Αφηρημένο

Ιστορικό

Για να βελτιωθεί η ποιότητα ζωής των ασθενών με καρκίνο του παχέος εντέρου, είναι σημαντικό να δημιουργηθούν νέες μεθόδους διαλογής για την έγκαιρη διάγνωση του καρκίνου του παχέος εντέρου.

Μεθοδολογία /Κύρια Ευρήματα

Πραγματοποιήσαμε ανάλυση μεταβολιτών στον ορό με τη χρήση αέριας χρωματογραφίας /φασματομετρίας μάζας (GC /MS). Πρώτον, η ακρίβεια της μεταβολομική αναλυτικής μεθόδου GC /MS που βασίζεται στον ορό μας αξιολογήθηκε με υπολογισμό των RSD% τιμές των επιπέδων των διαφόρων μεταβολιτών στον ορό. Δεύτερον, εξετάστηκαν η εντός της ημέρας (πρωί, τη διάρκεια της ημέρας και της νύχτας) και μεταξύ των ημερών (μεταξύ 3 ημέρες) διακυμάνσεις του μεταβολίτη επίπεδα ορού. Στη συνέχεια, μεταβολίτης επίπεδα ορού συγκρίθηκαν μεταξύ ασθενών ορθοκολικό καρκίνο (Ν = 60? Ν = 12 για κάθε στάδιο, από 0 έως 4) και την ηλικία και το φύλο-συμφωνημένα υγιείς εθελοντές (Ν = 60) ως ένα σύνολο εκπαίδευσης. Οι μεταβολίτες των οποίων τα επίπεδα που εμφανίζονται σημαντικές αλλαγές υποβλήθηκαν σε ανάλυση πολλαπλής λογιστικής παλινδρόμησης χρησιμοποιώντας τη μέθοδο σταδιακής μεταβλητή επιλογής, και ένα ορθοκολικό καρκίνο μοντέλο πρόβλεψης καθιερώθηκε. Το μοντέλο πρόβλεψης απετελείτο από 2-υδροξυβουτυρικό, ασπαρτικό οξύ, κυνουρενίνης, και κυσταμίνη, και AUC του, την ευαισθησία, την ειδικότητα και την ακρίβεια ήταν 0,9097, 85,0%, 85,0%, και 85,0%, αντίστοιχα, σύμφωνα με το σύνολο εκπαίδευσης δεδομένα. Αντίθετα, η ευαισθησία, η εξειδίκευση, και η ακρίβεια του CEA ήταν 35,0%, 96,7%, και 65,8%, αντίστοιχα, και εκείνες του CA19-9 ήταν 16,7%, 100% και 58,3%, αντίστοιχα. Η ισχύς του μοντέλου πρόβλεψης επιβεβαιώθηκε χρησιμοποιώντας ασθενείς με ορθοκολικό καρκίνο (Ν = 59) και υγιείς εθελοντές (Ν = 63) ως σύνολο επικύρωσης. Στο σετ επικύρωσης, η ευαισθησία, η εξειδίκευση, και η ακρίβεια του μοντέλου πρόβλεψης ήταν 83,1%, 81,0%, και 82,0%, αντίστοιχα, και αυτές οι τιμές ήταν σχεδόν τα ίδια με εκείνα που λαμβάνονται με το σύνολο εκπαίδευσης. Επιπλέον, το μοντέλο εμφανίζεται υψηλή ευαισθησία για την ανίχνευση στάδιο 0-2 ορθοκολικού καρκίνου (82,8%).

Συμπεράσματα /Σημασία

μοντέλο πρόβλεψης μας ιδρύθηκε μέσω GC /MS που βασίζεται στον ορό μεταβολομική ανάλυση είναι πολύτιμη για την έγκαιρη διάγνωση του καρκίνου του παχέος εντέρου και έχει τη δυνατότητα να γίνει μια νέα δοκιμασία προσυμπτωματικού ελέγχου για καρκίνο του παχέος εντέρου

Παράθεση:. Nishiumi S, Kobayashi Τ, Ikeda α, Yoshie Τ, Kibi Μ, Izumi Y, et al. (2012) A Novel ορού Μεταβολομική-Based διαγνωστική προσέγγιση για τον καρκίνο του παχέος εντέρου. PLoS ONE 7 (7): e40459. doi: 10.1371 /journal.pone.0040459

Συντάκτης: Τσαντ Creighton, Baylor College of Medicine, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής

Ελήφθη: 28 Μάρτη, 2012? Δεκτές: 7 Ιουνίου του 2012? Δημοσιεύθηκε: 11 Ιουλίου 2012 |

Copyright: © 2012 Nishiumi 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

Χρηματοδότηση:. Αυτή η μελέτη υποστηρίχθηκε από επιχορηγήσεις για το παγκόσμιο Πρόγραμμα COE, παγκόσμιο Κέντρο αριστείας για την εκπαίδευση και την έρευνα σχετικά με Μεταγωγή σήματος Ιατρικής στην ερχόμενη γενιά από το Υπουργείο Παιδείας, Πολιτισμού, Αθλητισμού, Επιστημών και Τεχνολογίας (MEXT) της Ιαπωνίας (ΤΚ, ΤΥ, MK, TA, και μου)? μια Grant-in-Ενισχύσεις για την Επιστημονική Έρευνα για τα καινοτόμα περιοχές από το MEXT της Ιαπωνίας (SN και TA)? Το εκπαιδευτικό πρόγραμμα για εξειδικευμένα γιατροί στο Πρόγραμμα Ενίσχυσης για τη βελτίωση της Σχολής Μεταπτυχιακών Εκπαίδευση από το MEXT της Ιαπωνίας (AI)? και επιχορηγήσεις για την έρευνα του έργου (ανάπτυξη των βασικών τεχνολογιών για την ανάλυση και αξιολόγηση των λειτουργικών γεωργικά προϊόντα και λειτουργικά τρόφιμα) από το Υπουργείο Γεωργίας, Δασών και Αλιείας (MAFF) της Ιαπωνίας (MY). 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 είναι μία από τις πιο κοινές αιτίες θανάτου από καρκίνο στις αναπτυγμένες χώρες [1]. Οι μέθοδοι θεραπείας με βάση την κολονοσκόπηση και χειρουργική έχουν προχωρήσει με ταχείς ρυθμούς, και ένας μεγάλος αριθμός των ασθενών με καρκίνο του παχέος εντέρου επιτευχθούν βελτιώσεις μετά τη θεραπεία. Ωστόσο, προχωρημένο καρκίνο του παχέος στάδιο μειώνει την ποιότητα ζωής των ασθενών που έλαβαν θεραπεία λειτουργική ή χημειοθεραπεία. Ως εκ τούτου, οι μέθοδοι που επιτρέπουν την έγκαιρη ανίχνευση και διάγνωση του καρκίνου του παχέος εντέρου είναι σήμερα αναζητούνται. Η απόκρυφη κοπράνων εξέταση αίματος (FOBT) είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη μέθοδος διαλογής για τη διάγνωση καρκίνου του παχέος εντέρου και είναι μια μη επεμβατική και ανέξοδη μέθοδος. Ωστόσο, η FOBT έχει χαμηλή ευαισθησία, ειδικά κατά την πρώιμη φάση ορθοκολικό καρκίνο. Η κολονοσκόπηση είναι μια πιο ακριβής και αξιόπιστη προσέγγιση για τη διάγνωση καρκίνου του παχέος εντέρου, αλλά είναι δύσκολο για τους ηλικιωμένους ή σοβαρά πάσχοντες ασθενείς να υποβληθούν σε κολονοσκόπηση, και το υψηλό κόστος του είναι επίσης ένα πρόβλημα. Έτσι, οι εξετάσεις που περιλαμβάνουν ένα συνδυασμό συμβατικών μεθόδων διαλογής έχουν χρησιμοποιηθεί για τη διάγνωση του καρκίνου του παχέος εντέρου? Ωστόσο, οι εξετάσεις αυτές ανιχνεύουν μόνο περίπου το 40% των καρκίνων του παχέος [2]. Ως εκ τούτου, είναι αναγκαία η θέσπιση νέων μεθόδων προσυμπτωματικού ελέγχου για την έγκαιρη διάγνωση του καρκίνου του παχέος εντέρου, που είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα, ειδικά, εύκολο, και μη επεμβατική.

Το ανθρώπινο γονιδίωμα είχε εντελώς προσδιορίζονται από το τέλος του 2003. Από τότε, , πρωτεομική, η οποία είναι η ολοκληρωμένη μελέτη του σύνολο των πρωτεϊνών που εκφράζονται από ένα γονιδίωμα, έχει μελετηθεί εκτενώς, και πολλοί ερευνητές έχουν προσπαθήσει να εφαρμόσει πρωτεομική ανάλυση στον ιατρικό τομέα, προκειμένου να βρεθούν αποτελεσματικές διαγνωστικοί δείκτες και διαλεύκανση άγνωστο παθολογικές καταστάσεις [ ,,,0],3]. Πρόσφατα, η μεταβολισμική, η οποία είναι η ολοκληρωμένη μελέτη των μεταβολιτών χαμηλού μοριακού βάρους, έχει επίσης αναπτυχθεί. Στην κλινική έρευνα που περιλαμβάνουν μεταβολιτών ανάλυση χρησιμοποιώντας ένα συνδυασμό υψηλής απόδοσης υγρή χρωματογραφία /φασματομετρία μάζας (LC /MS) και αέριας χρωματογραφίας /φασματομετρίας μάζας (GC /MS), Sreekumar et al. έδειξαν ότι σαρκοσίνη είναι ένα δυνητικά σημαντικό μεταβολικό διαμεσολαβητής για τον καρκίνο του προστάτη εισβολή κυττάρων και επιθετικότητας [4]. Επιπλέον, μια συνολική και ποσοτική ανάλυση των φορτισμένων μεταβολιτών στον όγκο και φυσιολογικούς ιστούς που λαμβάνονται από ασθενείς με ορθοκολικό και γαστρικό καρκίνο διεξήχθη χρησιμοποιώντας τριχοειδή ηλεκτροφόρηση-φασματομετρία μάζας (CE /MS) [5]. Ετσι, διάφοροι τύποι κλινικών δειγμάτων έχουν αναλυθεί με ανάλυση μεταβολιτών χρησιμοποιώντας πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR), GC /MS, LC /MS, CE /MS, και /ή μήτρα εκρόφησης λέιζερ με τη βοήθεια ιονισμού φασματομετρία μάζας (MALDI-MS) σε προκειμένου να μελετήσουμε έναρξη της νόσου μηχανισμούς και να ανακαλύψουν νέες βιοδεικτών [6]. Μεταξύ αυτών των τεχνικών, GC /MS έχει μια μακρά ιστορία και είναι ευκολότερο στη χρήση από CE /MS ή MALDI-MS, αν και GC /MS έχει χαμηλή ευαισθησία σε σύγκριση με LC /MS. Επιπλέον, υπάρχουν περισσότερες βάσεις δεδομένων του GC /MS με βάση τα αποτελέσματα των αναλύσεων μεταβολίτη στον ορό από ό, τι των αποτελεσμάτων ανάλυσης LC μεταβολίτη /MS με βάση ορό. Επιπλέον, GC /MS μπορεί να εφαρμοστεί σε μεγάλης κλίμακας μελέτες με σχετική ευκολία λόγω της υψηλής επαναληψιμότητας της. Ως εκ τούτου, σε αυτή τη μελέτη, τα επίπεδα του μεταβολίτη στον ορό των ασθενών με καρκίνο του παχέος εντέρου και σε υγιείς εθελοντές αναλύθηκαν με ανάλυση GC /MS για τη δημιουργία νέων διαγνωστικών εργαλείων για τον ορθοκολικό καρκίνο, και τις διακυμάνσεις της σταθερότητας και της δια-ημερών και εντός της ημέρας από αυτά τα επίπεδα μεταβολίτη στον ορό αξιολογήθηκαν επίσης. Χρησιμοποιώντας ένα σύνολο εκπαίδευσης αποτελείται από ασθενείς με καρκίνο του παχέος εντέρου (Ν = 60) και υγιείς εθελοντές (Ν = 60), μια ορθοκολικό καρκίνο μοντέλο πρόβλεψης-ιδρύθηκε μέσω ανάλυσης πολλαπλής λογιστικής παλινδρόμησης χρησιμοποιώντας τη μέθοδο σταδιακής μεταβλητή επιλογής. Στη συνέχεια, η ισχύς του μοντέλου πρόβλεψης αξιολογήθηκε χρησιμοποιώντας ένα σύνολο επικύρωσης αποτελείται από ασθενείς με καρκίνο του παχέος εντέρου (Ν = 59) και υγιείς εθελοντές (Ν = 63).

Μέθοδοι

Ηθική και συμμετέχοντες

η μελέτη εγκρίθηκε από την επιτροπή δεοντολογίας στο Kobe University Graduate School of Medicine, και εκτελούνται μεταξύ Φεβρουάριος 2009 και Δεκέμβριο του 2011. τα ανθρώπινα δείγματα χρησιμοποιούνται σύμφωνα με τις κατευθυντήριες γραμμές του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου Kobe, και γραπτές ενημέρωσε συγκατάθεση λήφθηκε από όλους τους ασθενείς. Για τον υπολογισμό της σχετική τυπική απόκλιση (RSD)% για τα αποτελέσματα της ανάλυσης μεταβολιτών στον ορό που λαμβάνεται με GC /MS, τα δείγματα αίματος συλλέχθηκαν από έναν υγιή 30-year-old αρσενικό εθελοντής μετά από νηστεία νωρίς το πρωί, και ο ορός διαχωρίστηκε με φυγοκέντρηση σε 3000 xg για 10 λεπτά στους 4 ° C. Ο ορός μεταφέρθηκε σε έναν καθαρό σωλήνα και αποθηκεύτηκε στους -80 ° C μέχρι τη χρήση. Για την αξιολόγηση της ενδο-ημέρα διακύμανση στα επίπεδα του μεταβολίτη στον ορό, δείγματα ολικού αίματος συλλέχθηκαν από υγιείς εθελοντές (n = 16) στις 8:00 π.μ.-9: 00 π.μ. πριν από το πρωινό, 24:00-1: 24:00 πριν από το μεσημεριανό, και 18:00 μ.μ.-7: 24:00 πριν από το δείπνο. Για την αξιολόγηση της ενδο-ημέρας διακύμανση στα επίπεδα μεταβολίτη στον ορό, δείγματα ολικού αίματος (n = 16) συλλέχθηκαν στις 8:00 π.μ.-9: 00 π.μ. πριν από το πρωινό μία φορά την ημέρα για συνολικά 3 ημέρες. Για το σύνολο εκπαίδευσης, 60 δείγματα ορού το καθένα ελήφθησαν από ασθενείς με ορθοκολικό καρκίνο και υγιείς εθελοντές μετά από νηστεία νωρίς το πρωί. Για το σύνολο επικύρωσης, 59 και 63 συλλέχθηκαν δείγματα ορού από ασθενείς με ορθοκολικό καρκίνο και υγιείς εθελοντές, αντίστοιχα. Τα δείγματα ορού από τους ασθενείς με ορθοκολικό καρκίνο συλλέχθηκαν στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Kobe. Κανένας από τους ασθενείς με καρκίνο είχε οποιεσδήποτε περιπλέκοντας ασθένειες. Οι ασθενείς που είχαν διαγνωστεί με μικροσκόπιο, βιοψία ή χειρουργική εκτομή και ταξινομούνται χρησιμοποιώντας την έκτη έκδοση της Διεθνούς Ένωσης κατά του Καρκίνου ταξινόμηση (UICC). Τα δείγματα ορού από τους υγιείς εθελοντές ελήφθησαν από το Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Kobe και δύο άλλες εγκαταστάσεις. Στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Κόμπε, επιβεβαιώθηκε ότι δεν υπάρχει καμία ανωμαλία των εξετάσεων αίματος, ενδοσκοπικές εξετάσεις, διαγνωστική απεικόνιση και /ή ιατρική συνέντευξη. Σε δύο άλλες εγκαταστάσεις, επιλέχθηκαν υγιείς εθελοντές μέσω ελέγχων υγείας, συμπεριλαμβανομένων των αιματολογικών εξετάσεων, εξετάσεων ενδοσκοπική, διαγνωστικής απεικόνισης, ή /και ιατρικές συνεντεύξεις. Τα άτομα που είχαν διαγνωστεί ως απαιτούν θεραπεία, λεπτομερείς εξετάσεις, και /ή παρατηρήσεις δεν υποβλήθηκαν σε επεξεργασία ως υγιείς εθελοντές. Τα χαρακτηριστικά όλων των θεμάτων που συνοψίζονται στον Πίνακα 1, Πίνακα S1, S2 και στον Πίνακα.

Η

Πειραματικές Διαδικασίες

Η εκχύλιση των μεταβολιτών χαμηλού μοριακού βάρους πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με τη μέθοδο που περιγράφεται στο προηγούμενη έκθεσή μας [7]. Εν συντομία, 50 μΙ ορού αναμίχθηκαν με 250 μΙ ενός μίγματος διαλυτών (MeOH: H

2O: ΟΗΟΙ

3 = 2,5: 1: 1) που περιέχει 10 μΐ 0.5 mg /ml 2-isopropylmalic οξύ (Sigma -Aldrich, Tokyo, Japan) διαλύθηκε σε αποσταγμένο νερό ως εσωτερικό πρότυπο, και στη συνέχεια το διάλυμα ανακινήθηκε σε 1200 rpm για 30 λεπτά στους 37 ° C, πριν φυγοκεντρήθηκε στα 16.000 xg για 3 λεπτά στους 4 ° C. Διακόσια είκοσι πέντε μΐ του προκύπτοντος υπερκειμένου μεταφέρθηκαν σε ένα καθαρό σωλήνα, και 200 ​​μΐ αποσταγμένου νερού προστέθηκαν στον σωλήνα. Αφού αναμιχθεί, το διάλυμα υποβλήθηκε σε φυγοκέντρηση σε 16,000 χ g για 3 λεπτά στους 4 ° C, και 250 μΐ του προκύπτοντος υπερκειμένου μεταφέρθηκαν σε ένα καθαρό σωλήνα, προτού λυοφιλοποιήθηκε χρησιμοποιώντας ξηραντήρα κατάψυξης. Για σχηματισμού οξίμης, 40 μΙ /ml υδροχλωρική μεθοξυαμίνη 20 mg (Sigma-Aldrich, Tokyo, Japan) διαλύεται σε πυριδίνη αναμίχθηκαν με ένα λυοφιλισμένο δείγμα, προτού ανακινήθηκε στις 1200 rpm για 90 λεπτά στους 30 ° C. Στη συνέχεια, 20 μΙ Ν-μεθυλο-Ν-τριμεθυλοσιλυλο-τριφθοροακεταμίδιο (MSTFA) (GL Science, Tokyo, Japan) προστέθηκαν για παραγωγοποίηση, και το μίγμα επωάστηκε σε 1200 rpm για 30 λεπτά στους 37 ° C. Το μίγμα στη συνέχεια φυγοκεντρήθηκε στις 16.000 xg για 5 λεπτά στους 4 ° C, και το προκύπτον υπερκείμενο υπεβλήθη σε GC μέτρηση /MS.

Σύμφωνα με την μέθοδο περιγράψει σε προηγούμενη έκθεση [8], GC /MS ανάλυση πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας ένα GCMS-QP2010 Ultra (Shimadzu Co., Κιότο, Ιαπωνία) με τριχοειδή στήλη λιωμένο διοξείδιο του πυριτίου (CP-SIL 8 CB χαμηλή εξαέρωσης /MS? 30 m × 0,25 mm εσωτερική διάμετρος, πάχος: 0,25 μm? Agilent Co., Palo Alto, CA). Το μπροστινό θερμοκρασία εισόδου ήταν 230 ° C. Ο ρυθμός ροής του αερίου ηλίου μέσω της στήλης ήταν 39,0 cm /sec. Η θερμοκρασία της στήλης διατηρήθηκε στους 80 ° C για 2 λεπτά και κατόπιν αυξήθηκε κατά 15 ° C /min έως 330 ° C και διατηρείται εκεί για 6 λεπτά. Οι θερμοκρασίες γραμμή μεταφοράς και ιόντων πηγής ήταν 250 ° C και 200 ​​° C, αντίστοιχα. Είκοσι σαρώσεις ανά δευτερόλεπτο καταγράφηκαν σε όλο το εύρος μάζας 85 έως 500 m /z, χρησιμοποιώντας το Advanced σάρωσης πρωτόκολλο Speed ​​(ASSP, Shimadzu Co.). Σε αυτή τη μελέτη, η τάση ανίχνευσης επιβεβαιώθηκε κάθε μέρα πριν την ανάλυση GC /MS, επειδή αυτή η τιμή αντανακλά το βαθμό της μόλυνσης στο όργανο. Επιπλέον, τα τυφλά δείγματα μετρήθηκαν πριν από τη μέτρηση των δειγμάτων ορού. Κατά την ανάλυση GC /MS, οι 20 δείγματα ανά 1 ημέρα, ήταν μετρήθηκαν, και το διάφραγμα και το γυαλί επένδυση στην είσοδο GC άλλαξαν κάθε 100 ενέσεις στην στήλη.

Η επεξεργασία δεδομένων διεξήχθη σύμφωνα με τις μεθόδους που περιγράφονται στο προηγούμενες εκθέσεις [8], [9]. Εν συντομία, τα δεδομένα MS εξήχθησαν σε μορφή NetCDF. Η ανίχνευση αιχμής και ευθυγράμμιση πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας το MetAlign λογισμικού (Wageningen UR, Ολλανδία). Τα προκύπτοντα δεδομένα εξάγονται σε μορφή CSV και στη συνέχεια αναλύθηκαν με in-house λογισμικό ανάλυσης (AIoutput). Αυτό το λογισμικό επιτρέπει μέγιστη αναγνώριση και την ημι-ποσοτικοποίηση χρησιμοποιώντας μια βιβλιοθήκη μεταβολίτη in-house. Για ημι-ποσοτικό προσδιορισμό, το ύψος της κορυφής του κάθε ιόντος υπολογίστηκε και ομαλοποιήθηκε ως προς το ύψος της κορυφής του 2-isopropylmalic οξύ ως εσωτερικό πρότυπο. Ονόματα αποδόθηκαν σε κάθε κορυφή του μεταβολίτη με βάση τη μέθοδο που περιγράφεται σε προηγούμενη έκθεση [9]. Όλα τα δεδομένα που λαμβάνονται από τα δείγματα ορού υποβλήθηκαν σε λογισμικό MetAlign αμέσως, επειδή οι ίδιες συνθήκες ευθυγράμμισης που απαιτείται για να πραγματοποιηθεί κατά τη διάρκεια όλων ανάλυση των δεδομένων. Στην ανάλυση GC /MS, πολλαπλές κορυφές μερικές φορές ανιχνεύονται για μια συγκεκριμένη μεταβολίτη λόγω TMS-παραγωγοποίησης, ισομερή μορφή, κτλ Σε τέτοιες περιπτώσεις, η κορυφή που οι περισσότεροι αντανακλούσε το επίπεδο του μεταβολίτη υιοθετήθηκε για την ημι-ποσοτική αξιολόγηση.

Στατιστική Ανάλυση

Οι ασθενείς (N = 119) διατέθηκαν για τα σύνολα εκπαίδευσης και την επικύρωση ως εξής. Τα ορθοκολικό καρκίνο δείγματα ασθενών για το σύνολο εκπαίδευσης συλλέχθηκαν χωρίς προκαθορισμένα κριτήρια επιλογής, και 12 ασθενείς με καρκίνο του παχέος επελέγησαν για κάθε στάδιο της νόσου (Ν = 60). Όσο για τους υγιείς εθελοντές χρησιμοποιήθηκαν για το σύνολο εκπαίδευσης, την ηλικία και το φύλο που ελέγχονται δείγματα παρασκευάστηκαν (Ν = 60). Στο σύνολο εκπαίδευσης μελέτη, τα επίπεδα των μεταβολιτών συγκρίθηκαν μεταξύ των ασθενών καρκίνου του παχέος εντέρου και σε υγιείς εθελοντές με τη χρήση του Mann-Whitney U. Μεταξύ των μεταβολιτών που εμφανίζονται σημαντικά διαφορετικά επίπεδα μεταξύ των ομάδων (

σ

& lt? 0.05), έχουμε επιλέξει τους μεταβολίτες με RSD% αξίες που δεν υπερβαίνει το 20% και ότι δεν εμφανίζουν σημαντικές ολιγόωρη ή διεθνείς ημέρα διακυμάνσεις ανάλογα με το Wilcoxon signed-rank test και δοκιμή Steel-Dwass, αντίστοιχα. Τα επιλεγμένα μεταβολίτες υποβλήθηκαν σε μία μέθοδο βαθμηδόν μεταβλητής επιλογής που ακολουθείται από ανάλυση πολλαπλής λογιστικής παλινδρόμησης, και αυτές οι αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας τις προεπιλεγμένες συνθήκες του JMP9 (SAS Institute Inc., Cary, NC). Η πολυσυγγραμμικότητας των μεταβολιτών που επιλέγονται μέσω της μεθόδου κλιμακωτή μεταβλητή επιλογής επιβεβαιώθηκε από τον υπολογισμό των συντελεστών του πληθωρισμού διακύμανση τους (VIF). AICC, η οποία είναι Κριτήριο Πληροφορίας Akaike του (AIC), με διόρθωση για πεπερασμένο μέγεθος των δειγμάτων, υπολογίστηκε να διευκρινιστεί ο βέλτιστος αριθμός των παραγόντων να συμπεριλάβει στο μοντέλο πρόβλεψης. Nagelkerke R

2 υπολογίστηκε επίσης να αξιολογεί την καταλληλότητα του πολυπαραγοντική λογιστική μοντέλο. πραγματοποιούν χαρακτηριστική ανάλυση δέκτη (ROC) διεξήχθη χρησιμοποιώντας JMP9 (SAS Institute Inc.), και η βέλτιστη τιμή αποκοπής και AUC, η ειδικότητα, η ευαισθησία και η ακρίβεια υπολογίστηκαν. Στη μελέτη σετ επικύρωσης, το μοντέλο πρόβλεψης επανα-αξιολογήθηκε χρησιμοποιώντας διαφορετικά δείγματα, και η ειδικότητα, η ευαισθησία και η ακρίβεια του μοντέλου εξετάστηκαν χρησιμοποιώντας την τιμή αποκοπής που λαμβάνεται από το σύνολο εκπαίδευσης.

σ

τιμές μικρότερες από 0,05 θεωρήθηκαν για να υποδείξει μια σημαντική διαφορά.

Αποτελέσματα

Στο MS-based σύστημα GC μας /μεταβολομική ανάλυση, η οποία κυρίως απευθύνονται υδατοδιαλυτό μεταβολίτες, 132 μεταβολίτες ανιχνεύθηκαν σε ορούς των υποκειμένων (Πίνακας S3). Μεταξύ των 132 μεταβολίτες, 1 μεταβολίτης? δηλαδή, 2-isopropylmalic οξύ, χρησιμοποιήθηκε ως εσωτερικό πρότυπο, και 5 μεταβολίτες πιθανώς προέρχονται από μη-ορού, για παράδειγμα, αυτά προήλθαν από σωληνάρια eppendorf. Επομένως, αυτά τα 6 μεταβολίτες αποκλείστηκαν από τις επόμενες αναλύσεις. Από οξαλοξεικό οξύ μετατράπηκε σε πυροσταφυλικό κατά τη διάρκεια της διαδικασίας προεπεξεργασίας, οξαλοξικού οξέος ανιχνεύθηκε ως πυροσταφυλικό στο σύστημά μας. Ως εκ τούτου, περιγράφεται ως «πυροσταφυλικό + οξαλοξεικό οξύ» στους πίνακες Στήριξη και ως «πυροσταφυλικό», η οποία στην πραγματικότητα εντοπιστεί από την ανάλυση GC /MS, σε αυτό το χειρόγραφο. Λόγω παρόμοιες δομές τους, κιτρικό οξύ και ισοκιτρικό οξύ ανιχνεύθηκαν κατά τον ίδιο χρόνο συγκράτησης από το σύστημά μας. Ως εκ τούτου, αυτές περιγράφονται ως «κιτρικό οξύ + ισοκιτρικό οξύ». Από κυστεαμίνης μετατράπηκε κυσταμίνη κατά τη διάρκεια της διαδικασίας προ-επεξεργασία, κυστεαμίνη ανιχνεύθηκε όπως κυσταμίνης από το σύστημά μας. Ως εκ τούτου, περιγράφεται ως «κυστεαμίνη + κυσταμίνη» στους πίνακες Στήριξη και ως «κυσταμίνη», η οποία στην πραγματικότητα εντοπιστεί από την ανάλυση GC /MS, σε αυτό το χειρόγραφο. Από κυστεΐνη μετατρέπεται σε κυστίνη κατά τη διάρκεια της διαδικασίας προ-επεξεργασία, κυστεΐνη ανιχνεύθηκε ως κυστίνη από το σύστημά μας. Ως εκ τούτου, περιγράφεται ως «κυστεΐνη + κυστίνη» στους πίνακες Στήριξη και ως «κυστίνη», η οποία στην πραγματικότητα εντοπιστεί από την ανάλυση GC /MS, σε αυτό το χειρόγραφο.

Για να αξιολογηθεί η σταθερότητα αυτού του συστήματος με χρήση ανθρώπινων ορού, τα επίπεδα διαφόρων μεταβολιτών ορού χωριστά αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας δείγματα ορού (Ν = 10) που ελήφθησαν από την 1η υγιή εθελοντή (αρσενικοί, 30 ετών), και στη συνέχεια υπολογίστηκαν οι RSD% τιμές των μεταβολιτών (Πίνακας S3). Το ποσοστό των μεταβολιτών με RSD% τιμές μικρότερες από 20% και 30% ήταν 68,5% και 86,5%, αντίστοιχα. Στη συνέχεια, η ενδο-ημέρα (μεταξύ 3 ημέρες) και εντός της ημέρας (πρωί, τη διάρκεια της ημέρας και της νύχτας) διακυμάνσεις των μεταβολιτών ορού αξιολογήθηκαν χρησιμοποιώντας το Wilcoxon signed-rank test και Χάλυβα-Dwass τεστ, αντίστοιχα (Πίνακας S3), επειδή η σημαντική εντός της ημέρας ή /και δια-μέρα διακύμανση είναι πιθανό να οδηγήσει στη χαμηλή ευαισθησία και ειδικότητα στην κλινική χρήση. Πολλοί μεταβολίτες δεν εμφανίζουν σημαντικές μεταξύ ημέρας και εντός της ημέρας διακυμάνσεις, αλλά 30 μεταβολίτες, για παράδειγμα διυδροξυακετόνη και τρυπτοφάνη, κατέδειξε σημαντικές διακυμάνσεις. Στην ανάλυση GC /MS, πολλαπλές κορυφές μερικές φορές ανιχνεύονται για μια συγκεκριμένη μεταβολίτη λόγω TMS-παραγωγοποίησης, ισομερή μορφή, κτλ Σε τέτοιες περιπτώσεις, η κορυφή που αντανακλά το επίπεδο του μεταβολίτη υιοθετήθηκε για την επακόλουθη αξιολόγηση. Για αυτούς τους μεταβολίτες, οι όροι «_1», «_2 ‘, και’ (TMS) ‘προστέθηκαν στα άκρα των ονομάτων τους σύμφωνα με την μέθοδο της προηγούμενης έκθεσης [9]. Οι εξαιρούνται κορυφές που υποδεικνύεται από τον όρο «Μικρά» στον Πίνακα S4, και μετά την αφαίρεση των κορυφών του «Μικρά» συνολικά 107 μεταβολίτες είχαν επίπεδα σε σύγκριση μεταξύ των ασθενών καρκίνο του παχέος εντέρου και σε υγιείς εθελοντές (Εικόνα 1, Πίνακας S4).

Η μέση πολλαπλές μεταβολές στα επίπεδα των 107 μεταβολιτών που παρατηρείται σε σύγκριση μεταξύ ασθενών με καρκίνο του παχέος (Ν = 60) και υγιείς εθελοντές (Ν = 60) (σύνολο εκπαίδευσης) δείχνονται στο Σχήμα 1. σε GC /MS ανάλυση, πολλαπλές κορυφές είναι μερικές φορές ανιχνεύονται για μια συγκεκριμένη μεταβολίτη λόγω TMS-παραγωγοποίησης, ισομερή μορφή, κτλ σε τέτοιες περιπτώσεις, η κορυφή που οι περισσότεροι αντανακλούσε το επίπεδο του μεταβολίτη υιοθετήθηκε για την επακόλουθη αξιολόγηση. Επιπλέον, κάθε μεταβολίτη είχε ο όρος «_1», «_2», ή «(TMS)» προστίθεται στο τέλος του ονόματός της, όπως περιγράφεται στην προηγούμενη έκθεση [7]. Ο αριθμός αυτός δεν περιλαμβάνει τους μεταβολίτες φόντο ή ήσσονος σημασίας μεταβολίτες αιχμής που προέρχονται.

Η

Στο σύνολο της κατάρτισης μελέτης, τα επίπεδα μεταβολίτη στον ορό του παχέος εντέρου ασθενών με καρκίνο και των εθελοντών υγείας συγκρίθηκαν χρησιμοποιώντας το Mann-Whitney U (Πίνακας S4). Το σύνολο εκπαιδεύσεως αποτελείτο από ασθενείς με ορθοκολικό καρκίνο (Ν = 60) και την ηλικία και το φύλο-συμφωνημένα υγιείς εθελοντές (Ν = 60) (Πίνακας 1, Πίνακας S1). Δεν υπήρχε σημαντική διαφορά στη μέση ηλικία ή τις τιμές ΒΜΙ από τις δύο ομάδες (Πίνακας 1). Σε αυτή τη μελέτη, ορθοκολικό καρκίνο επίσης ταξινομηθεί σε 2 ομάδες? δηλαδή, ομάδα 1, περιλαμβάνεται το στάδιο 0, 1, 2 και ασθένεια (απουσία εισβολή και μετάσταση) και ομάδα 2 περιλαμβάνονται στάδιο 3 και 4 της νόσου (παρουσία εισβολή και μετάσταση). Από τα αποτελέσματα της ανάλυσης /MS GC, επιλέχθηκαν 27 μεταβολίτες που πληρούν τις ακόλουθες προϋποθέσεις ως υποψήφιοι βιοδείκτη: μια RSD% αξίας των & lt? 20%? καμία σημαντική (p≥0.05) εντός της ημέρας ή ενδο-ημέρα διακυμάνσεις ανάλογα με το Wilcoxon signed-rank test και Χάλυβα-Dwass δοκιμή? και η παρουσία ενός σημαντική διαφορά (ρ & lt? 0,05) μεταξύ των επιπέδων των ασθενών με ορθοκολικό καρκίνο και υγιείς εθελοντές σύμφωνα με τη Mann-Whitney U. Οι καμπύλες ROC παρήχθησαν χρησιμοποιώντας τα δεδομένα για αυτές τις 27 μεταβολίτες, (Σχήμα S1), και η τιμή αποκοπής, AUC, η ευαισθησία, η εξειδίκευση, και η ακρίβεια της κάθε μεταβολίτη υπολογίστηκαν (Πίνακας 2). Ως αποτέλεσμα, εννεανοϊκό οξύ (C9) και ρ-υδροξυβενζοϊκού οξέος εμφανίζονται σχετικώς υψηλή ευαισθησία, με τιμές 86,7% και 90%, αντίστοιχα. Όσον αφορά την ειδικότητα, κυσταμίνη και κυστίνη και οι δύο εμφάνισαν τιμές του 90%, και η ορνιθίνη (86,7%), κιτρουλίνη (85,0%), και παλμιτελαϊκό (85,0%) έδειξαν επίσης σχετικά υψηλή εξειδίκευση. Ωστόσο, δεν υπήρχαν μεταβολίτες με τιμές ακρίβεια μεγαλύτερη από 80%, γεγονός που υποδηλώνει την αναγκαιότητα διενέργειας αξιολογήσεων χρήση πολλαπλών βιοδείκτες μεταβολίτη.

Η

Ως νέα μέθοδο αξιολόγησης, η εφαρμογή ενός μοντέλου πολλαπλής λογιστικής παλινδρόμησης που αφορούν εξετάστηκε πολλαπλά μεταβολίτη βιοδείκτες. Μεταξύ των 27 μεταβολίτες, επιλέχθηκαν οι 10 μεταβολίτες που εμφάνισαν τις μεγαλύτερες διαφορές μεταξύ των επιπέδων τους σε ασθενείς με καρκίνο του παχέος εντέρου και από αυτές σε υγιείς εθελοντές και είχαν τα υψηλότερα επίπεδα στους ασθενείς με ορθοκολικό καρκίνο σε σύγκριση με τους υγιείς εθελοντές: κυσταμίνη, κυστίνη, ασπαρτικό οξύ, αραβινόζη, ρ-υδροξυβενζοϊκό οξύ, γλουταμινικό οξύ, 2-υδροξυβουτυρικό, κυνουρενίνης, μεσο-ερυθριτόλη, λακτιτόλη και (Πίνακας 3). Οι περισσότεροι από αυτούς τους μεταβολίτες εμφανίζονται σημαντικά-τροποποιημένα επίπεδα στο στάδιο 0-4 (Ν = 60), το στάδιο 0-2 (Ν = 36), και το στάδιο 3-4 (Ν = 24) ομάδες. Μεταξύ αυτών των μεταβολιτών, αραβινόζη, μεσο-ερυθριτόλη, λακτιτόλη και συχνά καταναλώνονται στη δίαιτα. Ως εκ τούτου, οι υπόλοιπες 7 μεταβολίτες υποβλήθηκαν σε βηματική μέθοδο επιλογής μεταβλητών. Ως αποτέλεσμα, το 2-υδροξυβουτυρικό, ασπαρτικό οξύ, κυνουρενίνης, και κυσταμίνη επιλέχθηκαν. Αυτά τα 4 μεταβολίτες δεν εμφανίζει πολυσυγγραμμικότητα (τα δεδομένα δεν παρουσιάζονται). Στη συνέχεια, μια πολλαπλή μοντέλο λογιστικής παλινδρόμησης για την πρόβλεψη καρκίνο του παχέος εντέρου καθορίστηκε με βάση τα στοιχεία για αυτούς τους μεταβολίτες (Πίνακας 4)

Η

Το μοντέλο πρόβλεψης έχει ως εξής:.

p = 1 /[1 + e – {- 8,32 + 286,59 (2-υδροξυβουτυρικό) 33,87 (ασπαρτικό οξύ) 1.634,96 (κυνουρενίνης) 78.78 (κυσταμίνη)}]

Η Nagelkerke R

2 τιμή ήταν 0,4533. Η AUC, η ευαισθησία, η εξειδίκευση, και η ακρίβεια του μοντέλου αυτού ήταν 0,9097 {διάστημα εμπιστοσύνης 95% (95% CI): από 0,8438 να 0,9495}, 85,0%, 85,0%, και 85,0%, αντίστοιχα (Πίνακας 5, Σχήμα 2). Παρόλο που επιλέγονται 2, 3, 5, ή 6 μεταβολιτών μέσω της μεθόδου κλιμακωτή μεταβλητή επιλογής και στη συνέχεια διεξήχθη περαιτέρω πολλαπλές αναλύσεις λογιστικής παλινδρόμησης, δεν θα μπορούσαμε να καθιερώσει ένα καλύτερο μοντέλο (τα δεδομένα δεν παρουσιάζονται). Αντιθέτως, όταν χρησιμοποιήθηκαν στο σύνολο εκπαίδευσης δεδομένα, την ευαισθησία, την εξειδίκευση και την ακρίβεια του CEA ήταν 35,0%, 96,7%, και 65,8%, αντίστοιχα, και εκείνες του CA19-9 ήταν 16,7%, 100%, και 58,3% , αντίστοιχα. μοντέλο πρόβλεψης μας έδειξε, επίσης, υψηλή ευαισθησία (83,3%) στην ομάδα του παχέος ασθενή με καρκίνο σταδίου 0-2, ενώ CEA και CA19-9 εμφανίζονται ευαισθησίες του 30,6% και 5,6%, αντίστοιχα.

Η

Το στερεό καμπύλη είναι η καμπύλη ROC για το μοντέλο πρόβλεψης καθορίστηκε με βάση το σύνολο εκπαίδευσης. Το cut-off τιμές AUC και ήταν 0,9097 {διάστημα εμπιστοσύνης 95% (95% CI): 0,8438 – 0,9495} και 0.4945, αντίστοιχα. Η ευαισθησία, η ειδικότητα, και την ακρίβεια του μοντέλου αυτού συνοψίζονται στον Πίνακα 5.

Η

Οι 27 μεταβολίτες που επιλέγονται στο σύνολο εκπαίδευσης (Πίνακας 2) και το καθιερωμένο μοντέλο πρόβλεψης εξετάστηκαν χρησιμοποιώντας το σετ επικύρωσης, η οποία αποτελείτο από ασθενείς με ορθοκολικό καρκίνο (Ν = 59) και υγιείς εθελοντές (Ν = 63) (Πίνακας 1, Πίνακας S2). Όσον αφορά τους 27 μεταβολίτες, η ευαισθησία, η ειδικότητα, και την ακρίβεια του συνόλου εκπαίδευσης εν μέρει σχετίζεται με αυτές του συνόλου επικύρωσης, καθώς και οι συντελεστές συσχέτισης για αυτές τις παραμέτρους ήταν 0,425, 0,655 και 0,587, αντίστοιχα (Εικόνα S2). Ωστόσο, κανένας από τους μεταβολίτες που εμφανίζονται υψηλή ευαισθησία, ειδικότητα, και οι τιμές ακρίβειας (Πίνακας 2). Αντιθέτως, όταν το σύνολο επικύρωσης χρησιμοποιήθηκε η ευαισθησία, ειδικότητα, και η ακρίβεια του μοντέλου πρόβλεψης ήταν 83,1%, 81,0%, και 82,0%, αντίστοιχα, και αυτές οι τιμές ήταν σχεδόν τα ίδια με εκείνα που λαμβάνονται με το σύνολο εκπαίδευσης (Πίνακας 5). Επιπλέον, το μοντέλο που εμφανίζεται επίσης υψηλή ευαισθησία για την ανίχνευση στάδιο 0-2 ορθοκολικού καρκίνου (82,8%).

Συζήτηση

Στην παρούσα μελέτη, ερευνήσαμε μια νέα μέθοδος ελέγχου για την έγκαιρη διάγνωση του καρκίνο του παχέος εντέρου με GC μεταβολισμική /MS. Αν και το σύνολο εκπαίδευσης περιελάμβανε ασθενείς με πρώιμο στάδιο του καρκίνου του παχέος εντέρου, όπως το στάδιο 0 ή το στάδιο 1, το μοντέλο πρόβλεψης που εμφανίζεται υψηλή AUC (0,9097), η ευαισθησία (85,0%), και η ακρίβεια (85,0%) τιμές, οι οποίες ήταν υψηλότερες από εκείνες του δείκτες ορού όγκου (CA19-9 και CEA). Επιπλέον, όταν το σύνολο επικύρωσης χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο επίσης παρουσίασαν υψηλή ευαισθησία για πρώιμο καρκίνο του παχέος στάδιο (83,1%). Στο σύνολό τους, η παθογένεση καρκίνου του παχέος εντέρου φαίνεται να οδηγεί σε αλλαγές στα επίπεδα μιας ποικιλίας μεταβολιτών στον ορό, αν και αυτές οι διακυμάνσεις κυμαίνονται από μικρές προς μεγάλες.

Οι αξιολογήσεις των δεδομένων που λαμβάνονται από μεταβολισμική θα πρέπει να αντιμετωπίζονται με προσοχή. Για παράδειγμα, μεταξύ των μεταβολιτών στον ορό ανιχνεύθηκε με GC μας /μεταβολομική σύστημα MS-based, παρατηρήθηκαν ενδο-ημέρας και δια-ημερών διακυμάνσεις. Για παράδειγμα, οι τρυπτοφάνη συγκεντρώσεις που παρατηρήθηκαν το απόγευμα και το βράδυ μειώθηκαν σημαντικά σε σύγκριση με εκείνα που ανιχνεύθηκαν το πρωί (Πίνακας S3 και το Σχήμα S3), και αυτές οι διαφορές θα μπορούσαν να οφείλονται στις επιδράσεις της δίαιτας και /ή την καθημερινή δραστηριότητα. Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει επίσης ενδο-ημέρας και δια-ημέρα διακύμανση στα επίπεδα ορισμένων αμινοξέων [10], [11], [12]. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να αξιολογηθούν οι ενδο-ημέρας και εντός της ημέρας διακυμάνσεις των επιπέδων στον ορό του μεταβολίτη σε μεταβολομική έρευνα, και τα δείγματα αίματος που συλλέγονται πριν από το πρωινό χρησιμοποιήθηκαν σε αυτή τη μελέτη. Επιπλέον, η ακρίβεια των στοιχείων που λαμβάνονται με ενόργανης ανάλυσης των δειγμάτων ορού πρέπει να αξιολογηθούν προσεκτικά, επειδή μπορεί να επηρεαστεί από τη μέθοδο που χρησιμοποιείται. Ως εκ τούτου, για να ανακαλύψει αξιόπιστη βιοδείκτες μυθιστόρημα μεταβολίτη, υπολογίσαμε τις RSD% τιμές για τα επίπεδα μεταβολίτη στον ορό που λαμβάνονται από την ανάλυση GC /MS και στη συνέχεια αξιολογείται η μεταξύ ημέρας και εντός της ημέρας οι διαφορές στη συγκέντρωση της κάθε μεταβολίτη στον ορό. Στην ανάλυση GC /MS, πολλαπλές κορυφές μερικές φορές ανιχνεύονται για μια συγκεκριμένη μεταβολίτη. Για παράδειγμα, υπάρχουν παραλλαγές στον αριθμό των μορίων που προσδένονται TMS να ορισμένων μορίων, και ως εκ τούτου, οι κύριες και δευτερεύουσες κορυφές ανιχνεύονται. Οι δευτερεύουσες κορυφές μπορεί να είναι ασταθής, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε λανθασμένη ερμηνεία των δεδομένων. Στην πραγματικότητα, σε αυτή τη μελέτη οι RSD% τιμές που λαμβάνονται, παραλείποντας τα αποτελέσματα για τις ελάσσονες μεταβολίτες αιχμή προερχόμενα ήταν καλύτερα από εκείνα που λαμβάνονται με τη χρήση όλων των στοιχείων: όταν χρησιμοποιήθηκαν όλα τα δεδομένα, το ποσοστό των μεταβολιτών με RSD% τιμές μικρότερες από 20 % και 30% ήταν 68,5% και 86,5%, αντίστοιχα. Αντίθετα, όταν τα αποτελέσματα για τους δευτερεύοντες μεταβολίτες κορυφής που προέρχεται είχαν παραλειφθεί, ήταν 72,0% και 90,0%, αντίστοιχα. Έτσι, η ακριβής αξιολόγηση των δεδομένων που λαμβάνονται από μεταβολισμική αναμένεται να παράγει χρήσιμες πληροφορίες. Με βάση αυτές τις εκτιμήσεις, επιλέχθηκαν 27 μεταβολιτών ως υποψήφιες μεταβολίτης βιοδεικτών, αλλά αυτοί οι μεταβολίτες εμφανίζονται μεμονωμένες τιμές AUC του 0.6-0.8 και σχετικά χαμηλή ευαισθησία ή την ειδικότητα (Πίνακας 2), υποδεικνύοντας ότι και μόνο μεταβολίτης βιοδείκτες δεν είναι πρακτικές για τον έλεγχο της νόσου και /ή διάγνωση και ότι η χρήση των πολλαπλών βιοδείκτες θα μπορούσε να είναι καλύτερη για την ανακάλυψη των υποψηφίων με υψηλή ευαισθησία και ειδικότητα, παρόλο που μεταβολομική προσεγγίσεις έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως για να ανακαλύψει μόνο βιοδείκτες της νόσου. Στη συνέχεια, με στόχο την αξιολόγηση της χρησιμότητας των πολλαπλών βιοδείκτες για τη διάγνωση καρκίνου του παχέος εντέρου, πολλαπλή ανάλυση λογιστικής παλινδρόμησης χρησιμοποιώντας τη μέθοδο σταδιακής μεταβλητή επιλογής (σε αυτή τη μελέτη) και ανάλυση κύριων συνιστωσών (PCA) (τα δεδομένα δεν φαίνονται) διεξήχθησαν. Ωστόσο, PCA δεν παράγουν αξιόλογα αποτελέσματα. PCA είναι μια αναλυτική μέθοδος για την ανάλυση μειωμένο αριθμό μεταβλητών? δηλαδή, είναι μια τεχνική μείωσης διάσταση, και δεν έχει εξαρτημένες μεταβλητές. Αντίθετα, η ανάλυση πολλαπλής λογιστικής παλινδρόμησης με τη μέθοδο βαθμηδόν μεταβλητής επιλογής μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να επιλεγεί η βέλτιστη υποσύνολο των μεταβλητών και απαιτεί εξαρτημένες μεταβλητές. Έτσι, PCA μπορεί να είναι ακατάλληλες για μεγάλης κλίμακας μελέτες, επειδή μπορεί να παράγει απρόσμενες διαφορές μεταξύ των συγκρινόμενων ομάδων, αν και εποπτευόμενους PCA, μπορεί να είναι τουλάχιστον μερική ανάλυση τετραγώνων διακρίνουσας (PLS-DA), και ορθογώνια PLS-DA (OPLS-DA) που ισχύουν για τον καθορισμό των προτύπων διάγνωση, επειδή οι διακρίσεις μεταξύ ασθενών και μαρτύρων καρκίνο του παχέος εντέρου δείχθηκε μέσω OPLS-DA [13]

Το καθιερωμένο μοντέλο πρόβλεψης αποτελείται από 4 μεταβολιτών.? δηλαδή, 2-υδροξυβουτυρικό, ασπαρτικό οξύ, κυνουρενίνης, και κυσταμίνη (κυστεαμίνη + κυσταμίνη). 2-υδροξυβουτυρικό σχηματίζεται ως παραπροϊόν κατά την διάρκεια του σχηματισμού α-κετοβουτυρικής ενώσεως μέσω μιας αντίδρασης που καταλύεται από γαλακτική αφυδρογονάση ή α-υδροξυβουτυρική δευδρογενάση. Σε μια προηγούμενη μελέτη [13], παρατηρήθηκε το αυξημένο επίπεδο του 2-υδροξυβουτυρικό οξύ σε ορούς ασθενών με ορθοκολικό καρκίνο, είναι συνεπές με τα αποτελέσματα μας. Ο ορός α-υδροξυβουτυρική δευδρογενάση και σύνολο των δραστηριοτήτων της γαλακτικής αφυδρογονάσης των ασθενών με καρκίνο των ωοθηκών ήταν σημαντικά υψηλότερα από εκείνα των ασθενών με καλοήθεις όγκους των ωοθηκών [14], αλλά το επίπεδο του γαλακτικού οξέος σε καρκίνο του παχέος εντέρου ήταν χαμηλότερη από ότι σε υγιείς εθελοντές (Πίνακας S4) . Ως εκ τούτου, το 2-υδροξυβουτυρικό δεν θα παράγονταν στο αίμα από γαλακτικής αφυδρογονάσης, αλλά η ενζυματική παραγωγή του 2-υδροξυβουτυρικού με α-υδροξυβουτυρική δευδρογενάση ενδέχεται να προκληθούν στο αίμα και /ή 2-υδροξυβουτυρικό θα εκκρίνεται από τα κύτταρα.