Αφηρημένο

Ιστορικό

Οι συμβατικές μέθοδοι για την ανίχνευση του καρκίνου του πνεύμονα, συμπεριλαμβανομένων αξονική τομογραφία (CT) και η βρογχοσκόπηση είναι ακριβά και επεμβατική. Έτσι, υπάρχει ακόμη η ανάγκη για μία βέλτιστη τεχνική ανίχνευσης του καρκίνου του πνεύμονα.

Μέθοδοι

Ο εκπνεόμενου αέρα 50 ασθενών με καρκίνο του πνεύμονα ιστολογικά αποδεδειγμένο με βρογχοσκοπικών δείγματα βιοψίας (32 αδενοκαρκινώματα, 10 πλακώδους κυττάρου καρκινώματα, 8 μικρά κυτταρικά καρκινώματα), αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας φασματομετρία κινητικότητας ιόντων (IMS) και συγκρίθηκαν με 39 υγιείς εθελοντές. Ως δευτερεύον εκτίμηση, συγκρίναμε τους ασθενείς αδενοκαρκίνωμα με και χωρίς υποδοχέα επιδερμικού αυξητικού παράγοντα (EGFR) μετάλλαξης.

Αποτελέσματα

Ένας αλγόριθμος δέντρο αποφάσεων θα μπορούσε να διαχωρίσει τους ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα συμπεριλαμβανομένου του αδενοκαρκινώματος, καρκινώματος πλακωδών κυττάρων και καρκίνωμα μικρών κυττάρων. Ένα 100-15 διαχωρίζεται πτητικών οργανικών ενώσεων (VOC) κορυφές αναλύθηκαν. Peak-2 σημειωθεί ως n-Δωδ χρησιμοποιώντας τη βάση δεδομένων IMS ήταν σε θέση να διαχωρίσει τις αξίες με ευαισθησία 70,0% και ειδικότητα 89,7%. Ενσωματώνοντας έναν αλγόριθμο δένδρου απόφασης ξεκινώντας με Ν-δωδεκάνιο, ευαισθησία 76% και εξειδίκευση 100% επιτεύχθηκε. Συγκρίνοντας κορυφές VOC μεταξύ αδενοκαρκινώματος και υγιή άτομα, n-Δωδ ήταν σε θέση να διαχωρίσει τις αξίες με ευαισθησία 81,3% και ειδικότητα 89,7%. Δεκατέσσερις ασθενείς θετικό για μετάλλαξη του EGFR εμφανίζεται ένα σημαντικά υψηλότερο n-Δωδ από ό, τι για τους 14 ασθενείς αρνητικοί για EGFR (p & lt? 0.01), με ευαισθησία 85,7% και ειδικότητα 78,6%

Συμπέρασμα

.

σε αυτή την προοπτική μελέτη, VOC πρότυπα αιχμής χρησιμοποιώντας έναν αλγόριθμο δέντρου απόφασης ήταν χρήσιμη στην ανίχνευση του καρκίνου του πνεύμονα. Επιπλέον, n-Δωδ ανάλυση από ασθενείς αδενοκαρκίνωμα μπορεί να είναι χρήσιμο να διακρίνει την μετάλλαξη του EGFR

Παράθεση:. Handa Η Usuba Α, Maddula S, Baumbach JI, Mineshita Μ, Miyazawa T (2014) εκπνεόμενου Ανάλυση Ανάσα για πνεύμονα Ανίχνευση καρκίνου με τη βοήθεια Ion Mobility φασματομετρία. PLoS ONE 9 (12): e114555. doi: 10.1371 /journal.pone.0114555

Επιμέλεια: Francisco Renán Aguayo, Πανεπιστήμιο της Χιλής, η Χιλή

Ελήφθη: 11 του Ιούλη του 2014? Αποδεκτές: 11, Νοεμβρίου του 2014? Δημοσιεύθηκε: 9 Δεκεμβρίου 2014

Copyright: © 2014 Handa 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 είναι εντός του χαρτιού

Χρηματοδότηση:. Η μελέτη αυτή υποστηρίζεται από την Japan Society για την Προώθηση της Επιστήμης και με επιχορηγήσεις-in-Ενισχύσεις για την Επιστημονική Έρευνα (20410061, 24800068). Ο Δρ Baumbach υποστηρίχθηκε από την Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Γερμανία) στο πλαίσιο του Ερευνητικού Κέντρου Collaborative (Sonderforschungsbereich) SFB 876 «Παροχή πληροφοριών από περιορισμένους πόρους Analysis», TB1 έργο «περιορισμένους πόρους Ανάλυση Φασματομετρίας Δεδομένων». 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 τα ακόλουθα ανταγωνιστικά συμφέροντα: Drs. Baumbach και Maddula ήταν υπάλληλοι της Β & amp? S Analytik GmbH έως το 2013 και Baumbach είναι μέτοχος της Β & amp? S Analytik GmbH. Δεν υπάρχουν συγκρούσεις για την παροχή συμβουλών, διπλώματα ευρεσιτεχνίας, τα προϊόντα στην ανάπτυξη, ή διατίθενται στην αγορά προϊόντα. Οι συγγραφείς επιβεβαιώνουν ότι αυτή η απασχόληση δεν μεταβάλλει την προσκόλλησή τους σε σχέση με PLoS ONE πολιτικές για την ανταλλαγή δεδομένων και το υλικό.

Εισαγωγή

Πρόσφατα, η Εθνική πνεύμονα ομάδα Δίκη Screening ανέφερε ότι ο έλεγχος με χαμηλή δόση υπολογίζεται τομογραφία (CT) μείωσε τη θνησιμότητα του καρκίνου του πνεύμονα κατά 20% περίπου. δόσης CT χαμηλή είναι μια σημαντική δοκιμασία διαλογής? ωστόσο, είναι ακριβά και υπάρχουν κίνδυνοι που συνδέονται με την έκθεση σε ακτινοβολία. Από την άλλη πλευρά, η ανάλυση της αναπνοής είναι εύκολο στη χρήση και χωρίς ακτινοβολία. Αέρια χρωματογραφία και φασματομετρία μάζας (GC /MS) [1] – [2] και μήτρες χημικό αισθητήρα: χαλαζίας μικροζυγό [3], επιφανειακά ακουστικά κύματα [4], άνθρακα-πολυμερούς array [5], χρωματομετρική αισθητήρα [6], μονού τοιχώματος νανοσωλήνα άνθρακα [7] και νανοσωματίδια χρυσού [8], μπορεί να ανιχνεύσει τις πτητικές οργανικές ενώσεις (VOCs) στον καρκίνο του πνεύμονα από την ανθρώπινη αναπνοή. Επιπλέον, κυνικός άρωμα έχει επικεντρωθεί στην διάγνωση του καρκίνου του πνεύμονα [9] – [10].

ιόντων φασματομετρία κινητικότητας (IMS) με πολυ-τριχοειδή στήλη (MCC), μια συσκευή ανάλυσης της αναπνοής, μπορεί να ανιχνεύσει συγκεκριμένες πτητικές οργανικές ενώσεις σε ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα [11]. IMS /MCC μπορεί να ανιχνεύσει μια πολύ χαμηλή συγκέντρωση των πτητικών οργανικών ενώσεων (συνήθως στο ppbv- να PPTV εμβέλειας, pg /L σε ng /L-range) σε λιγότερο από 8 λεπτά συνολικό χρόνο ανάλυσης και είναι ανώτερη από την GC /MS, καθώς μπορεί να εφαρμοστεί στο κρεβάτι του ξενοδοχείου και άμεση δειγματοληψία μπορεί να ληφθεί χωρίς προετοιμασία [11] – [21]. Στην Ευρώπη, 550 MBq πηγές β-ακτινοβολίας είναι αποδεκτές? Ωστόσο, για την ιαπωνική αγορά, κανονισμοί περιορίζουν τις πηγές

63Ni β-ακτινοβολίας σε κάτω από 100 MBq. Ως εκ τούτου, σε αυτή τη μελέτη, χρησιμοποιήθηκε ένα 95 MBq πηγή β-ιονισμού. Ο αρχικός στόχος της μελέτης αυτής είναι να επιβεβαιώσει την επαναληψιμότητα των αποτελεσμάτων IMS /MCC (χρησιμοποιώντας BioScout: B & amp? S Analytik, Ντόρτμουντ, Γερμανία). Για ένα ιαπωνικό πληθυσμό

Η χημειοθεραπεία των ασθενών με καρκίνο του πνεύμονα εξαρτάται από την κατάσταση απόδοσης, ιστολογικά χαρακτηριστικά, σταδιοποίηση του όγκου, και μοριακά χαρακτηριστικά. Προηγουμένως, 2 φαρμάκων χημειοθεραπείας συνδυασμού συμπεριλαμβανομένης της πλατίνας έχει εκτελεστεί ως θεραπεία πρώτης γραμμής για ασθενείς με προχωρημένο μη μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα (NSCLC) θεωρείται ως μια ενιαία ασθένεια παρά ιστολογικές και μοριακές ετερογένεια. Ωστόσο, πρόσφατα, η ανακάλυψη της μοριακής ανωμαλιών όπως ο υποδοχέας του επιδερμικού αυξητικού παράγοντα (EGFR) μετάλλαξη, και νέοι παράγοντες όπως EGFR αναστολέας της τυροσινικής κινάσης αλλαγμένο θεραπεία του NSCLC. Αυτά οδήγησαν θεραπεία NSCLC στην εξατομικευμένη θεραπεία. Οι διαφορές των ιστολογικός τύπος και γενετικές αλλαγές είναι οι πιο σημαντικοί παράγοντες στην απόφασή της τρέχουσας θεραπείας του καρκίνου του πνεύμονα. Ο δεύτερος στόχος της μελέτης αυτής είναι να επιβεβαιώσει εάν τα πρότυπα VOC είναι σε θέση να ανιχνεύσει ιστολογικά επιβεβαιωμένο καρκίνους του πνεύμονα, και οι μεταλλάξεις του οδηγού, όπως η μετάλλαξη του EGFR.

Μέθοδοι

ανάλυση αναπνοή χρησιμοποιώντας ένα φασματόμετρο κινητικότητας ιόντων ( IMS) έγινε τυχαία πραγματοποιήθηκε σε υγιείς εθελοντές και ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα στην περιοχή του Αγίου Μαριάννα Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου από 1ης Σεπτεμβρίου 2011 έως τις 14 Ιανουαρίου 2013. σε όλους τους ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα, δείγματα αναπνοής συλλέχθηκαν πριν από τη βρογχοσκόπηση. Η Επιτροπή Δεοντολογίας του Αγίου Μαριάννα Σχολής του Πανεπιστημίου ενέκρινε τη μελέτη αυτή και γραπτή συγκατάθεση λήφθηκε από όλους τους ασθενείς (No1820). Η μελέτη αυτή είχε καταχωρηθεί με το Νοσοκομείο University Medical Information Network Κλινικών Δοκιμών Μητρώου (Umin-CTR) (UMIN000006696, 000008328).

Η εκπνεόμενου αέρα 50 ασθενείς (31 άνδρες, 19 γυναίκες), με καρκίνο του πνεύμονα επιβεβαιώθηκε ιστολογικά από βρογχοσκοπικών βιοψία δείγματος συγκρίθηκε με 39 υγιείς εθελοντές (25 άνδρες, 14 γυναίκες). ιστορίες του καπνίσματος των ατόμων μετρήθηκαν χρησιμοποιώντας πακέτα-έτη

ιόντων φασματομετρία κινητικότητας (IMS)

IMS (BioScout, B & amp? S Analytik, Ντόρτμουντ, Γερμανία). σε συνδυασμό με ένα πολυ-τριχοειδή στήλη ( MCC, τύπος OV-5, Multichrom Ltd, Novosibirsk, Ρωσία) και συζευγμένο με ένα σπιρόμετρο (Ganhorn Medizin Electronic, Niederlauer, Γερμανία), όπως χρησιμοποιήθηκε μία μονάδα εισαγωγής δείγματος CO2-ελεγχόμενη. Ο Πίνακας 1 δείχνει τα χαρακτηριστικά του διαθλάσεως κινητικότητας ιόντων

Η

Οι κυριότερες παράμετροι της ανάλυσης της αναπνοής έχουν προηγουμένως συνοψιστεί [11] – [21]. Και θα συζητηθεί εδώ εν συντομία. IMS αναφέρεται στην ανίχνευση των ιόντων που σχηματίζονται από την ανάλυση σε πίεση περιβάλλοντος μέσα σε ένα σωλήνα ολίσθησης. Η φασματομετρία κινητικότητας ιόντων όρος αναφέρεται στη μέθοδο που χαρακτηρίζουν την ανάλυση των αερίων από την κινητικότητα ιόντων σε αέρια φάση τους. Κανονικά, ο χρόνος μετακίνησης των σμηνών ιόντων, που σχηματίζονται χρησιμοποιώντας κατάλληλες πηγές ιονισμού στη συνέχεια διέρχεται από ηλεκτρικά ρολά, μετριούνται. κινητικότητας ιόντων για ανάλυση μπορεί να παρέχει ένα μέσο για την ανίχνευση και τον εντοπισμό τους ατμούς. Η ταχύτητα ολίσθησης συσχετίζεται με την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου με την κινητικότητα. Ως εκ τούτου, η κινητικότητα είναι ανάλογη προς το χρόνο αντίστροφο εκτροπή, η οποία θα μετράται σε σταθερό μήκος μετατόπιση. IMS συνδυάζει υψηλή ευαισθησία και σχετικά χαμηλές τεχνικές δαπάνες με την απόκτηση δεδομένων υψηλής ταχύτητας. Ο χρόνος για να αποκτήσει μια ενιαία φάσμα είναι στην περιοχή των 10 ms έως 100 ms. Έτσι, η IMS είναι ένα μέσο κατάλληλο για τον έλεγχο της διαδικασίας, αλλά λόγω της εμφάνισης αντιδράσεων ιόντων μόριο και σχετικά κακή ανάλυση του είδους σχηματίζονται, γενικά δεν είναι για την ταυτοποίηση άγνωστης ενώσεων. Σε σύγκριση με φασματομετρία μάζας, η μέση ελεύθερη διαδρομή των ιόντων είναι πολύ μικρότερη και οι διαστάσεις του οργάνου. Ένα ιόν που σχηματίζεται έχει υψηλό αριθμό των συγκρούσεων με τα μόρια του αερίου φορέα στο δρόμο ολίσθηση προς την Faraday-πλάκα. Ωστόσο, λόγω των υψηλών συνθηκών κενού σε φασματομετρία μάζας, ένα ιόν που σχηματίζεται θα υπάρχει κανονικά καμία σύγκρουση με άλλα μόρια κατά την διάρκεια της μετατόπισης. Στο μικρό χρονικό χάσμα μεταξύ των συγκρούσεων το ιόν θα αποκτήσει ενέργεια από το εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο και να χάσουν την ενέργεια από την επόμενη διαδικασία σύγκρουσης. Κατά συνέπεια, θα επιτευχθεί μια μάλλον σταθερή ταχύτητα ολίσθησης. Ως εκ τούτου, ένα σμήνος ιόντων παρασύρεται κάτω από τέτοιες συνθήκες βιώνει μια διαδικασία διαχωρισμού που βασίζεται σε διαφορετικές ταχύτητες μετακίνησης των ιόντων με διαφορετικές μάζες ή γεωμετρικές δομές. Η συλλογή αυτών των ιόντων σε ένα Faraday πλάκα παραδίδει ένα μήνυμα εξαρτάται από το χρόνο που αντιστοιχεί στην κινητικότητα των ιόντων που φθάνουν. Μια τέτοια φάσμα κινητικότητας ιόντων περιέχει πληροφορίες σχετικά με τη φύση των διαφόρων ενώσεων που υπάρχουν στο αέριο δείγμα.

Σε σύγκριση με άλλες αναλυτικές μεθόδους, IMS έχει σημαντικά μεγάλη πυκνότητα πληροφοριών με συγκριτικό χαμηλό βάρος σε βάρος, η ισχύς και το μέγεθος. Φυσικά, υπάρχουν και άλλες αναλυτικές τεχνικές, οι οποίες περιέχουν πολύ μεγαλύτερη πυκνότητα πληροφοριών, όπως φασματομετρία μάζας. Άλλες τεχνικές είναι μικρότερα και πιο οικονομικά στην εξουσία, όπως αισθητήρες επιφανειακών ακουστικών κυμάτων. IMS δείχνει εξειδίκευση του ανάλογα με το μέγεθος ιόν, τη χημεία και τη φύση του δείγματος. Μπορεί να είναι πολύ υψηλό, μέσω ενός συνδυασμού του χρόνου μετατόπισης και ιδιότητες ιονισμού. Όταν είναι πάντα δυνατή, ενωτικό GC-IMS προτιμώνται. Από μόνη της IMS είναι ανώτερη από την MS και GC σε σχέση με επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας, η κατανάλωση φυσικού αερίου, δεν κενού απαιτείται και σχετικά χαμηλές απαιτήσεις ισχύος.

Για φασματομετρία, ένα 95 MBq πηγή

63Ni β-ακτινοβολίας εφαρμόστηκε για ο ιονισμός του αερίου φορέα (συνθετικός αέρας). Γενικά, ο συνολικός αριθμός των ιόντων που σχηματίζονται είναι ελαφρώς χαμηλότερη χρησιμοποιώντας 95 MBq σε σύγκριση με 550 MBq. Ως αποτέλεσμα, ο συνολικός αριθμός των ιόντων με την κορυφή αντιδραστήριο ιόντος σε συνθετικό αέρα θα μειώσει την γραμμική περιοχή οριακά. Για τις περιπτώσεις εφαρμογής, όπως η ανάλυση της αναπνοής ως επί το πλείστον εργάζονται για όρια ανίχνευσης της ανάλυσης, η εμφάνιση της ανάλυσης παίζει πιο σημαντικό ρόλο από ό, τι η γραμμική περιοχή. Όπως φαίνεται αργότερα σε αυτό το έγγραφο, η δύναμη και η διάκριση ανιχνευσιμότητα των αναλύσεων στο εκπνεόμενο αναπνοή δεν επηρεάζονται από τη διαφορά στη δραστηριότητα της πηγής ιονισμού.

Το φασματόμετρο συνδέθηκε με ένα πολικό MCC που λειτουργούσαν ως μία μονάδα προ-διαχωρισμού. Για MCC, οι αναλύσεις του εκπνεόμενου αέρα εστάλησαν μέσω 1.000 παράλληλων τριχοειδών αγγείων, το καθένα με μια εσωτερική διάμετρο 40 μm και πάχος μεμβράνης 200 nm. Η συνολική διάμετρος της στήλης διαχωρισμού ήταν 3 mm.

Το εκπνεόμενο ανάσα των θεμάτων λήφθηκε απευθείας μέσω του σπιρόμετρο χρησιμοποιώντας ένα πρότυπο επιστόμιο περιέχει έναν αισθητήρα υπερήχων χωρίς την εγγραφή του 500 mL του νεκρού όγκου στη λήξη. Τα περιεχόμενα ενός βρόχου δείγματος 10 mL προστέθηκαν στην είσοδο του MCC και μεταφέρονται σε IMS, το οποίο ήταν άμεσα συνδεδεμένο με την περιοχή ιονισμού μετά προ-διαχωρισμού. Η MCC και της μετατόπισης του σωλήνα διεξήχθησαν στους 40 ° C. Ο μεταφορέας και της μετατόπισης του φυσικού αερίου που χρησιμοποιήθηκε ήταν συνθετικό αέρα (Nippon Megacare, Τόκιο, Ιαπωνία)

Η στατιστική ανάλυση

Οι κορυφές χαρακτηρίστηκαν χρησιμοποιώντας το Visual Τώρα 2.2 του λογισμικού (Β & amp? S Analytik, Dortmund, Γερμανία). [14], [22] – [25]. Όλες οι κορυφές που βρέθηκαν χαρακτηρίζονται από τη θέση τους με το χρόνο παρασυρόμενα (που αντιστοιχούν 1 /K

0-τιμή) και χρόνο κατακράτησης, και η συγκέντρωση τους σε σχέση με το ύψος της κορυφής (πίνακας 1). Λεπτομέρειες της διαδικασίας ανάλυσης δεδομένων πραγματοποιήθηκαν με βάση τις μεθόδους που περιγράφονται λεπτομερώς προηγουμένως [15], [22] – [26] και συνοψίζονται εδώ [27] – [31].

Για τις διαφορετικές ομάδες και κάθε των κορυφών, Box-and-Whisker οικόπεδα παρήχθησαν. Το ποσό κατάταξη που παρέχονται από τεστ Wilcoxon-Mann-Whitney χρησιμοποιώντας τη διόρθωση Bonferroni. Visual Τώρα 2.2 χρησιμοποιήθηκε για να ταξινομήσει τις κορυφές με τη μεγαλύτερη διαφορά μεταξύ των ομάδων

Η σχέση μεταξύ των κορυφών που βρέθηκαν στο BioScout και πραγματοποιήθηκε η ανάλυση σε σύγκριση με τη χρήση της βάσης δεδομένων Visual τώρα Έκδοση 110801 (Β & amp?. S Analytik, Dortmund, Γερμανία), που λαμβάνονται με μετρήσεις που περιγράφηκε προηγουμένως [11], [32] – [34]. Στην παρούσα εργασία, κορυφές συσχετίστηκαν με την πλησιέστερη ανάλυση από τη βάση δεδομένων αναφοράς και σε σύγκριση με την πραγματική θέση της κορυφής.

Αποτελέσματα

Όλοι οι καρκίνοι του πνεύμονα ιστολογικά αποδεικνύεται από βρογχοσκοπικών δείγματα βιοψίας. Σε 28 ασθενείς, διαβρογχική βιοψία σε περιφερειακές πνευμονικές βλάβες, χρησιμοποιώντας τόσο ενδοβρογχικούς υπερηχογράφημα με τον οδηγό-θήκη και εικονική πλοήγηση βρογχοσκοπικών επιβεβαιώθηκε. Σε 22 ασθενείς, σε κεντρική τοποθεσία τραχειοβρογχικού βλαβών θα μπορούσε να επιβεβαιωθεί άμεσα. Οι τύποι καρκίνου του πνεύμονα ήταν: 32 αδενοκαρκινώματα, 10 ακανθοκυτταρικό καρκίνωμα και 8 μικρά καρκινώματα. Από 32 ασθενείς με αδενοκαρκίνωμα, 14 βρέθηκαν να είναι θετικά για τη μετάλλαξη EGFR, 14 ήταν αρνητικά για την μετάλλαξη EGFR και 4 ασθενείς ήταν θετικοί για κινάσης αναπλαστικού λεμφώματος (ALK) σύντηξης. Ο καρκίνος του πνεύμονα TNM στάσης έδειξαν: στάδιο 1 = 13 ασθενείς, στάδιο 2 = 6 ασθενείς, στάδιο 3 = 8 ασθενείς και το στάδιο 4 = 23 ασθενείς. Επτά από 39 υγιείς εθελοντές και 33 50 ασθενών με καρκίνο του πνεύμονα είχαν ιστορικό καπνίσματος (πίνακας 2).

Η

Ένα σύνολο 115 διαφορετικών κορυφών συγκρίθηκαν σε σχέση με τη δύναμη διαχωρισμού σε ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα και υγιείς εθελοντές (Εικ. 1). Δέκα κορυφές VOC ταυτοποιήθηκαν με σημασία μεγαλύτερη από 95% (ρ & lt? 0,01) σε ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα. Από αυτά, κορυφή-2, το οποίο έχει την ισχυρότερη αιχμή VOC, σημειώνεται ως η-Δωδ χρησιμοποιώντας τη βάση δεδομένων IMS και ήταν σε θέση να διαχωρίσει τις τιμές με ευαισθησία 70,0% και ειδικότητα 89,7%. Τα 9 άλλες κορυφές VOC εντοπίστηκαν επίσης χρησιμοποιώντας τη βάση δεδομένων (πίνακας 3). Επιπλέον, χρησιμοποιώντας έναν αλγόριθμο δέντρου απόφασης με n-Δωδ ως σημείο εκκίνησης, ευαισθησία 76%, ειδικότητα 100%, PPV 100% και NPV του 76,4% καταγράφηκαν (Εικ. 2).

ένα 100 με 15 κορυφές VOC ανιχνεύθηκαν με φασματομετρία κινητικότητας ιόντων σε ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα και σε υγιείς εθελοντές.

Η

Η

Συγκρίνοντας κορυφές VOC μεταξύ αδενοκαρκινώματος και σε υγιή άτομα, 11 κορυφές VOC βρέθηκαν να έχουν σημασία υψηλότερες από 95% (ρ & lt? 0,01) και Ν-Δωδ (κορυφή-2) ήταν σε θέση να διαχωρίσει τις τιμές με ευαισθησία 81,3% και ειδικότητα 89,7% (Εικ. 3). Επιπλέον, οι ασθενείς αδενοκαρκίνωμα 14 πνεύμονα θετικό για μετάλλαξη του EGFR εμφανίζεται σημαντικά υψηλότερη κορυφή n-Δωδ VOC από ό, τι για τους ασθενείς με αδενοκαρκίνωμα 14 πνεύμονα αρνητικές για την μετάλλαξη EGFR χωρίς 4 ασθενείς θετικοί για τη σύντηξη ALK (p & lt? 0.01), με ευαισθησία 85,7% . και ειδικότητα 78,6% (Τα Σχ. 4 και 5)

Κορυφή 2 ήταν σημαντικά υψηλότερη σε ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα (ρ & lt? 0.001). Το κουτί αντιπροσωπεύει τις 25η και 75η εκατοστιαία, τα μουστάκια αντιπροσωπεύουν το φάσμα, και η επένδυση κουτί αντιπροσωπεύει τη μέση, ενώ κύκλοι αντιπροσωπεύουν τη μέση. ασθενών αδενοκαρκίνωμα του πνεύμονα αποκάλυψε μια σημαντικά υψηλότερη κορυφή n-Δωδ VOC από υγιείς εθελοντές και την κορυφή n-Δωδ VOC θα μπορούσε να διαχωρίσει τις αξίες με ευαισθησία 81,3% και ειδικότητα 89,7%.

Η

Δεκατέσσερις ασθενείς με μετάλλαξης του EGFR εμφανίζεται σημαντικά υψηλότερη κορυφή n-Δωδ με ευαισθησία 85,7% και ειδικότητα 78,6% (p & lt? 0.01). σε σύγκριση με 14 ασθενείς αδενοκαρκίνωμα χωρίς την μετάλλαξη του EGFR

η

Συγκρίνοντας αιχμές VOC μεταξύ πλακώδες καρκίνωμα και την υγιή ομάδα, 11 κορυφές VOC βρέθηκαν να έχουν σημασία υψηλότερες από 95% και μέγιστη-69 ήταν σε θέση να διαχωρίσει την καλύτερη αξία με ευαισθησία 97,4 και ειδικότητα 60,0% (ρ & lt? 0.001) . Συγκρίνοντας κορυφές VOC μεταξύ μικρών καρκίνωμα και σε υγιή άτομα, η μέγιστη-6 βρέθηκε να είναι σημαντικά υψηλότερο από το 95% (p & lt? 0,01) με ευαισθησία 97,4% και ειδικότητα 50,0%. Επιπλέον, ένας αλγόριθμος δέντρου απόφασης θα μπορούσε να διαχωρίσει ιστολογικών τύπων καρκίνου του πνεύμονα και σε υγιείς εθελοντές (Εικ. 6).

Η

Συζήτηση

Σε αυτή την προοπτική μελέτη, τα πρότυπα κορυφής VOC χρησιμοποιώντας μια απόφαση αλγόριθμος δέντρο ήταν χρήσιμη στην ανίχνευση του καρκίνου του πνεύμονα. Βρήκαμε ότι ορισμένοι κορυφές VOC εμφανίζονται σημαντικές διαφορές μεταξύ των ασθενών με αδενοκαρκίνωμα, καρκίνωμα πλακωδών κυττάρων, μικροκυτταρικό καρκίνωμα και υγιείς εθελοντές. Επιπλέον, ορισμένες κορυφές VOC θετικός για την μετάλλαξη EGFR εμφανίζεται σημαντική αύξηση, ειδικά το η-Δωδ κορυφή, η οποία ήταν η πιο πολύτιμη βιοδεικτών. ανάλυση πτητικών οργανικών ενώσεων χρησιμοποιώντας IMS αναμένεται να είναι μια σημαντική δοκιμασία ανίχνευσης για τον καρκίνο του πνεύμονα. Για τις γνώσεις μας, αυτή είναι η πρώτη μελέτη που δείχνει ότι η ανάλυση Ν-Δωδ από ασθενείς αδενοκαρκίνωμα μπορεί να είναι χρήσιμο να κάνουν διακρίσεις για τη μετάλλαξη του EGFR.

ανάλυση VOC του καρκίνου του πνεύμονα με τη χρήση GC /MS έχει χρησιμοποιηθεί εκτενώς από το 1985 . σε GC /MS, ορισμένα μοντέλα VOC χρησιμοποιήθηκαν για την ανάλυση σημασία, με ευαισθησία και ειδικότητα της 54 σε 100% και 67 έως 100%, αντίστοιχα [35]. Westhoff et al. ήταν ο πρώτος που αναφέρει ανάλυση VOC για τον καρκίνο του πνεύμονα με τη χρήση IMS. Ανέφερε ότι το 23 VOC κορυφές από εκπνεόμενου αέρα θα μπορούσε να διαχωρίσει τον καρκίνο του πνεύμονα και μια υγιή ελέγχου, δεν επηρεάζεται από το ιστορικό καπνίσματος [11]. Ωστόσο, οι τεχνολογίες φασματομετρία χρήση δειγματοληψίας αναπνοής επλήγησαν από τις συνθήκες του περιβάλλοντος, από του στόματος οσμή και τη διατροφή. Άμεση δειγματοληψία των αεραγωγών υπό βρογχοσκόπηση ήταν αμελητέα για στοματική οσμή και μερικές αιχμές VOC εμφανίζονται σημαντικές διαφορές μεταξύ της θέσης όγκου πνεύμονα και την φυσιολογική θέση. Επιπλέον, ορισμένες κορυφές VOC, 2-βουτανόλη, 2-μεθυλοφουραν και η-νονανάλη, αποδείχθηκε χρήσιμη για το διαχωρισμό αδενοκαρκίνωμα και καρκίνωμα των πλακωδών κυττάρων [36] – [37]. Για αδενοκαρκίνωμα του πνεύμονα, η-Δωδ βρέθηκε να είναι μια σημαντική αιχμή VOC τόσο για την ανάλυση της αναπνοής και τη δειγματοληψία βρογχοσκοπική και αναφέρθηκε ότι συνδέεται σε ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα [36] – [37].

Είναι γνωστό ότι οι ασθενείς της Ανατολικής Ασίας NSCLC έχουν υψηλότερα περιπτώσεις μετάλλαξης του EGFR [38] – [40]. μεταλλάξεις οδηγού, συμπεριλαμβανομένων του EGFR, έχουν επικεντρωθεί για τον καρκίνο του πνεύμονα και άλλες κακοήθεις όγκους [41] – [43]. Η μετάλλαξη EGFR έχει υψηλότερο βαθμό από ό, τι άλλες μεταλλάξεις οδηγού στον καρκίνο του πνεύμονα και είναι ευαίσθητη στον αναστολέα τυροσίνης κινάσης του EGFR. Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης δείχνουν ότι το αδενοκαρκίνωμα του πνεύμονα θετικά για τη μετάλλαξη EGFR τείνει να αυξήσει την ένταση κάποιων κορυφών VOC χρησιμοποιώντας IMS. EGFR μπορεί να έχει ένα συγκεκριμένο μεταβολισμό που μπορεί να παράγει διάφορες πτητικές οργανικές ενώσεις. Η ανίχνευση της μετάλλαξης του EGFR χρειάζεται χειρουργική δείγμα, βρογχοσκόπηση ή CT-καθοδηγούμενη βιοψία ιστού βελόνα, βρογχικό έκπλυμα και υπεζωκοτική συλλογή με καρκινικών κυττάρων. Μια προηγούμενη μελέτη ανέφερε εκπνεόμενου συμπύκνωμα αναπνοή θα μπορούσε να αξιολογήσει μετάλλαξη του EGFR. Ωστόσο ήταν ακόμη δύσκολο να ανιχνευθούν μεταλλάξεις του EGFR στον εκπνεόμενο συμπύκνωμα αναπνοή λόγω κυτταρικά συστατικά που παρουσιάζονται στον εκπνεόμενο συμπύκνωμα αναπνοή δεν είναι αντιπροσωπευτικά του όγκου [44] – [45]. Η ανάλυση των προτύπων VOC, συμπεριλαμβανομένων έναν αλγόριθμο δένδρου αποφάσεων μπορεί να είναι χρήσιμη για την ανίχνευση της μετάλλαξης του EGFR που εκπέμπεται από καρκίνο του πνεύμονα κυτταρικών σειρών στο μέλλον.

Αυτή η μελέτη είχε κάποιους περιορισμούς. Πρώτον, το μέγεθος του δείγματος ήταν μικρό και οι μεγαλύτερες μελέτες δείγματος που απαιτείται. Παρά το γεγονός ότι τα περισσότερα δείγματα αναπνοής ασθενών που χρειάζονται για να ξεπεραστούν πιθανά προβλήματα με τις στατιστικές έρευνες, και τα προηγούμενα μεγέθη βιβλιογραφία προς ανάλυση δείγματος αναπνοής ήταν μικρότερη σε σύγκριση με την παρούσα μελέτη [36] – [37]. Εκτός από το μείζον ζήτημα να έχουμε περισσότερα δείγματα αναπνοής των ασθενών από κορυφές για να ξεπεραστούν πιθανά προβλήματα με τις στατιστικές έρευνες σε γενικές γραμμές, εδώ 89 δείγματα εξετάστηκαν και 115 κορυφές βρέθηκαν. Δεύτερον, πτητικών οργανικών ενώσεων σε ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα μπορεί να επηρεαστεί από το κάπνισμα ιστορία. Θα πρέπει να σημειωθεί, εάν οι διαφορές δεν είχαν σχέση με το κάπνισμα σε ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα, το οποίο θεωρήθηκε λεπτομερώς από Westhoff et al. [11] δείχνει, ότι και στις δύο ομάδες συμπεριλαμβανομένου ενός υψηλότερου αριθμού των καπνιστών και μη καπνιστών την διαφοροποίηση χρησιμοποιώντας φασματομετρία κινητικότητας ιόντων ήταν επιτυχής. Για τα μόρια διερευνώνται από την IMS σε αυτή τη μελέτη, οι διαφορές ήταν ανεξάρτητες από το κάπνισμα και σημαντική και για τις δύο ομάδες. Στη μελέτη των Westhoff et al. [11]. δεν υπήρχε διαθέσιμη βάση δεδομένων για τον προσδιορισμό της ανάλυσης. Πρόσφατα, Darwiche et al. [36] έδειξε από την σύγκριση των μετρήσεων λήψη δειγμάτων αέρα από τον ίδιο τον ασθενή στη θέση χώρο του καρκίνου και μη καρκίνου κατά τη διάρκεια της βρογχοσκόπησης, διαφορές που διαπιστώθηκαν αφορούσαν τον τόπο λήφθηκε το δείγμα, πάνω ακριβώς από τα καρκινικά κύτταρα ή σε άλλη περιοχή του πνεύμονα . Τρίτον, σύμφωνα με την ιαπωνική κανονισμούς, περιορισμούς των πηγών

63Ni β-ακτινοβολία κάτω από 100 MBq έχουν οριστεί για αυτό το ιαπωνικό πιλοτική μελέτη, η οποία είναι χαμηλότερη από την Ευρωπαϊκή περιορισμούς. Ωστόσο, τα τρέχοντα αποτελέσματα της μελέτης δείχνουν ότι η IMS με μια πηγή β-ακτινοβολίας 95 MBq θα μπορούσε να κάνει διάκριση μεταξύ υγιών εθελοντών και ασθενών με καρκίνο του πνεύμονα με επιτυχία. Ως εκ τούτου, η δημιουργία μιας βάσης δεδομένων για την ασιατική πληθυσμού σε σχέση με αιχμές VOC και ουσίες μπορεί να απαιτείται. Σε μελλοντικές μελέτες, οι πολυκεντρικές μελέτες που χρησιμοποιούν IMS που απαιτούνται για την ανάλυση του καρκίνου του πνεύμονα.

Ευχαριστίες

Οι συγγραφείς θα ήθελα να ευχαριστήσω τον κ Jason Tonge για χειρόγραφο προετοιμασία.