a’ phacaid pROC (v.1.18.0.).Chaidh an gearradh coltachd as fheàrr fhaighinn stèidhichte air clàr-amais Youden as àirde den mhodail (cugallachd + sònrachas - 1).Thèid sampaill le luachan nas lugha no nas àirde na an stairsneach a ro-innse mar nodules neo-àbhaisteach agus adenocarcinoma sgamhain, fa leth.
Chaidh ceallan A549 (#CCL-185, Cruinneachadh Cultar Seòrsa Ameireagaidh) fhàs ann am meadhan F-12K anns a bheil 10% FBS.Chaidh sreathan goirid RNA hairpin (shRNA) a bha ag amas air SLC7A5 agus smachd neo-thargaid (NC) a chuir a-steach don vectar lentiviral pLKO.1-puro.Tha na sreathan antisense de shSLC7A5 mar a leanas: Sh1 (5 ′-GGAGAAACCTGATGAACAGTT-3′), Sh2 (5′-GCCGTGGACTTCGGGAACTAT-3′).Chaidh antibodies gu SLC7A5 (#5347) agus tubulin (#2148) a cheannach bho Cell Signaling Technology.Chaidh antibodies gu SLC7A5 agus tubulin a chleachdadh aig lagachadh de 1:1000 airson mion-sgrùdadh blot an Iar.
Bidh Deuchainn Stress Glycolytic Seahorse XF a’ tomhas ìrean searbhachadh extracellular (ECAR).Anns an assay, chaidh glucose, oligomycin A, agus 2-DG a thoirt seachad ann an òrdugh gus comas glycolytic ceallach a dhearbhadh mar a chaidh a thomhas le ECAR.
Chaidh ceallan A549 air an tar-chuir le smachd neo-chuimseach (NC) agus shSLC7A5 (Sh1, Sh2) a phlàstadh thar oidhche ann an soithichean le trast-thomhas de 10 cm.Chaidh metabolites cealla a thoirt a-mach le 1 ml de mheataolan uisgeach 80% fuar-deighe.Chaidh ceallan anns an fhuasgladh methanol a sgrìobadh dheth, a chruinneachadh ann an tiùb ùr, agus an centrifuged aig 15,000 × g airson 15 min aig 4 ° C.Cruinnich 800 µl de supernatant agus tiormaich le bhith a’ cleachdadh inneal-cruinneachaidh falamh aig astar luath.Chaidh na cruinneagan metabolite tiormaichte an uairsin a sgrùdadh airson ìrean tryptophan a’ cleachdadh LC-MS / MS mar a chaidh a mhìneachadh gu h-àrd.Chaidh ìrean cealla NAD (H) ann an ceallan A549 (NC agus shSLC7A5) a thomhas le bhith a’ cleachdadh pasgan dath-tomhais cainneachdail NAD +/NADH (# K337, BioVision) a rèir stiùireadh an neach-dèanamh.Chaidh ìrean pròtain a thomhas airson gach sampall gus an ìre de metabolites a dhèanamh àbhaisteach.
Cha deach dòighean staitistigeil a chleachdadh gus meud an t-sampall a dhearbhadh ro-làimh.Thathas air beachdachadh air sgrùdaidhean metabolomics roimhe a bha ag amas air lorg biomarker15,18 mar shlatan-tomhais airson co-dhùnadh meud, agus an taca ris na h-aithisgean sin, bha an sampall againn iomchaidh.Cha deach sampallan sam bith a chuir a-mach às a’ bhuidheann sgrùdaidh.Chaidh sampallan serum a shònrachadh air thuaiream do bhuidheann lorg (306 cùis, 74.6%) agus buidheann dearbhaidh a-staigh (cùisean 104, 25.4%) airson sgrùdaidhean metabolomics gun amas.Thagh sinn cuideachd air thuaiream 70 cùis bho gach buidheann bhon t-seata lorg airson sgrùdaidhean metabolomics cuimsichte.Bha an luchd-sgrùdaidh air an dalladh gu sònrachadh buidhne rè cruinneachadh agus mion-sgrùdadh dàta LC-MS.Tha mion-sgrùdaidhean staitistigeil air dàta metabolomics agus deuchainnean cealla air am mìneachadh anns na h-earrannan Toraidhean, Uirsgeulan Figear, agus Dòighean.Chaidh tomhas de tryptophan ceallach, NADT, agus gnìomhachd glycolytic a dhèanamh trì tursan gu neo-eisimeileach le toraidhean co-ionann.
Airson tuilleadh fiosrachaidh mu dhealbhadh an sgrùdaidh, faic Geàrr-chunntas Aithisg Pasgan Nàdarra co-cheangailte ris an artaigil seo.
Tha an dàta MS amh de na feartan a chaidh a thoirt a-mach agus an dàta àbhaisteach MS den t-seum iomraidh air an sealltainn ann an Dàta Leasachail 1 agus Dàta Leasachail 2, fa leth.Tha notaichean stùc airson feartan eadar-dhealaichte air an taisbeanadh ann an Dàta Leasachail 3. Faodar an stòr-dàta LUAD TCGA a luchdachadh sìos bho https://portal.gdc.cancer.gov/.Tha an dàta cuir a-steach airson a bhith a’ dealbhadh a’ ghraf air a thoirt seachad anns an dàta stòr.Tha stòr-dàta air a thoirt seachad airson an artaigil seo.
Buidheann Sgrùdaidh Sgrionaidh Sgamhan Nàiseanta, msaa. A' lughdachadh bàsmhorachd aillse sgamhain le tomagrafaidheachd àireamhaichte dòs ìseal.Sasainn a Tuath.J. Med.365, 395–409 (2011).
Kramer, BS, Berg, KD, Obarle, DR agus Prophet, sgrìonadh aillse sgamhain PC a’ cleachdadh CT helical dòs ìosal: toraidhean bhon Sgrùdadh Sgrionadh Sgamhan Nàiseanta (NLST).J. Med.Sgrion 18, 109–111 (2011).
De Koning, HJ, et al.Lùghdachadh bàs aillse sgamhain le sgrìonadh CT tomhas-lìonaidh ann an deuchainn air thuaiream.Sasainn a Tuath.J. Med.382, 503–513 (2020).
Ùine puist: Sultain 18-2023