Αφηρημένο

καρκίνος του παχέος εντέρου (CRC) είναι η κύρια αιτία του καρκίνου που σχετίζονται με το θάνατο στην Ευρώπη και τις ΗΠΑ. Δεν υπάρχει καθολικά αποδεκτός αποτελεσματική μη επεμβατική διαγνωστική εξέταση για CRC. με βάση ίχνη αίματος στα κόπρανα δοκιμές (gFOB) guaiac έχει σε μεγάλο βαθμό αντικατασταθεί από κόπρανα Ανοσοχημικές δοκιμές (FIT), αλλά η ευαισθησία εξακολουθεί να παραμένει φτωχή. Η πρόσληψη με βάση τον πληθυσμό δοκιμών Fobt στο Ηνωμένο Βασίλειο είναι επίσης χαμηλή σε περίπου 50%. Η ανίχνευση των πτητικών οργανικών ενώσεων (VOC) υπογραφή (s) για πολλά υποτύπους καρκίνο λαμβάνει αυξανόμενο ενδιαφέρον χρησιμοποιώντας μια ποικιλία αναλυτικών μέσων αέριας φάσης. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι FAIMS (Ion Mobility πεδίο Ασύμμετρη Φασματόμετρο). FAIMS είναι σε θέση να προσδιορίσει φλεγμονώδη νόσο του εντέρου (IBD) ασθενείς αναλύοντας αλλαγές στα πρότυπα πτητικών οργανικών ενώσεων σε τόσο στα ούρα και στα κόπρανα. Η μελέτη αυτή επεκτείνει την έννοια αυτή για να καθοριστεί εάν οι ασθενείς CRC μπορεί να προσδιοριστεί μέσω μη-επεμβατική ανάλυση των ούρων, χρησιμοποιώντας FAIMS. 133 ασθενείς είχαν προσληφθεί? 83 ασθενείς CRC και 50 υγιείς μάρτυρες. Ούρων συλλέχθηκαν κατά τη στιγμή της διάγνωσης CRC και ανάλυση υπερκείμενου χώρου γίνεται με τη χρήση ενός οργάνου FAIMS (Owlstone, Lonestar, UK). Τα δεδομένα υποβάλλονται σε επεξεργασία χρησιμοποιώντας Fisher διακριτική ανάλυση (FDA) μετά την εξαγωγή χαρακτηριστικών από την πρωτογενή δεδομένα. αναλύσεις FAIMS απέδειξαν ότι τα προφίλ των ασθενών VOC CRC ήταν σφικτά δεσμών και θα μπορούσαν να διακριθούν από υγιείς ελέγχους. Η ευαισθησία και ειδικότητα για την ανίχνευση CRC με FAIMS ήταν 88% και 60% αντίστοιχα. Αυτή η μελέτη δείχνει ότι οι υπογραφές VOC που προέρχονται από τα ούρα μπορεί να ανιχνευθεί σε ασθενείς με CRC χρησιμοποιώντας την τεχνολογία φασματοσκοπία κινητικότητας ιόντων (FAIMS) με δυνατότητες ως ένα νέο εργαλείο ελέγχου

Παράθεση:. Arasaradnam RP, McFarlane MJ, Ryan-Fisher C , Westenbrink Ε, Hodges P, Thomas MG, et al. (2014) Ανίχνευση του καρκίνου του παχέος εντέρου (CRC) από ουροποιητικού Πτητικές Οργανικές Ενώσεις ανάλυση. PLoS ONE 9 (9): e108750. doi: 10.1371 /journal.pone.0108750

Επιμέλεια: Keping Xie, Το Πανεπιστήμιο του Τέξας MD Anderson Cancer Κέντρο, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής

Ελήφθη: 13 του Ιουνίου 2014? Αποδεκτές: 25 Αυγ 2014? Δημοσιεύθηκε: 30 Σεπτεμβρίου 2014

Copyright: © 2014 Arasaradnam et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Δεδομένα Διαθεσιμότητα:. Η συγγραφείς επιβεβαιώνουν ότι όλα τα δεδομένα που διέπουν τα ευρήματα είναι πλήρως διαθέσιμα χωρίς περιορισμούς. Όλα τα σχετικά δεδομένα που περιλαμβάνονται στο έγγραφο

Χρηματοδότηση: Το έργο υποστηρίχθηκε από Bardhan Έρευνας και Εκπαίδευσης Φιλανθρωπία (BRET) φιλανθρωπία, Warwickshire Ιδιωτικό Νοσοκομείο φιλανθρωπία, Eveson εμπιστοσύνης – παρείχε χρηματοδότηση για τα υλικά.. BRET ιδρύθηκε από τον καθηγητή Bardhan, αλλά δεν είχε καμία συμβολή στην απόφαση χρηματοδότησης από την επιτροπή χορήγησης υποτροφιών. Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:.. Οι συγγραφείς έχουν δηλώσει ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα

Εισαγωγή

Καρκίνος του παχέος εντέρου (CRC) είναι μία από τις κύριες αιτίες θανάτου που σχετίζονται με τον καρκίνο στην Ευρώπη και τις ΗΠΑ [1], [2]. Επί του παρόντος, υπάρχει έλλειψη αποτελεσματικού, μη επεμβατικές εξετάσεις προσυμπτωματικού ελέγχου για CRC. Οι τρέχουσες μέθοδοι χρησιμοποιούν βασίζονται αίμα στα κόπρανα (gFOB) δοκιμές guaiac, όμως, αυτό έχει πλέον σε μεγάλο βαθμό αντικατασταθεί από κόπρανα Ανοσοχημικές Δοκιμές (FIT). Ενώ αυτό αποτελεί βελτίωση, FIT εξακολουθεί να παρουσιάζει σχετικά χαμηλή ευαισθησία για CRC, 66-88%, ανάλογα με τις αποκοπεί τιμές για την αιμοσφαιρίνη (50-200 ng /ml), με ειδικότητα 87-96% [3] – [ ,,,0],5]. Η ευαισθησία για προχωρημένους αδενώματος είναι ακόμη χαμηλότερο σε 27-41%, με ειδικότητα 91-97% [5]. Η πρόσληψη της διαλογής χρησιμοποιώντας δείγματα κοπράνων είναι επίσης ένα ζήτημα, με περίπου το 50% των προσκεκλημένων συμμετεχόντων δεν αποδέχεται πληθυσμό προσυμπτωματικό έλεγχο FOBT στην τοποθεσία μας.

Μη-επεμβατικό έλεγχο των καρκίνων, χρησιμοποιώντας πτητικές οργανικές ενώσεις (VOCs) και αέρια που προέρχονται από τα ούρα, την αναπνοή, κοπράνων και αίματος, έχει λάβει αυξανόμενο ενδιαφέρον και έχει μια αναπτυσσόμενη περιοχή της έρευνας τα τελευταία χρόνια. Η εργασία αυτή ξεκίνησε αρχικά από τη χρήση του κυνόδοντες για την ανίχνευση καρκίνων, η οποία έδειξε μια αξιοσημείωτη ικανότητα να διακρίνουν τους ασθενείς με καρκίνο από υγιή άτομα [6], [7], [8]. Ωστόσο, πιο πρόσφατα ένας αριθμός ομάδων έχουν δείξει ότι είναι δυνατή η χρήση αναλυτικών οργάνων αέριας φάσης, ειδικά αέρια χρωματογραφία και φασματομετρία μάζας (GC-MS), φασματόμετρο μάζας ροής εκλεκτικών ιόντων (SIFT) και την ηλεκτρονική μύτη (e-μύτη ), για την ανίχνευση του πνεύμονα, του μαστού, της ουροδόχου κύστεως και καρκίνων του προστάτη [9], [10], [11], [12]. Για μια λεπτομερή επισκόπηση για τους βιοδείκτες της αέριας φάσης στην Γαστρεντερολογίας, ανατρέξτε Arasaradnam et al [13].

Σε άμεση σχέση με καρκίνο του παχέος εντέρου (CRC), πρόσφατη εργασία έχει δείξει ότι είναι δυνατή η διάκριση του καρκίνου από μη ασθενείς με καρκίνο, αλλά μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη διάκριση του πνεύμονα, του μαστού, του προστάτη και του παχέος εντέρου από το άλλο από την ανάλυση δειγμάτων αναπνοής [14]. Αυτό υποστηρίζεται περαιτέρω από την πρόσφατη δουλειά που έχει δείξει επίσης ότι CRC μπορούν να διακριθούν από τους ελέγχους με πάνω από 75% ακρίβεια χρησιμοποιώντας GC-MS, χρησιμοποιώντας και πάλι την ανάλυση της αναπνοής [15]. VOCs παρούσα στα ούρα έχουν επίσης δειχθεί να διακρίνει τους ασθενείς CRC από ομάδες ελέγχου και άλλους καρκίνους (λευχαιμία και λέμφωμα), με GC-MS [16]. Η ηλεκτρονική μύτη (Cyrano 320, Sensigent, USA) έχει επίσης δειχθεί να διακρίνει μεταξύ CRC και των υγιών μαρτύρων όταν το προφίλ VOCs στα κόπρανα αναλύονται (85% ευαισθησία και 87% ειδικότητα). Επιπλέον, το e-μύτη ήταν σε θέση να διακρίνουν μεταξύ προηγμένων αδενωμάτων και υγιείς μάρτυρες με 62% ευαισθησία και 86% ειδικότητα [5]. Αυτές οι μελέτες υποστηρίζουν την ύπαρξη του υποτιθέμενου βιο-δείκτες αέριας φάσης εντός βιολογικών μέσων παραγωγής για την ανίχνευση CRC και ως εκ τούτου θα μπορούσε να αποτελέσει τη βάση μιας ταχείας εργαλείο ανίχνευσης.

πτητικές οργανικές ενώσεις μπορούν να υπάρχουν στην αέρια φάση και είναι παρόντα στον εκπνεόμενο αέρα , τον ιδρώτα, τα ούρα και τα κόπρανα [17], [18]. Ο μηχανισμός για την παραγωγή των πτητικών οργανικών ενώσεων αποτελεί το αντικείμενο της τρέχουσας έρευνας αλλά είναι διαταράσσονται σε πολλές φυσιολογικές και παθολογικές καταστάσεις – που επηρεάζονται από τη διατροφή και νοσηρών καταστάσεων. Πιστεύεται ότι η παραγωγή πτητικών οργανικών ενώσεων μέσα στο έντερο είναι το αποτέλεσμα της κολικά βακτήρια υποβάλλονται σε ζύμωση από μη αμυλούχους πολυσακχαρίτες – ινών που καταναλώνεται από τον ξενιστή. Ως τέτοιες, αντιπροσωπεύουν την σύνθετη αλληλεπίδραση του κόλου, ανθρώπινα κύτταρα μικροχλωρίδα του εντέρου και την εισβολή παθογόνων [19], [20]. Η μελέτη των προϊόντων που προκύπτουν από τη ζύμωση που έχουμε ονομαστεί «το fermentome» [17], [18], [21], [22] μπορεί να μετρηθεί στα ούρα. Η τελευταία θεωρείται πιθανή εξαιτίας της μεταβολής της διαπερατότητας του εντέρου απέδωσε σε ορισμένες ασθένειες του εντέρου [23]. Πιστεύουμε ότι πτητικές οργανικές ενώσεις αντιπροσωπεύουν ένα βιο-υπογραφή που αντιπροσωπεύει το άθροισμα των πολυπαραγοντική επιρροές (γενετική, περιβαλλοντικοί παράγοντες, συμπεριλαμβανομένων δίαιτα και παθολογικές καταστάσεις) που επηρεάζουν ένα άτομο. Ο σκοπός αυτής της μελέτης ήταν να δοκιμάσει τις δυνατότητες του FAIMS -. Ένα μυθιστόρημα ιδιαίτερα ευαίσθητη τεχνολογία για να γίνει διάκριση μεταξύ CRC και υγιείς μάρτυρες χρησιμοποιώντας μόνο δείγματα ούρων

Υλικά και Μέθοδοι

2.1 Θέματα

εκατόν τριάντα τρία άτομα είχαν προσληφθεί προοπτικά για τη μελέτη αυτή. Ογδόντα τρεις από αυτούς τους ασθενείς είχαν ιστολογικά επιβεβαιωμένο καρκίνο του παχέος εντέρου και πενήντα ήταν υγιή άτομα που είχαν μια πρόσφατη κανονική κολονοσκόπηση. Η μέση ηλικία των ασθενών ήταν CRC 60 έτη (SD 17 ετών), 53 (64%) ήταν άνδρες. Τα δημογραφικά στοιχεία των ατόμων που παρουσιάζονται στον Πίνακα 1.

Η

2.2 Μελέτη

Αυτή ήταν μια μελέτη ελέγχου υπόθεση, όπου οι ασθενείς είχαν προσληφθεί από εξωτερικά ιατρεία του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου του Κόβεντρυ & amp? Warwickshire, Ηνωμένο Βασίλειο. Τα ούρα ακολούθως συλλέγεται σε πρότυπο καθολικής δοχεία δείγματος Sterilin (Newport, UK) και καταψύχθηκαν αμέσως στους -80 ° C, για μεταγενέστερη ανάλυση της παρτίδας.

2.3 Ανάλυση

Τα δείγματα αποψύχθηκαν σε θερμοκρασία δωματίου όλη τη νύκτα , κατανέμεται σε κατάλληλες φιάλες δείγματος και αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας το FAIMS πειραματικές μεθόδους που περιγράφονται παρακάτω.

2.3.1 FAIMS.

Για την ανάλυση FAIMS, ένα εμπορικό όργανο χρησιμοποιήθηκε (Lonestar, Owlstone, το Ηνωμένο Βασίλειο, που απασχολούν ένα σύστημα δειγματοληψίας ATLAS και κιβώτιο διάσπαση της ροής). Αυτό το σύστημα επιτυγχάνει διαχωρισμό των χημικών συστατικών με βάση τις διαφορές στο ηλεκτρικό πεδίο εξάρτηση από ιονισμένα χημικών κινητικότητες. FAIMS επιτρέπει στα μόρια του αερίου που πρέπει να διαχωρίζονται και αναλύονται σε ατμοσφαιρική πίεση και θερμοκρασία δωματίου, σε αντίθεση με τις παραδοσιακές παρόμοια αναλυτικές τεχνικές. Μετά ένα δείγμα ιονίζεται, αποτελείται από ιόντα διαφόρων μεγεθών και τύπων. Αυτά εισάγονται ανάμεσα σε δύο μεταλλικές πλάκες και ένα ασύμμετρο κυματομορφή υψηλή τάση εφαρμόζεται σε αυτές τις πλάκες, υποβάλλοντας τα ιονισμένα μόρια σε υψηλές ηλεκτρικά πεδία. Η διαφορά στην κίνηση αυτών των μορίων σε αυτό το υψηλό ηλεκτρικό πεδίο μπορεί να μετρηθεί, με αποτέλεσμα το διαχωρισμό του σύνθετου μίγματος.

Ένα δείγμα 5 ml ούρων δειγματίζεται σε ένα γυάλινο φιαλίδιο των 20 ml και τοποθετούνται στο εσωτερικό ο δειγματολήπτης ATLAS. Ο δειγματολήπτης θερμαίνει το δείγμα να (στην περίπτωσή μας) 40 ± 0,1 ° C, όταν το δείγμα φθάσει στη σωστή θερμοκρασία (συνήθως 10 λεπτά), καθαρό συνθετικό αέρα περνά πάνω από το δείγμα και στο όργανο Lonestar FAIMS. Ο ρυθμός ροής μέσω του δείγματος είναι 500 ml /λεπτό και αυξάνεται σε 2 L /λεπτό με επιπλέον καθαρό αέρα πριν περάσει μέσα στο όργανο. Η Lonestar έχει ρυθμιστεί να σαρώνει μεταξύ πεδίο διασπορά 0 και 90% (το πεδίο διασπορά αντιπροσωπεύει το μέγεθος του ηλεκτρικού πεδίου) σε 51 βήματα και μια τάση αντιστάθμισης μεταξύ -6 V και 6 V σε 512 βήματα. Η τάση αντιστάθμισης χρησιμοποιείται για την αφαίρεση της επίδρασης της μετατόπισης που παράγεται από το υψηλό ηλεκτρικό πεδίο, έτσι μόνο μόρια τα οποία έχουν μια συγκεκριμένη έξοδο κινητικότητα των πλακών σε εκείνο το σημείο. Το σχήμα 1 δείχνει το τυπικό FAIMS «νέφους» που παράγεται από το δείγμα των ούρων του ασθενούς CRC σχεδιάζεται σε λογαριθμική κλίμακα.

Η ένταση είναι σε αυθαίρετες μονάδες του αριθμού των ιόντων.

Η

2,3.2 GC -MS.

για την ανάλυση GC-MS, ξεχωριστά κλάσματα των 5 ml λαμβάνονται από το κάθε δείγμα να τρέχει μέσα από ένα όργανο Bruker Scion SQ GC-MS. Κάθε δείγμα αναδεύεται και θερμαίνεται στους 60 ° C για 5 λεπτά, προτού τα περιεχόμενα του υπερκείμενου χώρου του εκχυλίζεται χρησιμοποιώντας ένα αυτοματοποιημένο σύστημα προ-συμπυκνωτή Combi-PAL ITEX. Τα πτητικά που περιέχονται στο ITEX στη συνέχεια απελευθερώνεται με θέρμανση στους 250 ° C, και εγχύεται εντός του μέσου σε μια διάσπαση αναλογία 1:20 με φέρον αέριο ήλιο. Η στήλη Restek Κχ-624Sil (20 m μήκος, 0,18 mm ΙΟ, 1,0 um df) που τοποθετούνται σε το GC διατηρήθηκε σε σταθερό 50 ° C για 1 λεπτό πριν να αυξηθεί έως 280 ° C με ρυθμό 20 ° C /min, διαχωρίζοντας τα συστατικά των πτητικών οργανικών ενώσεων από την άποψη του μοριακού βάρους και την πολικότητα. Μετά από μια αρχική ανίχνευση να παράγουν ένα χρωματογράφημα, τα μόρια VOC διαμελισμένο από το φασματόμετρο μάζας και ανιχνεύονται για την παραγωγή των αντίστοιχων φασμάτων μάζας. Αυτά συσχετίζονται με τις κορυφές χρωματογράφημα GC, και ελέγχονται σε σχέση με το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας βιβλιοθήκης (NIST 2013) των χημικών ενώσεων. Αυτό perfrimed, προκειμένου να αποκτήσουν περισσότερες γνώσεις σχετικά με τις ειδικές χημικές ομάδες που απαρτίζουν το πτητικό υπερκείμενου χώρου των δειγμάτων ούρων σε άτομα με CRC.

2.4 Στατιστικές Μέθοδοι

Η ανάλυση των δεδομένων για FAIMS προκύπτει είναι πραγματοποιείται με τη χρήση Fisher Διαχωριστική Ανάλυση. Αυτό επιτρέπει για τον απλό ερμηνεία των πολύπλοκων δεδομένων για να καθοριστεί εάν μπορεί να ανιχνευθεί διαφορές στις ομάδες. Τα δεδομένα υποβάλλονται σε επεξεργασία σε Matlab (Mathworks Inc., USA, R2013b). Για την ανάλυση, τόσο οι θετικές όσο και αρνητικές μήτρες καταμέτρηση ιόντων εκάστου δείγματος συνενώνονται σε ένα ενιαίο φορέα στοιχείο 52224 (ή συστοιχία 1D). Αυτά στη συνέχεια κυματιδίων μετασχηματίζονται χρησιμοποιώντας κυματιδίων daubechies D4, μια τεχνική που χρησιμοποιείται συνήθως σε συμπίεση δεδομένων και έχει τη δυνατότητα να διαχωριστούν από λεπτά σήματα σε ένα σύνολο δεδομένων. Τα σημεία των δεδομένων στο πλαίσιο των 52.224 στοιχεία κατάλληλα για τις διακρίσεις στη συνέχεια εντοπίστηκαν. Αυτό επιτυγχάνεται με τον υπολογισμό του μέσα στην τάξη διασποράς (Σσ

i) και η μεταξύ τάξη της διασποράς [(σ

μ)

2 /(Σσ

i)

2] για κάθε σημείο μέσα το διάνυσμα (έτσι οι ίδιες datapoints (ή μεταβλητή) από όλα τα σύνολα δεδομένων δείγμα εξετάζονται και η εντός θέσης καθώς και μεταξύ τάξη διασποράς υπολογίζεται σε όλα τα δείγματα), για να δημιουργήσει δύο ακόμη 1D συστοιχίες, και πάλι σχηματίζονται από 52.224 σημεία δεδομένων. Τα διαφορετικά κατώτατα όρια τότε που για μέσα στην τάξη, καθώς και μεταξύ της κατηγορίας της διασποράς και τις μεταβλητές που βρίσκονται εντός αυτών των ορίων στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία δεδομένων από Fisher διακριτική ανάλυση (FDA? ένα προ-ταξινομημένα γραμμική τεχνική). Για να ελεγχθεί η εγκυρότητα της FDA, πέντε δείγματα από κάθε ομάδα (CRC και έλεγχοι) αφαιρέθηκαν πριν διεξήχθη το FDA. Στη συνέχεια, με βάση τα αποτελέσματα FDA του υπολοίπου, μια πρόβλεψη γίνεται με την ομάδα των αγνώστων δειγμάτων. Αυτή η πρόβλεψη βασίζεται σε ένα KNN (k-πλησιέστερου γείτονα) μέθοδο. Αυτή η διαδικασία επαναλαμβάνεται δέκα φορές για κάθε ζεύγος τιμών κατωφλίου μέχρι τη βέλτιστη κατώφλια, και επομένως σύνολο μεταβλητών, ταυτοποιούνται. Αυτή η μεταβλητή ομάδα στη συνέχεια χρησιμοποιείται για το υπόλοιπο της διαδικασίας ανάλυσης για τον υπολογισμό της ευαισθησίας και εξειδίκευσης. Για περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τις αναλύσεις που περιγράφονται λεπτομερώς, ανατρέξτε Covington et al [23]

2.5 Ηθική

Η επιστημονική και δεοντολογική έγκριση ελήφθη από την τοπική Έρευνας & amp.? Τμήμα Ανάπτυξης και Warwickshire Επιτροπής Δεοντολογίας 09 /H1211 /38. Γραπτή συγκατάθεση λήφθηκε από όλους τους ασθενείς που συμμετείχαν στη μελέτη.

Αποτελέσματα

Τα δημογραφικά στοιχεία του καρκίνου και την ομάδα μη-καρκίνου που περιγράφονται στον Πίνακα 1. Δεν υπήρχε στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των ομάδες σημειωθεί, ωστόσο, όπως ήταν αναμενόμενο υπήρξε ανδρική κυριαρχία των δύο φύλων. Λεπτομέρειες του όγκου στάσης για τις 83 ασθενείς CRC φαίνονται στον Πίνακα 2.

Η

Η ανάλυση των δεδομένων για τους ασθενείς FAIMS CRC και ελέγχους διεξήχθη χρησιμοποιώντας Fisher Διαχωριστική ανάλυση, όπως περιγράφεται παραπάνω, και ο τα αποτελέσματα από τις προσδιοριζόμενες μεταβλητές που φαίνεται στο Σχήμα 2. ανακατάταξη για CRC ήταν σωστή σε 74% των περιπτώσεων (ρ & lt? 0.001). Η ευαισθησία και η ειδικότητα της ανάλυσης για την ανίχνευση FAIMS CRC ήταν 88% και 60% αντίστοιχα.

Η

ούρα των ασθενών CRC »αναλύθηκε επίσης με GC-MS, τα αποτελέσματα μπορούν να βρεθούν στον πίνακα 3, μαζί με έναν κατάλογο των αντίστοιχων χημικών ουσιών από το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας βάση δεδομένων (NIST). Δεν μοναδική χημική εντοπίστηκε σε άτομα με CRC σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου.

Η

Συζήτηση

Αυτή η μελέτη είναι η πρώτη που τις γνώσεις μας για να αναφέρετε το βοηθητικό πρόγραμμα αναλύει FAIMS για την ανίχνευση CRC στα ούρα και τα στηρίγματα προηγούμενες εργασίες από άλλους που χρησιμοποιούν ηλεκτρονική μύτη [5] και GCMS [16]. Αυτό έχει επιτευχθεί με τη διερεύνηση πώς αερίων και ατμών (VOCs) προέρχονται από δείγματα ούρων είναι ανόμοιες σε εκείνους με CRC σε σύγκριση με τους μάρτυρες. Τα ευρήματά μας υποστηρίζουν επίσης προηγούμενες εργασίες όπου, VOC διαφορές υπογραφή παρατηρήθηκαν σε ασθενείς CRC μέσα σε διαφορετικά βιολογικά υλικά (κόπρανα, την αναπνοή και τα ούρα) [5], [15], [16]. CRC ομάδα μας είχε ένα αρσενικό φύλο κυριαρχία, όπως θα αναμενόταν για έναν πληθυσμό ασθενών CRC, ενώ ομάδα ελέγχου μας είχε μια ελαφρά υπεροχή των γυναικών. Αυτό θα μπορούσε να αυξήσει την προοπτική της προκατάληψης λόγω φύλου στην ομάδα αυτή, ωστόσο, ενώ το πρότυπο των πτητικών οργανικών ενώσεων και από την ένωση, την fermentome, θα μπορούσε θεωρητικά να επηρεάζεται από το φύλο και την ηλικία, τα δεδομένα από προηγούμενες δημοσιευμένες μελέτες μας της IBD, δυσαπορρόφηση χολικών οξέων, του πυελικού καρκίνου και η κοιλιοκάκη δεν έδειξαν καμία τάση για την ηλικία και το φύλο που επηρεάζουν τα σήματα ΠΟΕ [23], [24], [25], [26], [27].

De Meij et al έδειξαν ότι το e -nose μπορούσε διακρίσεις CRC από υγιείς μάρτυρες με 85% ευαισθησία και 87% ειδικότητα, και θα μπορούσε επίσης να διακρίνει προηγμένα αδενώματα από υγιείς μάρτυρες με 62% ευαισθησία και 86% ειδικότητα [5]. Η μελέτη μας έχει δείξει με τη χρήση δειγμάτων ούρων παρά κόπρανα – με FAIMS επιδεικνύοντας ευαισθησία 88% και ειδικότητα 60%. Αυτό έχει σημασία, ιδίως σε τοπικό πληθυσμό μας, όπου η πρόσληψη του προσυμπτωματικού ελέγχου είναι κακή λόγω της απαίτησης για την παραγωγή δειγμάτων κοπράνων

κινητικότητας ιόντων έχει μια σειρά από πλεονεκτήματα σε σχέση τόσο GCMS και e-μύτη:. Για παράδειγμα, έχει αναλάβει μια φυσική μέτρηση των μορίων αντί μιας χημικής αλληλεπίδρασης (όπως ένας παραδοσιακός e-μύτη) και, δεύτερον, η ευαισθησία είναι πολύ υψηλότερη, δηλαδή μέρη ανά δισεκατομμύριο σε μέρη ανά τρισεκατομμύριο. Αυτό το καθιστά ιδανική πλατφόρμα για μια μελλοντική εργαλείο διαλογής ειδικά καθώς η ευαισθησία είναι υψηλή. Τα ευρήματά μας επεκτείνουν την προηγούμενη έρευνα που περιγράφει πώς οι δύο e-μύτη και FAIMS τεχνολογίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διάκριση επιπτώσεις της ακτινοβολίας στην πυελική καρκίνους [25] και φλεγμονωδών καταστάσεων, π.χ. μεταξύ της νόσου του Crohn και η ελκώδης κολίτιδα [26], εκτός από δυσαπορρόφηση χολικών οξέων και κοιλιοκάκη [23], [27].

Γενετικοί δείκτες σκαμνί έλαβαν ενδιαφέρον ως πιθανή μη επεμβατική εξέταση για στόχο CRC. Lidgard et al [28] πραγματοποίησε μια μελέτη της αυτοματοποιημένης ανάλυσης DNA κοπράνων για την β-ακτίνη, μεταλλαγμένο

KRAS

, έκτροπα μετουσιωμένο

ΒΜΡ3

και

NDRG4

και κοπράνων αιμοσφαιρίνης. Αυτό έδειξε μία ευαισθησία 98% και 90% ειδικότητα για CRC και 57-83% ευαισθησία για τις προηγμένες αδενώματα ανάλογα με το μέγεθος. Η μελέτη μας δείχνει συγκρίσιμα αποτελέσματα ευαισθησίας, αλλά σε πολύ χαμηλότερο κόστος της διαδικασίας, καθώς και με τα ούρα και όχι στα κόπρανα δειγματοληψίας.

Το μοναδικό χημικό αποτύπωμα ή «βιο-οσφρητικών αποτύπωμα» που παράγονται από τις διάφορες νοσηρές καταστάσεις, και υγιή άτομα , δείχνει τις δυνατότητες αυτής της τεχνολογίας για την οθόνη για, και να βοηθήσει στην διάγνωση της CRC. Έχει επίσης τη δυνατότητα να βοηθήσουν στην περαιτέρω διερεύνηση των ατόμων με άλλες γαστρεντερικές παθήσεις. Τα αέρια και οι ατμοί πιστεύεται ότι παράγονται από τη διαδικασία της ζύμωσης του κόλου που περιλαμβάνει μια σύνθετη αλληλεπίδραση μεταξύ των κυττάρων Κολονοκύτταρο, χλωρίδα των ανθρωπίνων κοπράνων, του βλεννογόνου ακεραιότητα και την εισβολή παθογόνων [17], [18]. Εκπομπές πτητικών οργανικών ενώσεων από σωματικά υγρά έχουν έτσι τεράστιες δυνατότητες ως υποθετικές βιοδείκτες για χρήση στην εκτίμηση των γαστρεντερικών παθήσεων. Οι αλλαγές στον τρόπο διεξαγωγής των πτητικών οργανικών ενώσεων πιστεύεται ότι αντικατοπτρίζει τις αλλαγές στο γαστρεντερικό περιβάλλον. Αυτό υποδηλώνει έναν πιθανό ρόλο για το έντερο μικροχλωρίδα dysbiosis στην παθοφυσιολογία του CRC [29].

Συμπεράσματα

Αυτή η μελέτη έχει δείξει ότι η υπογραφή VOC παρούσα στα ούρα των ασθενών με CRC, μπορεί να είναι διακρίνεται από υγιείς μάρτυρες χρησιμοποιώντας FAIMS. Η ευαισθησία και η ειδικότητα της FAIMS είναι 88% και 60% αντίστοιχα για CRC. Ενώ αυτό είναι χαμηλότερο από το χρυσό πρότυπο της κολονοσκόπησης είναι συγκρίσιμα με τα σημερινά κοπράνων δοκιμές σκαμνί συμπεριλαμβανομένης της guaiac και ανοσοϊστοχημικές μεθόδους. Η πρόσληψη του Ηνωμένου Βασιλείου για τη διαλογή είναι χαμηλή? 62%, 57% και 59% πρόσληψη στην πρώτη, δεύτερο και τρίτο γύρο του εθνικού προγράμματος ελέγχου [30], και περίπου 50% επί του παρόντος στον τοπικό πληθυσμό. Ένας από τους λόγους για αυτό είναι η φύση του βιολογικού δείγματος που απαιτείται. Προσφέροντας μια εναλλακτική και λιγότερο παρεμβατική επιλογή, όπως τα ούρα και όχι στα κόπρανα, είναι πιθανό να είναι πολύ πιο αποδεκτή από τους ασθενείς, και μπορούν να ενσωματωθούν σε μονοπάτια διαλογής για το μέλλον.

Ευχαριστίες

θα ήθελα να ευχαριστήσω ννΡΗ, BRET και το Eveson εμπιστοσύνη που παρέχεται χρηματοδότηση για την έρευνα αυτή.