Αφηρημένο

Πρόσφατα, οι μέθοδοι με βάση το χαρτί για την πρωτεομική ανάλυση έχουν χρησιμοποιηθεί στην κλινική έρευνα και φαίνεται αξιόπιστη για το πεπτικό, τον εγκέφαλο, λεμφοματώδους , και καρκίνων του πνεύμονα ταξινόμησης. Ωστόσο απλές, μεθόδους ιστού που βασίζεται ανάλυση του σήματος ζευγάρι στην απεικόνιση του ιστού είναι χρονοβόρα. Για να εκτιμηθεί η αξιοπιστία της μεθόδου περιλαμβάνουν την εκπόνηση ταχεία ιστών και ανάλυση για τη διάκριση καρκινικών από μη-καρκινικούς ιστούς, ελέγξαμε 141 ζεύγη καρκίνο του πνεύμονα /μη-όγκου και 8 μοναδικά δείγματα καρκίνου του πνεύμονα μεταξύ των φυλάσσονται κατεψυγμένα δείγματα των 138 ασθενών που λειτουργούν κατά τη διάρκεια του 2012 .

τα δείγματα συνθλίβονται σε νερό, και 1.5 μΐ κηλιδώθηκε επί ενός στόχου χάλυβα για ανάλυση με τον αναλυτή Microflex LT (Bruker Daltonics). Τα φάσματα αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας λογισμικό ClinProTools. Μια σειρά δειγμάτων χρησιμοποιήθηκε για να δημιουργήσει ένα τυχαίο μοντέλο κατάταξης, με βάση έναν κατάλογο διακρίνουσα κορυφές ταξινομημένο με το

k

-nearest γείτονα γενετικό αλγόριθμο. Το υπόλοιπο των δειγμάτων (n = 43 καρκινικούς και n = 41 μη-ογκική) χρησιμοποιήθηκε για την επαλήθευση της ικανότητας ταξινόμησης και τον υπολογισμό των διαγνωστικών δεικτών απόδοσης σε σχέση με την ιστολογική διάγνωση. Η ανάλυση βρήκε 53 m /z έγκυρες κορυφές, 40 από τα οποία ήταν σημαντικά διαφορετική μεταξύ των καρκινικών και μη-καρκινικών δειγμάτων. Το επιλεγμένο μοντέλο γενετικού αλγορίθμου εντοπίστηκαν 20 πιθανούς κορυφές από το σύνολο εκπαίδευσης και είχε 98,81% την ικανότητα αναγνώρισης και 89,17% θετική προγνωστική αξία. Σε τύφλωσε σύνολο, αυτή η μέθοδος διακρίσεις με ακρίβεια τις δύο κατηγορίες με ευαισθησία 86,7% και ειδικότητα 95,1% για τους καρκινικούς ιστούς και ευαισθησία 87,8% και ειδικότητα 95,3% για τις μη καρκινικούς ιστούς. Το δεύτερο μοντέλο που δημιουργούνται διακρίσεις πρωτοπαθή καρκίνο του πνεύμονα από μεταστάσεις ήταν χαμηλότερης ποιότητας.

Η αξιοπιστία της ανάλυσης MALDI-TOF σε συνδυασμό με μια πολύ απλή διαδικασία παρασκευής του πνεύμονα φαίνεται πολλά υποσχόμενη και πρέπει να δοκιμαστεί στο χειρουργείο για φρέσκα δείγματα σε συνδυασμό με την παθολογική εξέταση

Παράθεση:. Brégeon F, G Brioude, De Dominicis F, Atieh Τ, D’journo XB, Flaudrops C, et al. Φασματομετρίας Μάζας (2014) MALDI-TOF για την ταχεία διάγνωση των καρκινικών πνεύμονα οζίδια. PLoS ONE 9 (5): e97511. doi: 10.1371 /journal.pone.0097511

Επιμέλεια: Arun Sreekumar, Baylor College of Medicine, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής

Ελήφθη: 21 Νοέμ, 2013? Αποδεκτές: 16 Απριλίου, 2014? Δημοσιεύθηκε: May 15, 2014

Copyright: © 2014 Brégeon 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: α. Χορήγηση από παρασχέθηκε η URMITE. 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

η χειρουργική επέμβαση είναι συχνά το βασικό στοιχείο για τη θεραπεία καρκινικών μαζών, αλλά η δυσκολία καθορισμού ενός ακριβούς αιτιολογική διάγνωση πριν από την χειρουργική επέμβαση συχνά οδηγεί σε πράξεις που εκτελούνται χωρίς προηγούμενη γνώση με ακρίβεια αν περιορίζεται ή να απαιτείται επεκταθεί εκτομή, ιδιαίτερα όταν η βλάβη είναι μικρότερη από 5 mm σε διάμετρο. Σε ορισμένες περιπτώσεις, όπως είναι οι όγκοι του εγκεφάλου, το ζήτημα του περιθωρίου εκτομή αυξάνει τη δυσκολία της απόφασης, και οι χειρουργοί πρέπει να ισορροπήσει τη μεγιστοποίηση της εκτομή του όγκου και ελαχιστοποιώντας τη δυνατότητα για λειτουργικό έλλειμμα στη διατήρηση κρίσιμων ιστό [1]. Σε άλλες περιπτώσεις, όπως η χειρουργική επέμβαση έκτακτης ανάγκης, μια μάζα από άγνωστης προέλευσης μπορεί να αποκαλύψει απροσδόκητα, αυξάνοντας έτσι το ερώτημα αν ο όγκος είναι καρκινικές προέλευσης και απαιτεί εκτεταμένη εκτομή. απαιτούνται επομένως μέθοδοι επιβεβαίωση σε πραγματικό χρόνο για να καθοδηγήσει το χειρουργό σε εκτομή ιστού και για τη βελτιστοποίηση της θεραπείας [2]. Επιβεβαίωση συνήθως βασίζεται σε διεγχειρητική παθολογική εξέταση των κατεψυγμένων τμημάτων που μπορούν να παρέχουν πληροφορίες μέσα σε μια ώρα. Σε χειρουργική επέμβαση για καρκίνο του πνεύμονα, κατεψυγμένα ενότητα διάγνωση επηρεάζει άμεσα χειρουργική λήψη αποφάσεων [3]: όταν κακοήθεια εντοπίζεται σε μια παγωμένη τμήμα μετά από εκτομή σφήνα, η χειρουργική εκτομή με λοβεκτομή ή πνευμονεκτομή γίνεται συνήθως, όπως συνιστάται από το Αμερικανικό Κολέγιο Ιατρών Θώρακος [ ,,,0],4]. Επειδή τα κατεψυγμένα ανάλυση ενότητα είναι συνήθως περιορισμένη και δεν συνεπάγεται την επισήμανση των κυττάρων ή χρώση, μπορεί να δώσει ψευδώς θετικά και ψευδώς αρνητικά αποτελέσματα. Έχει συνδεθεί με πάνω από 7% ασύμφωνα ή αμφίβολα αποτελέσματα σε ορισμένες μελέτες [3], [5] και μέχρι ένα ποσοστό εσφαλμένων ταξινομήσεων κατά 42% κατά την εκτίμηση του περιθωρίου ασφαλείας σε ορισμένες μελέτες για τον καρκίνο του πνεύμονα [6]. Ελλείψει συμπληρωματικών μεθόδων για την ανάλυση των ιστών στο χειρουργείο, αποφασιστική δράση θα πρέπει να ληφθούν πριν από την οριστική διάγνωση. Τέλος, οριστική διάγνωση στηρίζεται στην τυπική ιστοπαθολογική εξέταση βασίζεται στην κυτταρολογική εξέταση ανωμαλιών /πυρήνες και συνήθως συμπληρώνεται με την ανάλυση των αλλαγών στον τομέα της γονιδιωματικής και transcriptomics.

Πρωτεομική χρησιμοποιείται για να μελετήσει το μεγάλο φάσμα των γονιδιώματος-κωδικοποιημένων πρωτεϊνών που υπάρχουν σε ένα δεδομένη στιγμή [7]. Αν και η πρώτη χρήση της φασματομετρίας μάζας σε καρκινικής νόσου ήταν στη δεκαετία του 2000 [8], η προσέγγιση αυτή είναι πολύπλοκη, απαιτεί χρονοβόρα δείγμα ιστού ή κλιματισμού. Με στόχο την ταυτοποίηση των ειδικών βιοδεικτών καρκίνου έχει οδηγήσει σε απογοητευτικά αποτελέσματα. Πρόσφατα, η υποβοηθούμενη από πλέγμα εκρόφηση λέιζερ ιονισμού χρόνου-πτήσης φασματομετρίας μάζας (MALDI-TOF MS) έχει εφαρμοστεί σε δείγματα υποβλήθηκαν σε κρυοτομή των καρκινικών ιστών? τα προκύπτοντα φάσματα συνδυάστηκαν με ιστολογική μικρο-απεικόνιση του ίδιου τμήματος για την ταξινόμηση των όγκων με αποδεκτά [9] ακρίβεια. Αυτή η μέθοδος MALDI-απεικόνισης έχει το πλεονέκτημα ότι είναι συντηρητική, αλλά θα απαιτούν ανάλυση των εμπειρογνωμόνων και καθυστερεί την ερμηνεία που είναι ασυμβίβαστη με τις ταχείες απαντήσεις που απαιτούνται από τον χειρουργό και με τη δυνατότητα να χρησιμοποιήσει τη μέθοδο σε ένα χειρουργείο. Αντίθετα, η ταχεία φάσματα πρωτεώματος υψηλής απόδοσης και μπορούν να ληφθούν από την ανάλυση MALDI-TOF MS σύνθετων δειγμάτων με ελάχιστη προεπεξεργασία, και η μέθοδος αυτή έχει αποδειχθεί ότι είναι δυνατή η ταξινόμηση ειδών όλο συγκρότημα οργανισμών, συμπεριλαμβανομένων τσιμπουριών [10]. Επιτρέπει επίσης την αναγνώριση βακτηρίων σε σύνθετα μέσα, όπως το αίμα [11] και τα ούρα [12], χωρίς πολιτισμό αποικία.

Υποθέτοντας ότι η ταχεία ανάλυση MALDI-TOF MS του ακατέργαστου κονιοποιημένου δείγματος ιστού θα μπορούσε να είναι κατατοπιστική, ο στόχος της παρούσας πιλοτικής μελέτης ήταν να αξιολογηθεί η αξιοπιστία της MALDI-TOF MS για την ταξινόμηση ταχέως ένα δείγμα ιστού ακατέργαστο πνεύμονα άγνωστης προέλευσης ως καρκινικές ή μη καρκινικές χρησιμοποιώντας ένα ελάχιστο όγκο δείγματος και μια απλή μέθοδος παρασκευής που θα μπορούσε να εκτελεστεί στο χειρουργείο .

Υλικά και Μέθοδοι

σχεδιασμός μελέτης

Όλα τα δείγματα συλλέχθηκαν από χειρουργικά δείγματα πνεύμονα από ασθενείς που υποβάλλονται σε χειρουργική θώρακος για τον καρκίνο (AP-HM, Hôpital Nord, Μασσαλία) μεταξύ Ιανουαρίου 2012 και Δεκεμβρίου 2012. γραπτή συγκατάθεση λήφθηκε από όλους τους ασθενείς. Το πρωτόκολλο εγκρίθηκε από την Εθνική Επιτροπή Δεοντολογίας «Comité d’Ethique de la Recherche Clinique en Chirurgie thoracique et Cardio-vasculaire (CERC-CTCV) (αριθμός αναφοράς: CERC-SFCTCV-2012-1-31-11-35-32- DEFL).

Δείγμα συλλογή

Κατά τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης και αμέσως μετά εκτομή του πνεύμονα, βιοψίες ελήφθησαν από τις εκτομή δείγματα της μη-καρκινικές (μη-καρκινικά) και όγκων μέρη (Καρκίνος) της στους πνεύμονες. η δειγματοληψία πραγματοποιήθηκε χωρίς να διακυβεύεται η διαγνωστική ποιότητα του κομματιού που ορίζεται για ιστολογική ανάλυση και ποτέ απαιτείται περισσότερο εκτομή ιστού από εκείνον που απαιτείται για τη θεραπευτική διαχείριση του ασθενούς. Όταν η καρκινική μάζα ήταν προφανώς μικρό σε μέγεθος, το σύνολο όγκων κομμάτι ήταν αφιερωμένη στην ιστολογική εξέταση?. έτσι, μόνο εκτομές όγκων από περισσότερο από 1 cm συμπεριλήφθηκαν στη μελέτη σε αυτές τις περιπτώσεις, ένα δείγμα ιστού που προορίζεται για τη μελέτη, καταψύχθηκαν ταχέως και αποθηκεύτηκαν στους -80 ° C για περαιτέρω MALDI-TOF MS ανάλυση. Όταν δεν υπήρχε αρκετό υλικό, ήταν υποδιαιρείται σε δύο σειρές δειγμάτων που εξετάστηκαν ξεχωριστά. Ανεξάρτητα, το κύριο δείγμα όγκου στάλθηκε για παθολογική εξέταση, και οι ασθενείς είχαν ανατεθεί ένα TNM βαθμολογία μετεγχειρητική φάση, σύμφωνα με το διεθνές σύστημα σταδιοποίησης του καρκίνου του πνεύμονα. Σύμφωνα με το πρότυπο του ΠΟΥ κριτήρια [13], οι καρκίνοι είχαν ταξινομηθεί ιστολογικά σε αδενοκαρκίνωμα, ακανθοκυτταρικό καρκίνωμα, αδιαφοροποίητο καρκίνωμα, καρκινοειδές καρκίνωμα, το λέμφωμα και το σάρκωμα.

Από το σύνολο του καταλόγου του δείγματος, τα 2/3 ήταν τυχαία ανατεθεί σε ένα σύνολο εκπαίδευσης αναφοράς (αναφοράς), η οποία αποτελούσε μια βάση δεδομένων με ίσο ποσοστό των μη-όγκου και τα δείγματα του καρκίνου. Το υπόλοιπο ένα τρίτο και όλα τα δείγματα από άτυπη ή /και εξαιρετικά σπάνιες μορφές καρκίνου χρησιμοποιήθηκαν για να σχεδιάσουν ένα τυφλωμένο ομάδα (επίπαση). Οι Καρκινοπαθών και Μη-καρκινικά δείγματα από τον ίδιο ασθενή διανεμήθηκαν τυχαία είτε στην Αναφοράς ή Τυφλωμένος πισίνα.

Προετοιμασία των δειγμάτων για Φασματομετρίας Μάζας

Κατά τη διάρκεια της ανάλυσης, κάθε κατεψυγμένο δείγμα αποψύχθηκε σε αέρα δωματίου για περίπου 15 λεπτά., και κόβεται με ένα αποστειρωμένο νυστέρι. Χρησιμοποιώντας ένα εργαστήριο μικροζυγό (CPA 224S, Sartorius Stedim Aubagne, Γαλλία), 0,1 g (0,1 ± 0,008 g) τοποθετήθηκε σε μια 10 ml στείρο γυάλινο σωλήνα προστίθενται με 0.9 ml αποστειρωμένου ύδατος για να ληφθεί διάλυμα 10%. Όταν αρκετή ποσότητα του ιστού ήταν διαθέσιμο, ένα δεύτερο κομμάτι υποβλήθηκε σε επεξεργασία προκειμένου να εκτελέσει δοκιμές σε δύο αντίτυπα. Ο ιστός ομογενοποιήθηκε σε νερό χρησιμοποιώντας ΙΚΑ ULTRA-Turra Χ Τ25 (ΙΚΑ-Werke GmbH & amp?.. CO KG Staufen, Germany) σε 17.000 rpm κατά τη διάρκεια 2 λεπτών .. Η θερμοκρασία δεν διατηρήθηκε υπό έλεγχο κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ομογενοποίησης. Για να ληφθεί μία αραίωση 1/160, 100 μΙ του μίγματος λήφθηκε και αραιώθηκε πάλι σε 1.5 ml αποστειρωμένου νερού και στροβιλίστηκε. Κανένα πρόσθετο συστατικό, ειδικά χωρίς αναστολέα προστέθηκε στο μίγμα κατά τη διάρκεια της όλης διαδικασίας. 1,5 μΐ αυτού του διαλύματος κηλιδώθηκε εις τετραπλούν σε ένα στόχο γυαλισμένο χάλυβα 96 δειγμάτων. Μετά από ξήρανση στον πάγκο, 1.5 μΙ μήτρας HCCA προστέθηκε για ιονισμό. Ξηραίνεται στον αέρα στόχοι μετρήθηκαν αμέσως. Κάθε δείγμα πνεύμονα δημιουργούνται 4 φάσματα από τις 4 καταθέσεις.

Φασματομετρίας Μάζας

Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν με Microflex LT (Bruker Daltonics, Βρέμη, Γερμανία) με λέιζερ φασματόμετρο μάζας. Φάσματα καταγράφηκαν στη θετική γραμμική λειτουργία (καθυστέρηση: 170 ns? Ιόντων πηγή 1 (IS 1) Τάση: 20 kV? Πηγή 2 (IS2) τάση ιόντων: 16.65 kV? Τάση του φακού: 7.20 kV? Μάζα σειρά: 2 kDa έως 20 kDa ). Κάθε φάσμα λήφθηκε μετά από 6 × 40 βολές (240 βολές) σε αυτόματη λειτουργία σε μια μεταβλητής ισχύος λέιζερ, και ο χρόνος απόκτησης κυμαινόταν από 60-120 δευτερόλεπτα ανά κηλίδα. Όλα τα σήματα με ανάλυση ≥ 400 αυτομάτως αποκτήθηκαν χρησιμοποιώντας τον έλεγχο απόκτησης AutoXecute στο FlexControl έκδοση λογισμικού 3.0. Τα φάσματα των 4 σημεία για κάθε μείγμα ιστό εισήχθησαν BioTyper-RTC έκδοση 3.0 του λογισμικού (Bruker Daltonik GmbH).

λογισμικού Στατιστική ανάλυση

ClinProTools v2.2 χρησιμοποιεί τα δεδομένα που δημιουργούνται από τα φάσματα συμπεριλαμβανομένων των φασμάτων προεπεξεργασία, κορυφή picking, και μέγιστη λειτουργία υπολογισμού. Ο ορισμός αιχμής, η ομαλοποίηση της περιοχής με το συνολικό τέλος επίπεδο σημείο μέτρηση ιόντων και η μάζα εκ νέου βαθμονόμηση (μέγιστη μετατόπιση κορυφής του 1000 ppm) ελήφθησαν υπόψη, και η λειτουργία ταξινόμησης χρησιμοποιώντας το p-value t-test από την Wilcoxon /δοκιμή Kruskal-Wallis χρησιμοποιήθηκε.

οι διαφορές στις κατηγορίες που αναλύθηκαν αξιολογήθηκαν βάσει μιας διακριτικής κατάλογος ταυτοποίησης αιχμής. Για να δημιουργήσετε τη λίστα των διακρίνουσα κορυφές, χρησιμοποιήσαμε το

k

-nearest γείτονα γενετικό αλγόριθμο (GA) που εφαρμόζονται σε αυτό το λογισμικό. Αυτός ο αλγόριθμος βασίζεται σε εκτιμήσεις πιθανότητας για την ταξινόμηση.

Ψάξαμε πρώτα για ένα μοντέλο είναι σε θέση να διακρίνουν σωστά τα 2 τάξεις, Καρκινοπαθών και Μη-όγκου, και το δεύτερο για ένα μοντέλο είναι σε θέση να διακρίνει σωστά πρωτοπαθή καρκίνο του πνεύμονα και Μετάσταση . Για να βρείτε την πιο διακριτική μοντέλο, GA εκπαιδεύτηκε με την πισίνα αναφοράς, και την εσωτερική επικύρωση υποβλήθηκε σε επεξεργασία (10 φορές διασταυρωμένης επικύρωσης). Η απόδοση του μοντέλου αξιολογήθηκε από την ικανότητα αναγνώρισης (RC) και θετική προγνωστική αξία (PPV): RC = TP /n όπου TP είναι ο αριθμός των αληθώς θετικά (ταξινομείται ορθώς) σε ένα σύνολο δεδομένων, το η είναι ο αριθμός των δειγμάτων σε το σύνολο δεδομένων, και PPV = TP /(TP + FP) όπου FP είναι ο αριθμός των ψευδώς θετικών (που ταξινομούνται λανθασμένα).

σε ένα δεύτερο στάδιο, τα φάσματα από τις Τυφλωμένος δείγματα χρησιμοποιήθηκαν για να επαληθεύσει την ικανότητα ταξινόμησης της παραγόμενης μοντέλου. Η αποτελεσματική ευαισθησία, ειδικότητα και ακρίβεια ενός μοντέλου υπολογίστηκαν από τα αποτελέσματα που λαμβάνονται για τα Τυφλωμένος δείγματα σε σχέση με την αναφορά ιστολογική διάγνωση ως το χρυσό πρότυπο με τη χρήση τυποποιημένων τύπων (Ευαισθησία = ΤΡ /ΤΡ + FN? Ειδικότητα = ΤΝ /ΤΝ + FP? Ακρίβεια = TP + TN /n).

Για το πρώτο και το δεύτερο βήμα, εις διπλούν υλικό ελέγχθηκε μετά την καλύτερη εφαρμογή GA μοντέλο επιλέχθηκε

Αποτελέσματα

Για την ταξινόμηση του Καρκίνου και μη-όγκου οντότητες, 290 δείγματα αναλύθηκαν αντιστοιχούν σε 138 ασθενείς. Από αυτή την ομάδα, υπήρχαν 141 Καρκίνου /ζεύγη μη-όγκου και 8 μοναδικά κομμάτια του καρκίνου. Από τα 290 κομμάτια εκτομή, 225 έδωσε αρκετό υλικό για να εκτελέσει ανάλυση εις διπλούν. Όσον αφορά τα 149 κομμάτια του καρκίνου, η οριστική κατάταξη του όγκου ήταν πρωτοπαθή καρκίνο του πνεύμονα για 132 δείγματα (83 αδενοκαρκίνωμα, 34 πλακώδες καρκίνωμα, 5 αδιαφοροποίητο καρκίνωμα, 5 καρκινοειδών όγκων, 1 μικροκυτταρικό καρκίνωμα του πνεύμονα, 2 λέμφωμα και 2 σάρκωμα), και 17 ήταν μεταστάσεων.

Αντιπροσωπευτικά φάσματα από καρκίνο Primary πνεύμονα (SCLC) δείγμα, μετάσταση και ένα δείγμα μη-όγκου δείχνονται στο Σχήμα 1. ένα σύνολο 53 m /z κορυφές που δημιουργούνται από τον καρκίνο και τα δείγματα μη-όγκου από όλη την ομάδα θεωρήθηκαν έγκυρα, με 40 από τα οποία είναι σημαντικά διαφορετική μεταξύ των δύο κατηγοριών (p & lt? 0.001)? Αυτές οι κορυφές αναφέρονται στο Σχήμα 2. Όσον αφορά την πρωτοπαθή καρκίνο του πνεύμονα, μετάσταση και υποκατηγορίες μη-όγκου, συνολικά 53 κορυφές ταυτοποιήθηκαν, και 49 από αυτούς είναι σημαντικά διαφορετικές (ρ & lt? 0.001). Αυτές οι κορυφές αναφέρονται στο Σχήμα 3.

top: Εκπρόσωπος φάσματα κάθε υποκατηγορία: Μη-όγκου, Πρωτοβάθμιας και μετάσταση. κάτω:. εικόνες Gel σε κλίμακα του γκρι από τα ίδια δείγματα ως ανωτέρω

Η

Τα βέλη δείχνουν τις τιμές μάζας για τις 20 κορυφές που επιλέγεται από τον Καρκίνο έναντι μη-όγκου GA. Οι κορυφές # 3370,75, 3442,75, 4963,85, 7004,95, 7487,13, 7567,21, 8454,18, 8563,21 και 9952,85 ήταν επάνω-ρυθμίζονται στο σύνολο του καρκίνου, ενώ οι άλλοι ήταν πάνω ρυθμισμένα στο σύνολο μη-όγκου.

Η

τα βέλη δείχνουν τις τιμές μάζας για τις 15 διακρίσεις κορυφές που επιλέγεται από τον πρωτοπαθή καρκίνο σε σχέση με το μοντέλο Μετάσταση GA. Οι κορυφές 2136.75, 2829.90, 5291.86, 6175.21, 6551.37, 6748.52, 8181.01, 10.092,47 και 12.685,50 ήταν επάνω-ρυθμίζονται στο σύνολο πρωτοπαθή καρκίνο, ενώ οι άλλοι ήταν πάνω ρυθμισμένα στο σύνολο μετάσταση.

Η

στατιστική ανάλυση των δεδομένων και ο καρκίνος σε σχέση με μη καρκινικά μοντέλο ταξινόμησης GA

Για να διακρίνει τον καρκίνο από δείγματα μη-όγκου, όταν η παράμετρος KNN = 3, MNG = 1000, και Max κορυφές = 250, η GA μοντέλο ταιριάζει ήταν RC = 98,81%, PPV = 89,17% (Πίνακας 1) με 20 πιθανούς κορυφές (m /z: 8084.06, 4963.85, 12299,3, 12.691,52, 7.993,95, 7.004,95, 2.580,85, 9.952,85, 8.454,18, 6.226,69, 2.997,68, 9743,9, 8.563,21, 15.976,65, 11.311,27 , 15.867,19, 7.487,13, 7.567,21, 3.370,75, 3.442,75). Ανάλυση των φασμάτων από το Τυφλωμένος σετ (n = 43 Καρκίνος και n = 41 μη-καρκινικά) διακρίσεις με ακρίβεια τις δύο κατηγορίες με ευαισθησία 86,7% και ειδικότητα 95,1% για την κατηγορία του Καρκίνου και ευαισθησία 87,8% και ειδικότητα 95,3% για την κατηγορία μη-καρκινικά

η

Όταν το παρόν, τα αντίγραφα αυτού του Τυφλωμένος που ελέγχθηκαν επίσης:.. σε όλες τις περιπτώσεις που λαμβάνεται η ίδια κατανομή τάξη ως το πρώτο δείγμα

η πρωτοπαθή καρκίνο του πνεύμονα σε σχέση με μετάσταση GA μοντέλο

Για να διακρίνουν πρωτοπαθή καρκίνο του πνεύμονα από μεταστάσεις, με παράμετρο KNN = 3, MNG = 1000 και Max κορυφές = 250, το μοντέλο GA τακτοποίηση ήταν RC = 100%, PPV = 90.24% με 15 πιθανούς αιχμές (2.136,75, 2.829,90, 3.485,98, 5.291,86, 6.175,21, 65.551,37, 6.748,52, 8.181,01, 10.092,47, 12.685,50, 13.767,60, 14.000,93, 15.220,44, 15.861,39, 15.976,64). Ανάλυση των φασμάτων από το Τυφλωμένος σετ (n = 48, 40 Δημοτικά και 8 μετάσταση) διακρίσεις με ακρίβεια τις δύο υποκατηγορίες με ευαισθησία 67,5% και ειδικότητα 75% για την Πρωτοβάθμια υποκατηγορία, και ευαισθησία 50% και ειδικότητα 70% για την υποκατηγορία μετάσταση. Η ακρίβεια ήταν, αντίστοιχα, 68,75% και 66,7%.

Συζήτηση

Λόγω των πιθανών επιπτώσεών της στην ασθενή χειρουργική θεραπεία, η ταχεία ανάλυση ενός δείγματος ιστού έχει ιδιαίτερη σημασία, όταν ένας ασθενής με μια ύποπτη μάζα λειτουργείται επάνω, ειδικά όταν προέλευση του όγκου είναι άγνωστη ή όταν αμφισβητείται η φύση των περιθωρίων ασφαλείας. Σε αυτή την πιλοτική μελέτη, χρησιμοποιώντας μια απλή μέθοδο παρασκευής και τον αλγόριθμο για την κατάταξη του δείγματος που υλοποιούνται στο λογισμικό ανάλυσης MALDI-TOF, λάβαμε αποδεκτή διαγνωστική απόδοση για να ταξινομήσει σωστά ένα δείγμα του πνεύμονα, όπως καρκινικών ή μη καρκινικές. Αν και περιορισμένες, οι πληροφορίες αυτές θα μπορούσαν να είναι μεγάλη βοήθεια για τη συμπλήρωση των κατεψυγμένων τμήμα παθολογική διάγνωση, όταν απαιτείται μια γρήγορη απάντηση.

Ο καρκίνος του πνεύμονα είναι η κύρια αιτία θνησιμότητας από καρκίνο σχετίζονται και πιο συχνά διαγιγνώσκεται καρκίνος παγκοσμίως, με περίπου 1,35 εκατομμύρια νέες περιπτώσεις κάθε χρόνο, μεταξύ των οποίων 30.000 βρίσκονται στη Γαλλία. Περισσότερο από το 80% των καρκίνων του πνεύμονα είναι μη-μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα (NSCLC), για την οποία η χειρουργική εκτομή παραμένει η πιο συνεπής και επιτυχής επιλογή για να επιτευχθεί μια θεραπεία. Μερικές φορές, μια πνευμονική όζος αποκαλύπτεται για να είναι μη-καρκινικές

υστέρων

, και ως εκ τούτου, η ταχεία ταυτοποίηση του κακοήθους προέλευσης ενός όγκου που μοιάζει με ιστό έχει μεγάλη σημασία. Θωρακοχειρουργική μας Τμήμα εκτελεί περίπου 350 εκτομές των πνευμόνων και διερευνά περίπου 30 οζίδια άγνωστης προέλευσης από θωρακοσκόπηση ή συμβατική χειρουργική επέμβαση κάθε χρόνο. Επιπλέον, η έρευνα μας εργαστήριο περιλαμβάνει μια πρωτεομική πλατφόρμα και είναι εξοικειωμένοι με φασματόμετρο μάζας MALDI-TOF την προσιτή και εύκολη στη χρήση πάγκου? ως εκ τούτου, πληρούνται οι απαραίτητες για την εκτέλεση της παρούσας πιλοτικής μελέτης συνθήκες.

Προηγούμενη ενθαρρυντικά αποτελέσματα ελήφθησαν με τη χρήση MALDI-TOF MS ανάλυση σε συνδυασμό με μεθόδους καθαρισμού [14]. Χρησιμοποιώντας άθικτα κυτταρικά εναιωρήματα απευθείας εναποτεθεί στην μήτρα και αναλύθηκαν με MALDI-TOF MS, έγκυρη και αναπαραγώγιμη φάσματα ελήφθησαν από κακοήθη νεοπλάσματα της στοματικής κοιλότητας, και ένα στατιστικό μοντέλο ήταν σε θέση να κατατάξει σωστά ένα καρκινικό δείγμα με ευαισθησία 100%, ειδικότητα 93%, και μια συνολική ακρίβεια 96,5% [14]. Αυτά τα αποτελέσματα, τα οποία είναι καλύτερα, αλλά κοντά στην δική μας, ελήφθησαν χρησιμοποιώντας φασματική μοτίβα από έναν ομοιογενή πληθυσμό κυτταρικών αιωρημάτων. Πρόσφατα, έχουν μη ομοιογενή μεθόδους ιστού που βασίζεται έχουν αναπτυχθεί για πρωτεομική και lipidomic ανάλυση, και εμφανίζονται να είναι αξιόπιστος για την ταξινόμηση των όγκων για το πεπτικό, τον εγκέφαλο, λεμφωματώδη, και καρκίνων του πνεύμονα [15] – [18]. Μεταξύ αυτών των μεθόδων με βάση το χαρτί, MALDI-απεικόνισης χρησιμοποιείται σήμερα από αρκετές ομάδες για την κλινική έρευνα. Ωστόσο, η προσέγγιση MALDI-απεικόνισης παραμένει πολύπλοκη επειδή απαιτεί κατεψυγμένα αποτελέσματα ανάλυσης φέτα ιστού να συνεργαστούν εγγραφείτε MALDI φάσματα απεικόνισης και απεικόνισης της μορφολογίας. Για δείγματα ανθρώπινου ήπατος μετάσταση, η μέθοδος αυτή επέτρεψε την ταξινόμηση των όγκων σε έξι κοινούς τύπους καρκίνου με ευαισθησία που κυμαίνεται από 54% έως 88%, και ειδικότητα που κυμαίνεται από 90% έως 98% ανάλογα με την κακοήθη τάξη [9]. Για να απλοποιηθεί η διαδικασία, Lee και οι συνεργάτες προτείνει την εκτέλεση MALDI-TOF MS για lipidomics ανάλυση του προεπιλεγμένου κατεψυγμένων φετών τμήμα περιέχει τουλάχιστον 70% κακοήθων κυττάρων [18]. Τα προκύπτοντα φάσματα χρησιμοποιήθηκαν για να δημιουργήσουν ένα μοντέλο (φορέας υποστήριξης αλγόριθμος της μηχανής) που ταξινομούνται με ακρίβεια τους φυσιολογικούς ιστούς του πνεύμονα, ιστούς των πνευμόνων όγκων, και πρωτογενείς NSCLC. Πρωτογενής NSCLC ορθά διάκριση από άλλους τύπους όγκων του πνεύμονα, και οι τρεις υποκατηγορίες, αδενοκαρκίνωμα, πλακωδών κυττάρων και καρκίνωμα μεγάλου κυττάρου, ορθώς διευκρινισμένα και ταξινομείται με ευαισθησία και ειδικότητα 84% και 77%, αντίστοιχα, για αδενοκαρκίνωμα έναντι καρκίνωμα των πλακωδών κυττάρων [18]. Οι συγγραφείς που καταγράφονται δεν τα λανθασμένα δείγματος κατά τη σύγκριση Πρωτοβάθμια NSCLC και άλλους τύπους όγκων του πνεύμονα, ενώ στην παρούσα μελέτη, βρήκαμε τόσο ψευδώς αρνητικά και ψευδώς θετικά αποτελέσματα όταν συγκρίνεται πρωτοπαθή καρκίνο του πνεύμονα σε σχέση με Μετάσταση υποκατηγορίες. Η διαφορά στο μέγεθος του δείγματος μελέτη μας, με αύξηση του αριθμού των καρκινικών και μη καρκινικών δειγμάτων (αντίστοιχα 149 και 141) σε σύγκριση με την προαναφερθείσα μελέτη (αντίστοιχα 47 και 6), θα μπορούσε να εξηγήσει τις διαφορές στις διαγνωστικές αποτελέσματα των αποδόσεων. Επιπλέον, η καλή διαγνωστική απόδοση από άλλες μελέτες επιτεύχθηκε με την εφαρμογή MALDI-απεικόνισης σε επιλεγμένα περιοχές που περιείχαν υψηλή κυτταροβρίθεια του όγκου [1], [18] βασίζεται στην ιστολογία του τομές χρωματίζονται με αιματοξυλίνη και ηωσίνη. Εδώ, χρησιμοποιήσαμε καμία προ-επιλογή των δειγμάτων ιστού και λαμβάνονται καλά αποτελέσματα. Έχουμε στοχευμένες καρκινικών κομμάτια μεγαλύτερο από 1 cm, οι οποίες αντιπροσωπεύουν τις πιο συχνές χειρουργικές ενδείξεις. Είναι εύλογο ότι το μέγεθος του όγκου έχουν θετικά επηρέασαν τα αποτελέσματα μας από τον κίνδυνο που δειγματοληψία μια κακή εδάφους μειώνεται με μεγάλους όγκους σε σύγκριση με τους όγκους χιλιοστού.

Μέσα Μαζικής στρατηγικές απεικόνισης φασματομετρίας προσφέρουν το πλεονέκτημα της διατήρησης των ιστών αλλά απαιτούν επαρκή επιφάνεια των τμημάτων ιστού για να αποκτήσουν πολύτιμες πληροφορίες. Επιπλέον, οι μέθοδοι απεικόνισης MS απαιτούν εκπαιδευμένους εμπειρογνώμονες, βαρύ λογισμικό ανάλυσης και υψηλής απόδοσης όργανα απόκτηση σήματος. Όπως αυτές προαναφερθείσες μεθόδους, η στρατηγική μας δεν απαιτεί καμία καθαρισμό ή την τυποποίηση του περιεχομένου των κυττάρων των ιστών. κονιοποιημένου δείγματος ανάλυσης μας MS ήταν ταχεία, επαναλήψιμη και πολύ εύκολο να εκτελέσει. Το μη-συντηρητική πλευρά της προσέγγισής μας ήταν εν μέρει αντισταθμίζεται από το μέγεθος πολύ χαμηλή δείγμα ιστού (δηλαδή περίπου 0,01 g) σε θέση να δώσει έγκυρη φάσματα. Τέλος, χρησιμοποιώντας μια απλοποιημένη και μη απεικονιστικά καθοδηγούμενη μέθοδο και μεγαλύτερη ομάδα ασθενών, λάβαμε διαγνωστικές επιδόσεις παρόμοιες με εκείνες που λαμβάνονται με τις μεθόδους MALDI-απεικόνισης ή καθαρισμένο μεθόδους κυτταρικής σειράς. Αυτό το εκπληκτικό αποτέλεσμα μπορεί να οφείλεται σε περισσότερες της πλήρεις πληροφορίες που περιέχονται στο πλήρες δείγμα μη καθαρισμένο ιστό και σε μέτριες στόχος μας, η οποία δεν ήταν να προσδιορίσει την ακριβή φύση του όγκου, αλλά να χαρακτηρίσει το δείγμα είτε στο καρκίνο ή κατηγορία μη-όγκου. Πολύ ενδιαφέρον, μεταξύ των δυνητικών κορυφές που επιλέχθηκαν στο GA μας μοντέλο, τρεις, i. μι. 4963.85-8563.21-9952.85 τονίστηκαν επίσης σε μια μελέτη από Raham και οι συνεργάτες οι οποίοι χρησιμοποιούνται μέθοδοι εκχύλισης και του καθαρισμού και ένα μοντέλο GA [19]. Επιπλέον, αυτοί οι συγγραφείς προσδιόρισε τις αντίστοιχες υποψήφιες πρωτεΐνες (θυμοσίνης ουμπικουϊτίνης και ακυλο-ΟοΑ πρωτεΐνη σύνδεσης) και επιβεβαιώθηκε η παρουσία τους στους όγκους των πνευμόνων με ανοσοχημεία.

Microflex LT (Bruker Daltonics, Βρέμη, Γερμανία) φασματόμετρο μάζας με λέιζερ είναι ένα πάγκο διαθέσιμο υλικό με ενσωματωμένο λογισμικό ανάλυσης που μπορεί να εγκατασταθεί εύκολα στις εγκαταστάσεις λειτουργίας. Η καινοτομία εδώ είναι ότι η πλήρης διαδικασία επεξεργασίας του δείγματος, συμπεριλαμβανομένης της διασποράς ιστού, δείγμα απόθεση υλικού επί της μήτρας και την ανάλυση, δεν απαιτεί τεχνικές γνώσεις και θα μπορούσε να μάθει από οποιοδήποτε παραϊατρικό προσωπικό.

Χρησιμοποιήσαμε τα δύο τρίτα της μας τα δείγματα για τη δημιουργία του μοντέλου πρόβλεψης, ενώ ίσο ή χαμηλότερο αριθμούς που χρησιμοποιούνται συνήθως για τα σύνολα εκπαίδευσης σε σύγκριση με το σετ επικύρωσης. Αυτό δικαιολογείται από την ετερογένεια του πληθυσμού Καρκίνου μας, με στόχο να αυξήσετε την εκπαίδευση ρυθμίζεται ώστε να επιτυγχάνεται μια μεγάλη εκπροσώπηση των καρκινικών φάσματα αναφοράς. Τέλος, Τυφλωμένος ρυθμίσετε το μέγεθος του πληθυσμού μας ήταν υψηλότερη από ό, τι στο παρελθόν δημοσιευθεί με MALDI-TOF MS σε ιστό πνεύμονα (n = 84). Σε αντίθεση με την καλή μας διαγνωστική απόδοση στην ταξινόμηση ενός δείγματος, όπως του καρκίνου έναντι μη-όγκου, λάβαμε χαμηλές αποδόσεις για τα Δημοτικά έναντι Μετάσταση υποκατηγορίες. Πιστεύουμε ότι η μεγάλη ποικιλομορφία σε υποομάδες μετάσταση σε αντίθεση με το χαμηλό αριθμό των δειγμάτων που αναλύονται σε αυτή την υποκατηγορία θα μπορούσε να είναι υπεύθυνη για ένα χαμηλών επιδόσεων τυχαία μαθηματικό μοντέλο. Ελπίζουμε ότι αυξάνει τον κοόρτη εκπαίδευσης με μετάσταση θα οδηγήσει στην εύρεση ενός μοντέλου GA με την καλύτερη διαγνωστική απόδοση. Η υιοθέτηση συμπληρωματικών ή /και εναλλακτικών μεθόδων exatraction /διαλυτοποίηση θα βελτιώσει την απόδοση της ανίχνευσης κορυφών m /z. Ωστόσο, η αύξηση βήμα παρασκεύασμα πρέπει να είναι ισορροπημένη σε σχέση με την εφαρμογή αυτού του εργαλείου σε κλινικό περιβάλλον. Σε αυτό το στάδιο του έργου, πιστεύουμε ότι θα μπορούσε να είναι δυνατόν να δώσει ένα αποτέλεσμα σε λιγότερο από 30 λεπτά, καθορίζοντας έτσι το εάν ένα δείγμα είναι καρκινικές ή όχι με μια απλουστευμένη και ταχεία προσέγγιση για την ανάλυση ολόκληρη την πρωτεομική ιστού που θα μπορούσε εύκολα να χρησιμοποιηθεί ως διαγνωστικό βοήθημα κατά τη διάρκεια συνήθων χειρουργικών επεμβάσεων. Η δυνατότητα να έχουν τις πληροφορίες επιβεβαίωσε αξιόπιστα on-θέατρο έναντι χρησιμοποιώντας κατεψυγμένο βιοψιών θα μπορούσε να έχει σημαντικές συνέπειες για την αντιμετώπιση των ασθενών με όγκους.