O le su'esu'ega eseese o nodules o le mama e fa'ailoa mai e ala i le computed tomography (CT) o lo'o tumau pea o se lu'itau i faiga fa'aklinikal. O iinei, matou te fa'ailoaina ai le metabolome i le lalolagi atoa o fa'ata'ita'iga serum e 480, e aofia ai tagata soifua maloloina, nodules o le mama e le afaina, ma le adenocarcinoma o le mama tulaga I. O Adenocarcinomas e fa'aalia ai ni fa'amatalaga tulaga ese o le metabolomic, ae o nodules e le afaina ma tagata soifua maloloina e maualuga le tutusa i fa'amatalaga o le metabolomic. I le vaega na maua (n = 306), o se seti o metabolites e 27 na fa'ailoa mai e iloa ai le eseesega i le va o nodules e le afaina ma le leaga. O le AUC o le fa'ata'ita'iga fa'ailoga i le fa'amaoniga i totonu (n = 104) ma le fa'amaoniga i fafo (n = 111) vaega o le 0.915 ma le 0.945, i le fa'asologa. O le su'esu'ega o le auala na fa'aalia ai le fa'ateleina o metabolites glycolytic e feso'ota'i ma le fa'aitiitia o le tryptophan i le serum adenocarcinoma o le mama pe a fa'atusatusa i nodules e le afaina ma tagata soifua maloloina, ma fautua mai o le tryptophan uptake e fa'alauiloa ai le glycolysis i sela o le kanesa o le mama. O la matou su'esu'ega e fa'amamafa ai le taua o biomarkers metabolite serum i le iloiloina o le lamatiaga o nodules o le mama e iloa e le CT.
E taua tele le vave su'esu'eina o le kanesa ina ia fa'aleleia atili ai le fua faatatau o le ola mo gasegase o le kanesa. O taunu'uga mai le US National Lung Cancer Screening Trial (NLST) ma le European NELSON Study ua fa'aalia ai o le su'esu'ega i le low-dose computed tomography (LDCT) e mafai ona fa'aitiitia ai le oti ona o le kanesa o le mama i vaega e maualuga le lamatiaga1,2,3. Talu mai le fa'aaogaina lautele o le LDCT mo le su'esu'eina o le kanesa o le mama, o le aofa'i o fa'amaumauga fa'afuase'i o nodules mama e leai ni fa'ailoga ua fa'aauau pea ona fa'atupula'ia 4. O nodules mama e fa'amatalaina o ni focal opacities e o'o atu i le 3 cm le lautele 5. Matou te feagai ma faigata i le iloiloina o le ono maua o le kanesa ma le taulimaina o le tele o nodules mama na iloa fa'afuase'i i le LDCT. O tapula'a o le CT e mafai ona o'o atu ai i su'esu'ega fa'asolosolo ma taunu'uga sese-positive, e o'o atu ai i le fa'alavelave e le mana'omia ma le so'ona togafitia6. O le mea lea, e mana'omia ai le atina'eina o biomarkers fa'atuatuaina ma aoga e fa'ailoa sa'o ai le kanesa o le mama i le amataga ma fa'avasega le tele o nodules benign i le taimi muamua e iloa ai 7.
O le su'esu'ega atoatoa o le molecular o le toto (serum, plasma, peripheral blood mononuclear cells), e aofia ai genomics, proteomics po'o le DNA methylation8,9,10, ua mafua ai ona fa'atupula'ia le naunau i le mauaina o biomarkers fa'ama'i mo le kanesa o le mama. I le taimi nei, o auala metabolomics e fuaina ai oloa fa'ai'u o le sela e a'afia i gaioiga endogenous ma exogenous ma o lea e fa'aaogaina e vavalo ai le amataga ma le i'uga o le fa'ama'i. O le liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS) o se metotia e fa'aaogaina lautele mo su'esu'ega metabolomics ona o lona maualuga o le maaleale ma le tele o le dynamic range, lea e mafai ona aofia ai metabolites ma meatotino physicochemical eseese11,12,13. E ui lava ina fa'aaogaina le su'esu'ega fa'avaomalo o le plasma/serum e fa'ailoa ai biomarkers e feso'ota'i ma le su'esu'eina o le kanesa o le mama14,15,16,17 ma le aoga o togafitiga,18 o lo'o tele lava su'esu'ega e fa'avasega ai metabolites serum e iloa ai le va o benign ma malignant lung nodules. -su'esu'ega tele.
O le Adenocarcinoma ma le squamous cell carcinoma o ituaiga autū ia e lua o le kanesa o le mama e le o ni sela laʻititi (NSCLC). O suʻega eseese a le CT screening e faʻaalia ai o le adenocarcinoma o le ituaiga sili ona taatele o le kanesa o le mama1,19,20,21. I lenei suʻesuʻega, na matou faʻaaogaina ai le ultra-performance liquid chromatography-high-resolution mass spectrometry (UPLC-HRMS) e faʻatino ai le auʻiliʻiliga o le metabolomics i le aofaʻi o faʻataʻitaʻiga o le serum e 695, e aofia ai tagata soifua maloloina, benign pulmonary nodules, ma le CT-detected ≤3 cm. Suʻesuʻega mo le Stage I lung adenocarcinoma. Na matou faʻailoaina se vaega o metabolites serum e iloa ai le adenocarcinoma o le mama mai benign nodules ma tagata soifua maloloina. O le auʻiliʻiliga o le faʻamalosia o le auala na faʻaalia ai o le tryptophan ma le glucose metabolism e le masani ai o suiga masani ia i le adenocarcinoma o le mama pe a faʻatusatusa i benign nodules ma tagata soifua maloloina. Mulimuli ane, na matou faʻatuina ma faʻamaonia se serum metabolic classifier ma le maualuga o le faʻapitoa ma le maaleale e iloa ai le va o malignant ma benign pulmonary nodules na iloa e le LDCT, lea e ono fesoasoani i le vave iloa o le eseesega ma le iloiloga o tulaga lamatia.
I le suʻesuʻega o loʻo faia nei, o faʻataʻitaʻiga o le serum e tutusa ma itupa ma tausaga na aoina mai i le 174 tagata soifua maloloina, 292 gasegase e iai ni benign pulmonary nodules, ma 229 gasegase e iai le stage I lung adenocarcinoma. O uiga faʻasolopito o tagata e 695 o loʻo faʻaalia i le Supplementary Table 1.
E pei ona faaalia i le Ata 1a, o le aofaiga atoa e 480 faataitaiga o le serum, e aofia ai le 174 o le vaega e maloloina lelei (HC), 170 o le benign nodules (BN), ma le 136 faataitaiga o le stage I lung adenocarcinoma (LA), na aoina mai i le Sun Yat-sen University Cancer Center. O le vaega na maua mo le untargeted metabolomic profiling e faaaoga ai le ultra-performance liquid chromatography-high-resolution mass spectrometry (UPLC-HRMS). E pei ona faaalia i le Faaopoopoga Ata 1, o metabolites eseese i le va o le LA ma le HC, LA ma le BN na faailoa mai e faatuina ai se faataitaiga faavasega ma suʻesuʻe atili ai le auiliiliga o le auala eseese. 104 faataitaiga na aoina mai e le Sun Yat-sen University Cancer Center ma le 111 faataitaiga na aoina mai e isi falemai e lua na faia i ai le faamaoniga i totonu ma fafo, i le faasologa lava lea.
a O le faitau aofa'i o tagata su'esu'e i le vaega na maua ai le su'esu'ega o le metabolism o le serum i le lalolagi atoa e fa'aaoga ai le ultra-performance liquid chromatography-high-resolution mass spectrometry (UPLC-HRMS). b O le vaega least squares discriminant analysis (PLS-DA) o le metabolome atoa o le 480 serum samples mai le vaega o lo'o maua i le su'esu'ega, e aofia ai tagata soifua maloloina (HC, n = 174), benign nodules (BN, n = 170), ma le stage I lung adenocarcinoma (Los Angeles, n = 136). +ESI, positive electrospray ionization mode, -ESI, negative electrospray ionization mode. c–e O Metabolites ma le tele o mea eseese i vaega e lua ua tu'uina atu (two-tailed Wilcoxon signed rank test, false discovery rate adjusted p value, FDR <0.05) o lo'o fa'aalia i le mumu (fold change > 1.2) ma le lanumoana (fold change < 0.83). ) o lo'o fa'aalia i luga o le volcano graphic. f O le fa'afanua vevela fa'avaega fa'asolosolo e fa'aalia ai eseesega taua i le aofa'i o metabolites ua fa'ailoa mai i le va o LA ma BN. O fa'amatalaga puna'oa e tu'uina atu i le tulaga o faila fa'amatalaga puna'oa.
O le aofaʻi atoa o le serum metabolome o le 174 HC, 170 BN ma le 136 LA i le vaega na suʻesuʻeina na iloiloina e faʻaaoga ai le auʻiliʻiliga UPLC-HRMS. Matou te faʻaalia muamua o faʻataʻitaʻiga o le pulea o le lelei (QC) e faʻaputu faʻatasi i le ogatotonu o se faʻataʻitaʻiga o le auʻiliʻiliga o vaega autu (PCA) e leʻi vaʻavaʻaia, ma faʻamaonia ai le mautu o le faʻatinoga o le suʻesuʻega o loʻo iai nei (Ata Faʻaopoopo 2).
E pei ona faʻaalia i le vaega least squares-discriminant analysis (PLS-DA) i le Ata 1 b, na matou maua ai ni eseesega manino i le va o LA ma BN, LA ma HC i le lelei (+ESI) ma le leaga (−ESI) electrospray ionization modes. Peitaʻi, e leai ni eseesega taua na maua i le va o BN ma HC i tulaga +ESI ma -ESI.
Na matou maua ni foliga eseese e 382 i le va o LA ma HC, ni foliga eseese e 231 i le va o LA ma BN, ma ni foliga eseese e 95 i le va o BN ma HC (Wilcoxon signed rank test, FDR <0.05 ma suiga tetele >1.2 po'o le <0.83) (Ata .1c-e). . O tumutumuga na toe fa'ailoaina (Fa'amatalaga Fa'aopoopo 3) e fa'asaga i se fa'amaumauga (mzCloud/HMDB/Chemspider library) e ala i le tau m/z, taimi taofi ma le sailiga o le fragmentation mass spectrum (fa'amatalaga auiliili o lo'o fa'amatalaina i le vaega o Metotia) 22 . Mulimuli ane, e 33 ma le 38 metabolites fa'ailoaina ma ni eseesega taua i le tele na fa'ailoaina mo LA e fa'atusatusa i le BN (Ata 1f ma le Laulau Fa'aopoopo 2) ma LA e fa'atusatusa i le HC (Ata Fa'aopoopo 3 ma le Laulau Fa'aopoopo 2), i le fa'asologa. I se fa'atusatusaga, e na'o le 3 metabolites ma ni eseesega taua i le tele na fa'ailoaina i le BN ma le HC (Laulau Fa'aopoopo 2), e ogatasi ma le fe'avea'i i le va o le BN ma le HC i le PLS-DA. O nei metabolites eseese e aofia ai le tele o biochemicals (Ata Faaopoopo 4). A tuufaatasia, o nei taunuuga e faaalia ai suiga taua i le serum metabolome e atagia ai le suiga matautia o le kanesa o le mama i le amataga pe a faatusatusa i benign lung nodules po o tagata soifua maloloina. I le taimi nei, o le tutusa o le serum metabolome o le BN ma le HC e fautua mai ai e mafai e benign pulmonary nodules ona faasoa atu le tele o uiga faaletino ma tagata soifua maloloina. Ona o le epidermal growth factor receptor (EGFR) gene mutations e masani ona iai i le lung adenocarcinoma subtype 23, na matou sailia ai le aafiaga o driver mutations i le serum metabolome. Ona matou iloiloina lea o le metabolomic profile lautele o mataupu e 72 ma le tulaga EGFR i le vaega o le lung adenocarcinoma. O le mea e malie ai, na matou maua ai ni talaaga tutusa i le va o gasegase EGFR mutant (n = 41) ma gasegase EGFR wild-type (n = 31) i le PCA analysis (Ata Faaopoopo 5a). Peita’i, na matou fa’ailoaina ni metabolites e 7 o lo latou tele na matua suia lava i gasegase e iai le EGFR mutation pe a fa’atusatusa i gasegase e iai le wild-type EGFR (t test, p < 0.05 ma le fold change > 1.2 po’o le < 0.83) (Fa’aopoopoga Ata 5b). O le tele o nei metabolites (5 mai le 7) o acylcarnitines, lea e iai se sao taua i auala o le fatty acid oxidation.
E pei ona faʻaalia i le faiga o galuega o loʻo faʻaalia i le Ata 2 a, o biomarkers mo le faʻavasegaina o nodule na maua e faʻaaoga ai le faʻaitiitia o le faʻaitiitia ma le filifiliga e faʻavae i luga o metabolites eseese e 33 na faʻailoaina i le LA (n = 136) ma le BN (n = 170). O le tuʻufaʻatasiga sili ona lelei o fesuiaʻiga (LASSO) - faʻataʻitaʻiga faʻasolosolo logistic binary. O le faʻamaoniga faʻaluaina e sefulu-fold na faʻaaogaina e tofotofo ai le faʻatuatuaina o le faʻataʻitaʻiga. O le filifiliga o fesuiaʻiga ma le faʻatulagaina o parakalafa e fetuʻunaʻi e ala i le faʻasalaga faʻateleina o le ono mafai ma le parakalafa λ24. O le suʻesuʻega o le metabolomics i le lalolagi atoa na faia faʻatasi i totonu o le faʻamaoniga i totonu (n = 104) ma le faʻamaoniga i fafo (n = 111) vaega e tofotofo ai le faʻatinoga o le faʻavasegaina o le faʻataʻitaʻiga faʻavasegaina. O se taunuuga, e 27 metabolites i le seti o sailiga na faʻailoaina o le faʻataʻitaʻiga faʻavasegaina sili ona lelei ma le tau sili ona tele o le AUC (Ata 2b), e 9 na faʻateleina le gaioiga ma le 18 na faʻaitiitia le gaioiga i le LA pe a faʻatusatusa i le BN (Ata 2c).
Fa'asologa o galuega mo le fausiaina o se fa'avasegaga o nodule o le mama, e aofia ai le filifilia o le vaega sili ona lelei o metabolites serum i le seti o su'esu'ega e fa'aaoga ai se fa'ata'ita'iga fa'ale-logistika fa'aluaina e ala i le fa'amaoniga fa'asefulu-fold ma le iloiloina o le fa'atinoga fa'atatau i seti fa'amaoniga i totonu ma fafo. b Fuainumera fa'amaonia fa'alava o le fa'ata'ita'iga fa'ale-logistika LASSO mo le filifilia o biomarker metabolic. O numera o lo'o tu'uina atu i luga o lo'o fa'atusalia ai le averesi o le aofa'i o biomarkers ua filifilia i se λ ua tu'uina atu. O le laina mumu togitogi o lo'o fa'atusalia ai le averesi o le tau o le AUC i le lambda talafeagai. O pa sese efuefu o lo'o fa'atusalia ai le maualalo ma le maualuga o tau o le AUC. O le laina togitogi o lo'o fa'ailoa mai ai le fa'ata'ita'iga sili ona lelei ma biomarkers ua filifilia e 27. AUC, eria i lalo o le pi'o o le uiga o le tagata e talia (ROC). c Suiga o le gaugau o metabolites ua filifilia e 27 i le vaega LA pe a fa'atusatusa i le vaega BN i le vaega su'esu'e. Koluma mumu - fa'agaoioia. O le koluma lanumoana o se fa'aitiitia. d–f Pi'o o le uiga o le tagata e talia (ROC) o lo'o fa'aalia ai le malosi o le fa'ata'ita'iga fa'ailoga e fa'avae i luga o le 27 tu'ufa'atasiga metabolite i le su'esu'ega, seti fa'amaoniga i totonu, ma fafo. O fa'amatalaga puna'oa e tu'uina atu i le tulaga o faila fa'amatalaga puna'oa.
Sa faia se faʻataʻitaʻiga vavalo e faʻavae i luga o le weighted regression coefficients o nei metabolites e 27 (Faʻaopoopoga Laulau 3). O le suʻesuʻega ROC e faʻavae i luga o nei metabolites e 27 na maua ai se tau o le area under the curve (AUC) o le 0.933, o le maaleale o le discovery group o le 0.868, ma le specificity o le 0.859 (Ata 2d). I le taimi nei, i totonu o metabolites eseese e 38 ua faʻamatalaina i le va o le LA ma le HC, o se seti o metabolites e 16 na ausia ai se AUC o le 0.902 ma le maaleale o le 0.801 ma le specificity o le 0.856 i le faʻavasegaina o le LA mai le HC (Ata Faʻaopoopo 6a-c). O tau o le AUC e faʻavae i luga o tulaga eseese o suiga o le gaugau mo metabolites eseese na faʻatusatusaina foi. Na matou iloa ai o le faʻataʻitaʻiga faʻavasega na sili ona lelei le faʻatinoina i le faʻavasegaina i le va o le LA ma le BN (HC) pe a setiina le tulaga o suiga o le gaugau i le 1.2 e faʻatusatusa i le 1.5 poʻo le 2.0 (Ata Faʻaopoopo 7a,b). O le faʻataʻitaʻiga faʻavasegaga, e faʻavae i luga o vaega metabolite e 27, na faʻamaonia atili i totonu ma fafo o vaega. O le AUC e 0.915 (maʻaleʻale 0.867, faʻapitoa 0.811) mo le faʻamaoniga i totonu ma le 0.945 (maʻaleʻale 0.810, faʻapitoa 0.979) mo le faʻamaoniga i fafo (Ata 2e, f). Mo le iloiloina o le lelei o le suʻesuʻega i le va o suʻesuʻega, e 40 faʻataʻitaʻiga mai le vaega i fafo na suʻesuʻeina i totonu o se fale suʻesuʻega i fafo e pei ona faʻamatalaina i le vaega o Metotia. O le saʻo o le faʻavasegaga na ausia ai le AUC o le 0.925 (Ata Faʻaopoopo 8). Talu ai o le squamous cell carcinoma o le mama (LUSC) o le ituaiga lona lua e sili ona taatele o le kanesa o le mama e le o ni sela laʻititi (NSCLC) pe a uma le adenocarcinoma o le mama (LUAD), na matou faʻataʻitaʻiina foʻi le aoga faʻamaonia o faʻamatalaga metabolic. BN ma mataupu e 16 o le LUSC. O le AUC o le faʻailogaina i le va o le LUSC ma le BN e 0.776 (Ata Faʻaopoopo 9), e faʻaalia ai le le lelei o le gafatia pe a faʻatusatusa i le faʻailogaina i le va o le LUAD ma le BN.
Ua faʻaalia e suʻesuʻega o le tele o nodules i luga o ata CT e fesoʻotaʻi lelei ma le ono maua o le kanesa ma o loʻo avea pea ma mea taua e fuafua ai le togafitiga o nodule25,26,27. O le suʻesuʻeina o faʻamaumauga mai le vaega tele o le suʻesuʻega a le NELSON na faʻaalia ai o le lamatiaga o le kanesa i tagata e iai nodules <5 mm e tutusa lava ma tagata e leai ni nodes 28. O le mea lea, o le laʻititi laʻititi e manaʻomia ai le mataʻituina masani o le CT o le 5 mm, e pei ona fautuaina e le British Thoracic Society (BTS), ma le 6 mm, e pei ona fautuaina e le Fleischner Society 29. Peitaʻi, o nodules e sili atu i le 6 mm ma e aunoa ma ni foliga manino e le afaina, e taʻua o indeterminate pulmonary nodules (IPN), o loʻo avea pea ma luʻitau tele i le iloiloga ma le puleaina i faiga faʻapitoa30,31. Na matou suʻesuʻeina mulimuli ane pe na aʻafia e le tele o nodule ni faʻailoga metabolomic e faʻaaoga ai faʻataʻitaʻiga tuʻufaʻatasia mai le au suʻesuʻega ma le faʻamaoniga i totonu. I le taulaʻi atu i le 27 biomarkers ua faʻamaonia, na matou faʻatusatusa muamua talaaga PCA o HC ma BN sub-6 mm metabolomes. Na matou iloa ai o le tele o faʻamaumauga mo le HC ma le BN na tutusa, ma faʻaalia ai o le maualuga o le metabolite i le serum e tutusa i vaega uma e lua (Ata 3a). O faʻafanua o foliga i vaega eseese o le tele na tumau pea i le BN ma le LA (Ata 3b, c), ae o se vaeluaga na matauina i le va o nodules leaga ma nodules le lelei i le va o le 6–20 mm (Ata 3d). O lenei vaega sa i ai le AUC o le 0.927, faʻapitoa o le 0.868, ma le maaleale o le 0.820 mo le vavaloina o le leaga o nodules e fua mai le 6 i le 20 mm (Ata 3e, f). O a matou taunuuga e faʻaalia ai e mafai e le faʻavasega ona puʻeina suiga o le metabolism na mafua mai i le suiga vave o le leaga, e tusa lava po o le a le tele o nodule.
ad Fa'atusatusaga o fa'amatalaga PCA i le va o vaega fa'apitoa e fa'avae i luga o se fa'avasegaga metabolic o metabolites e 27. CC ma BN < 6 mm. b BN < 6 mm vs BN 6–20 mm. i le LA 6–20 mm e fa'atusatusa i le LA 20–30 mm. g BN 6–20 mm ma le LA 6–20 mm. GC, n = 174; BN < 6 mm, n = 153; BN 6–20 mm, n = 91; LA 6–20 mm, n = 89; LA 20–30 mm, n = 77. e Pi'o o le Receiver operating characteristic (ROC) o lo'o fa'aalia ai le fa'atinoga o le fa'ata'ita'iga discriminant mo nodules 6–20 mm. f O tau o le ono mafai na fuafuaina e fa'avae i luga o le logistic regression model mo nodules e fua i le 6–20 mm. O le laina efuefu togitogi e fa'atusalia ai le tau sili ona lelei o le cutoff (0.455). O numera o lo'o i luga o lo'o fa'atusalia ai le pasene o mataupu na fa'amoemoeina mo Los Angeles. Faaaoga se t test a le Student e lua-tailed. PCA, auiliiliga o vaega autū. Eria o le AUC i lalo o le pi'o. O fa'amaumauga autū e tu'uina atu i le tulaga o faila fa'amaumauga autū.
E fa faʻataʻitaʻiga (e 44–61 tausaga le matutua) e tutusa le tele o nodule o le mama (7–9 mm) na toe filifilia e faʻaalia ai le faʻatinoga o le faʻataʻitaʻiga o le vavalo o le kanesa ua fautuaina (Ata 4a, b). I le suʻesuʻega muamua, na faʻaalia ai le Mataupu 1 o se nodule mafiafia ma le calcification, o se uiga e fesoʻotaʻi ma le benignity, ae o le Mataupu 2 na faʻaalia o se nodule mafiafia e leʻi mautinoa e aunoa ma ni uiga benign manino. E tolu taamilosaga o suʻesuʻega CT mulimuli ane na faʻaalia ai o nei mataupu na tumau pea le mautu i le vaitaimi e 4 tausaga ma o lea na manatu ai o ni nodules benign (Ata 4a). Pe a faʻatusatusa i le iloiloga faʻaklinikal o suʻesuʻega CT faʻasolosolo, o le suʻesuʻega metabolite serum e tasi le tui ma le faʻataʻitaʻiga o loʻo iai nei na vave ma saʻo ona faʻailoaina nei nodules benign e faʻavae i luga o tapulaʻa probabilistic (Laulau 1). O le Ata 4b i le mataupu 3 o loʻo faʻaalia ai se nodule ma faʻailoga o le pleural retraction, lea e masani ona fesoʻotaʻi ma le malignancy32. Na faʻaalia le Mataupu 4 o se nodule mafiafia e leʻi mautinoa e aunoa ma se faʻamaoniga o se mafuaʻaga benign. O nei mataupu uma na valoia o ni fa'ama'i pipisi e tusa ai ma le fa'ata'ita'iga o le fa'avasega (Laulau 1). O le iloiloga o le adenocarcinoma o le mama na fa'aalia e ala i le su'esu'ega histopathological ina ua mae'a le taotoga o le aveese o le mama (Ata 4b). Mo le seti fa'amaoniga i fafo, na valoia sa'o e le fa'avasega metabolic ni mataupu se lua o nodules mama e le'i mautinoa e sili atu i le 6 mm (Ata Fa'aopoopo 10).
O ata CT o le axial window o mama o mataupu e lua o benign nodules. I le mataupu 1, o le CT scan ina ua mavae le 4 tausaga na faaalia ai se nodule mautu ma malosi e fua i le 7 mm ma le calcification i le lobe pito i lalo taumatau. I le mataupu 2, o le CT scan ina ua mavae le 5 tausaga na faaalia ai se nodule mautu, e mautu ma se vaega malosi e 7 mm le lautele i le lobe pito i luga taumatau. b Ata Axial window CT o mama ma suʻesuʻega faʻapitoa o mataupu e lua o le adenocarcinoma tulaga I aʻo leʻi aveeseina le mama. O le mataupu 3 na faaalia ai se nodule e 8 mm le lautele i le lobe pito i luga taumatau ma le pleural retraction. O le mataupu 4 na faaalia ai se nodule tioata eleele malosi e fua i le 9 mm i le lobe pito i luga agavale. O le valiina o le Hematoxylin ma le eosin (H&E) o le aano o le mama ua aveeseina (scale bar = 50 μm) o loʻo faʻaalia ai le mamanu tuputupu aʻe o le acinar o le adenocarcinoma o le mama. O aū e faʻaalia ai nodules na iloa i ata CT. O ata H&E o ata faʻatusa o le tele (>3) microscopic fields na suʻesuʻeina e le pathologist.
A tuufaatasia, o a matou taunuuga ua faaalia ai le taua tele o biomarkers o le serum metabolite i le eseesega o le suʻesuʻega o nodules o le mama, lea e ono avea ma luʻitau pe a iloiloina le suʻesuʻega CT.
E faʻavae i luga o se paneli metabolite eseese ua faʻamaonia, na matou sailia ai le faʻailoaina o fesoʻotaʻiga faʻale-biology o suiga tetele o le metabolism. O le suʻesuʻega o le faʻaleleia atili o le auala KEGG e le MetaboAnalyst na faʻailoa mai ai auala masani e 6 ua suia tele i le va o vaega e lua (LA vs. HC ma LA vs. BN, fetuʻunaʻi p ≤ 0.001, aafiaga > 0.01). O nei suiga na faʻailoaina i faʻalavelave i le metabolism pyruvate, metabolism tryptophan, metabolism niacin ma nicotinamide, glycolysis, le taʻamilosaga TCA, ma le metabolism purine (Ata 5a). Ona matou faia lea o metabolomics faʻatatau e faʻamaonia ai suiga tetele e faʻaaoga ai le faʻatusatusaga atoatoa. Fuafuaina o metabolites masani i auala e masani ona suia e ala i le triple quadrupole mass spectrometry (QQQ) e faʻaaoga ai tulaga faʻatonuina o metabolite moni. O uiga fa'a-demografika o le fa'ata'ita'iga fa'amoemoeina o le su'esu'ega metabolomics o lo'o aofia i le Fa'aopoopoga Laulau 4. E tusa ai ma a matou taunuuga o le metabolomics i le lalolagi atoa, na fa'amaonia ai e le au'ili'iliga fa'atatau o le hypoxanthine ma le xanthine, pyruvate, ma le lactate na fa'ateleina i le LA pe a fa'atusatusa i le BN ma le HC (Ata 5b, c, p <0.05). Peita'i, e leai ni eseesega taua i nei metabolites na maua i le va o le BN ma le HC.
Su'esu'ega fa'atamaoaigaina o le auala KEGG o metabolites eseese i le vaega LA pe a fa'atusatusa i vaega BN ma HC. Sa fa'aaogaina se Globaltest e lua-tailed, ma sa fetu'una'i tau p e fa'aaoga ai le metotia Holm-Bonferroni (fetu'una'i p ≤ 0.001 ma le tele o le a'afiaga > 0.01). b–d Violin plots o lo'o fa'aalia ai le hypoxanthine, xanthine, lactate, pyruvate, ma le tryptophan levels i le serum HC, BN, ma le LA ua fuafuaina e le LC-MS/MS (n = 70 i le vaega). O laina pa'epa'e ma uliuli e fa'ailoa mai ai le median ma le quartile, i le fa'asologa. e Violin plot o lo'o fa'aalia ai le fa'aalia masani o le Log2TPM (transcripts i le miliona) mRNA o le SLC7A5 ma le QPRT i le adenocarcinoma o le mama (n = 513) pe a fa'atusatusa i le a'ano masani o le mama (n = 59) i le seti fa'amaumauga LUAD-TCGA. O le pusa paʻepaʻe e faʻatusa i le interquartile range, o le laina uliuli faalava i le ogatotonu e faʻatusa i le median, ma o le laina uliuli faʻatulagaina e alu ese mai le pusa e faʻatusa i le 95% confidence interval (CI). f Pearson correlation plot o le SLC7A5 ma le GAPDH expression i le lung adenocarcinoma (n = 513) ma le mama masani (n = 59) i le TCGA dataset. O le eria efuefu e faʻatusa i le 95% CI. r, Pearson correlation coefficient. g Normalized cellular tryptophan levels in A549 cells transfected with nonspecific shRNA control (NC) and shSLC7A5 (Sh1, Sh2) based on LC-MS/MS. O loʻo tuʻuina atu le auʻiliʻiliga faʻamaumauga o faʻataʻitaʻiga tutoʻatasi e lima i vaega taʻitasi. h Cellular levels of NADt (aofaʻi NAD, e aofia ai le NAD+ ma le NADH) in A549 cells (NC) and SLC7A5 knockdown A549 cells (Sh1, Sh2). O loʻo tuʻuina atu le auʻiliʻiliga faʻamaumauga o faʻataʻitaʻiga tutoʻatasi e tolu i vaega taʻitasi. i O le gaioiga glycolytic o sela A549 a'o le'i faia ma ina ua mae'a le fa'aitiitia o le SLC7A5 sa fuaina e ala i le fua faatatau o le acidification extracellular (ECAR) (n = 4 fa'ata'ita'iga tuto'atasi fa'ale-biologically i le vaega ta'itasi). 2-DG,2-deoxy-D-glucose. O le suega t a le Two-tailed Student sa fa'aaogaina i le (b–h). I le (g–i), o pa sese e fai ma sui o le averesi ± SD, o fa'ata'ita'iga ta'itasi sa faia fa'atolu tuto'atasi ma e tutusa lava taunu'uga. O fa'amaumauga puna'oa e tu'uina atu i le tulaga o faila fa'amaumauga puna'oa.
I le mafaufauina o le aafiaga tele o le suiga o le metabolism o le tryptophan i le vaega LA, na matou iloiloina ai foi le maualuga o le serum tryptophan i le vaega HC, BN, ma le LA e faaaoga ai le QQQ. Na matou iloa ai na faaitiitia le serum tryptophan i le LA pe a faatusatusa i le HC po o le BN (p < 0.001, Ata 5d), lea e ogatasi ma sailiiliga na muamua atu o le maualuga o le tryptophan e feoa’i solo i tagata mama’i e maua i le kanesa o le mama nai lo tagata soifua maloloina mai le vaega pulea33,34,35. O se isi suesuega e faaaoga ai le PET/CT tracer 11C-methyl-L-tryptophan na maua ai o le taimi e taofia ai le faailoilo tryptophan i le aano o le kanesa o le mama na matua faateleina pe a faatusatusa i manu’a lelei po o aano masani36. Matou te manatu o le faaitiitia o le tryptophan i le serum LA atonu e atagia ai le aoga o le tryptophan e ala i sela o le kanesa o le mama.
Ua iloa fo'i o le oloa mulimuli o le auala kynurenine o le tryptophan catabolism o le NAD+37,38, o se mea taua mo le tali atu o le glyceraldehyde-3-phosphate ma le 1,3-bisphosphoglycerate i le glycolysis39. E ui o su'esu'ega ua mavae na taula'i i le matafaioi o le tryptophan catabolism i le fa'atonutonuina o le puipuiga o le tino, ae na matou sailia e fa'amanino le fegalegaleaiga i le va o le tryptophan dysregulation ma auala glycolytic na matauina i le su'esu'ega o lo'o iai nei. O le solute transporter family 7 member 5 (SLC7A5) ua lauiloa o se tryptophan transporter43,44,45. O le Quinolinic acid phosphoribosyltransferase (QPRT) o se enzyme o lo'o i lalo ifo o le auala kynurenine e liua ai le quinolinic acid i le NAMN46. O le su'esu'eina o le seti o fa'amaumauga a le LUAD TCGA na fa'aalia ai o le SLC7A5 ma le QPRT na matua'i fa'ateleina i totonu o le a'ano o le tumo pe a fa'atusatusa i le a'ano masani (Ata 5e). O lenei fa'aopoopoga na matauina i la'asaga I ma le II fa'apea fo'i ma la'asaga III ma le IV o le adenocarcinoma o le mama (Ata Fa'aopoopo 11), o lo'o fa'ailoa mai ai fa'alavelave vave i le metabolism o le tryptophan e feso'ota'i ma le tumorigenesis.
E le gata i lea, o le fa'amaumauga a le LUAD-TCGA na fa'aalia ai se fesoota'iga lelei i le va o le fa'aalia o le SLC7A5 ma le GAPDH mRNA i fa'ata'ita'iga o gasegase kanesa (r = 0.45, p = 1.55E-26, Ata 5f). I se fa'atusatusaga, e leai se fesoota'iga taua na maua i le va o ia fa'ailoga o kene i totonu o le a'ano masani o le mama (r = 0.25, p = 0.06, Ata 5f). O le fa'aitiitia o le SLC7A5 (Ata Fa'aopoopo 12) i sela A549 na fa'aitiitia ai le maualuga o le tryptophan ma le NAD(H) i le sela (Ata 5g,h), ma i'u ai i le fa'aitiitia o le gaioiga glycolytic e pei ona fuaina e le extracellular acidification rate (ECAR) (Ata 1). 5i). O le mea lea, e fa'atatau i suiga o le metabolism i le serum ma le iloa i totonu o le vitro, matou te manatu o le metabolism o le tryptophan e ono gaosia ai le NAD+ e ala i le auala kynurenine ma faia se sao taua i le fa'alauiloaina o le glycolysis i le kanesa o le mama.
Ua faʻaalia e suʻesuʻega o le tele o nodules o le mama e leʻi iloa e iloa e le LDCT e ono iʻu ai i le manaʻomia o nisi suʻega e pei o le PET-CT, biopsy o le mama, ma le soona togafitia ona o se faʻamaoniga sese o le kanesa.31 E pei ona faʻaalia i le Ata 6, o la matou suʻesuʻega na faʻamaonia ai se vaega o metabolites o le serum e ono i ai le taua o le suʻesuʻega e ono faʻaleleia atili ai le faʻavasegaina o tulaga lamatia ma le pulega mulimuli ane o nodules o le mama na iloa e le CT.
E iloiloina nodules o le mama e fa'aaoga ai le low-dose computed tomography (LDCT) fa'atasi ai ma foliga vaaia e fa'ailoa mai ai ni mafua'aga lelei pe leaga. O le le mautinoa o le i'uga o nodules e mafai ona o'o atu ai i asiasiga fa'asolosolo, fa'alavelave e le mana'omia, ma togafitiga tele. O le aofia ai o fa'avasegaga metabolic serum ma le taua o le su'esu'ega e mafai ona fa'aleleia atili ai le iloiloga o tulaga lamatia ma le pulega mulimuli ane o nodules o le mama. PET positron emission tomography.
O faʻamaumauga mai le suʻesuʻega a le US NLST ma le suʻesuʻega a le European NELSON o loʻo faʻaalia ai o le siakiina o vaega e maualuga le lamatiaga i le computed tomography maualalo (LDCT) e ono faʻaitiitia ai le oti mai le kanesa o le mama1,3. Peitaʻi, o le iloiloga o tulaga lamatia ma le pulega faʻafomaʻi mulimuli ane o le tele o nodules o le mama e maua i le LDCT o loʻo tumau pea le luʻitau. O le sini autū o le faʻaleleia atili lea o le faʻavasegaga saʻo o faʻatonuga faʻavae i luga o le LDCT e ala i le faʻapipiʻiina o biomarkers faʻatuatuaina.
O nisi o fa'ailoga molecular, e pei o metabolites o le toto, ua fa'ailoaina e ala i le fa'atusatusaina o le kanesa o le mama ma tagata soifua maloloina15,17. I le su'esu'ega o lo'o iai nei, na matou taula'i atu i le fa'aogaina o le su'esu'ega o le serum metabolomics e iloa ai le eseesega i le va o benign ma malignant pulmonary nodules na iloa fa'afuase'i e le LDCT. Na matou fa'atusatusaina le global serum metabolome o tagata soifua maloloina (HC), benign lung nodules (BN), ma fa'ata'ita'iga o le stage I lung adenocarcinoma (LA) e fa'aaoga ai le su'esu'ega UPLC-HRMS. Na matou iloa ai o le HC ma le BN e tutusa o latou metabolic profiles, ae o le LA na fa'aalia ai suiga taua pe a fa'atusatusa i le HC ma le BN. Na matou fa'ailoaina ni seti se lua o serum metabolites e iloa ai le LA mai le HC ma le BN.
O le faiga fa'ailoaina o lo'o iai nei e fa'avae i luga o le LDCT mo nodules e le afaina ma e leaga, e fa'avae tele lava i luga o le tele, mafiafia, foliga ma le fua fa'atatau o le tuputupu a'e o nodules i le aluga o taimi30. O su'esu'ega ua mavae ua fa'aalia ai o le tele o nodules e feso'ota'i vavalalata ma le ono maua i le kanesa o le mama. E o'o lava i gasegase e maualuga le lamatiaga, o le lamatiaga o le kanesa i nodules <6 mm e <1%. O le lamatiaga o le kanesa mo nodules e fua i le 6 i le 20 mm e mai le 8% i le 64%30. O le mea lea, ua fautuaina e le Fleischner Society se lautele tipi o le 6 mm mo le su'esu'ega masani a le CT.29 Peita'i, o le iloiloga o lamatiaga ma le puleaina o nodules mama e le'i iloa (IPN) e sili atu i le 6 mm e le'i faia lelei 31. O le puleaina o lo'o iai nei o fa'ama'i fatu fananau mai e masani lava ona fa'avae i luga o le fa'atali ma le mataala fa'atasi ai ma le mata'ituina soo o le CT.
E faʻavae i luga o le metabolome ua faʻamaonia, na matou faʻaalia ai mo le taimi muamua le fefiloi o faʻailoga metabolomic i le va o tagata soifua maloloina ma nodules benign <6 mm. O le tutusa o meaola e ogatasi ma faʻamaumauga CT muamua e faʻapea o le lamatiaga o le malignancy mo nodules <6 mm e maualalo e pei o tagata e leai ni nodules.30 E tatau ona maitauina o a matou taunuuga e faʻaalia ai foi o nodules benign <6 mm ma le ≥6 mm e maualuga le tutusa i talaaga metabolomic, ma faʻaalia ai o le faʻamatalaga faʻatino o le benign etiology e ogatasi e tusa lava po o le a le tele o nodule. O le mea lea, o panels faʻamaʻi serum faʻaonaponei e mafai ona tuʻuina atu se suʻega e tasi e fai ma suʻega e le manaʻomia pe a iloa muamua nodules i le CT ma ono faʻaitiitia ai le mataʻituina faʻasolosolo. I le taimi lava e tasi, o le panela lava lea e tasi o biomarkers metabolic na iloa ai nodules malignant ≥6 mm le tele mai nodules benign ma tuʻuina atu ni valoʻaga saʻo mo IPNs o le tele tutusa ma foliga faʻapitoa e le mautinoa i luga o ata CT. O lenei faʻavasega metabolism serum na lelei le faʻatinoina i le vavaloina o le malignancy o nodules ≥6 mm ma le AUC o le 0.927. A tuufaatasia, o a matou taunuuga e faaalia ai o faailoga tulaga ese o le metabolism i le serum atonu e atagia faapitoa ai suiga vave o le metabolism e mafua mai i le tumo ma e iai le taua e ono avea ma faailoga e valoia ai tulaga lamatia, e tutoatasi mai le tele o le nodule.
E tāua tele, o le adenocarcinoma o le mama (LUAD) ma le squamous cell carcinoma (LUSC) o ituaiga autū ia o le kanesa o le mama e lē o ni sela laʻititi (NSCLC). Ona o le LUSC e fesoʻotaʻi malosi ma le faʻaaogaina o tapaʻa47 ma o le LUAD o le histology sili ona taatele o nodules o le mama na maua i le suʻesuʻega CT48, o la matou faʻataʻitaʻiga faʻavasega na fausia faapitoa mo faʻataʻitaʻiga o le adenocarcinoma o le tulaga I. Na taulaʻi foʻi Wang ma ana paʻaga i le LUAD ma faʻailoa mai ai le iva o lipid saini e faʻaaoga ai lipidomics e iloa ai le kanesa o le mama i le amataga o le tulaga mai tagata soifua maloloina17. Na matou faʻataʻitaʻiina le faʻataʻitaʻiga faʻavasega o loʻo iai nei i le 16 mataupu o le LUSC o le tulaga I ma le 74 benign nodules ma matauina ai le maualalo o le saʻo o le vavalo a le LUSC (AUC 0.776), ma faʻailoa mai ai atonu e iai a latou lava faʻailoga metabolomic o le LUAD ma le LUSC. O le mea moni, ua faʻaalia e eseese le LUAD ma le LUSC i le etiology, biological origin ma genetic aberrations49. O le mea lea, e tatau ona aofia ai isi ituaiga o histology i faʻataʻitaʻiga aʻoaʻoga mo le iloa o le kanesa o le mama e faʻavae i luga o le faitau aofaʻi i polokalame suʻesuʻega.
O iinei, na matou faʻailoaina ai auala e ono e sili ona suia i le adenocarcinoma o le mama pe a faʻatusatusa i tagata soifua maloloina ma nodules benign. O le Xanthine ma le hypoxanthine o ni metabolites masani ia o le auala metabolic purine. E ogatasi ma a matou taunuuga, o mea e fesoʻotaʻi ma le metabolism purine na matua faʻateleina i le serum poʻo aano o tagata mamaʻi e iai le adenocarcinoma o le mama pe a faʻatusatusa i tagata soifua maloloina poʻo tagata mamaʻi i le tulaga muamua o le invasive15,50. O le maualuga o le serum xanthine ma le hypoxanthine e ono atagia ai le anabolism e manaʻomia e sela kanesa vave ona faʻateleina. O le le faʻatonutonuina o le metabolism o le glucose o se faʻailoga lauiloa o le metabolism o le kanesa51. O iinei, na matou matauina ai se faʻaopoopoga taua i le pyruvate ma le lactate i le vaega LA pe a faʻatusatusa i le vaega HC ma le BN, lea e ogatasi ma lipoti muamua o faʻaletonu o le auala glycolytic i le serum metabolome profiles o tagata mamaʻi e le o ni small cell lung cancer (NSCLC) ma tagata soifua maloloina. e ogatasi taunuuga52,53.
O le mea taua, na matou matauina se fesootaʻiga faʻafeagai i le va o le pyruvate ma le metabolism o le tryptophan i le serum o adenocarcinomas o le mama. O le maualuga o le tryptophan i le serum na faʻaitiitia i le vaega LA pe a faʻatusatusa i le vaega HC poʻo le BN. O le mea e malie ai, o se suʻesuʻega tele na faia muamua e faʻaaoga ai se vaega faʻamoemoe na maua ai o le maualalo o le tryptophan o loʻo sosolo solo e fesoʻotaʻi ma le faʻateleina o le lamatiaga o le kanesa o le mama 54. O le Tryptophan o se amino acid taua tatou te maua atoa mai meaʻai. Matou te faʻaiʻuina o le faʻaitiitia o le tryptophan i le serum i le adenocarcinoma o le mama atonu e atagia ai le vave faʻaitiitia o lenei metabolite. Ua lauiloa o le oloa mulimuli o le tryptophan catabolism e ala i le auala kynurenine o le puna lea o le de novo NAD+ synthesis. Talu ai ona o le NAD+ e gaosia muamua lava e ala i le auala salvage, o le taua o le NAD+ i le metabolism o le tryptophan i le soifua maloloina ma faʻamaʻi e leʻi faʻamautuina lava46. O la matou suʻesuʻega o le faʻamaumauga a le TCGA na faʻaalia ai o le faʻaalia o le tryptophan transporter solute transporter 7A5 (SLC7A5) na matua faʻateleina i le adenocarcinoma o le mama pe a faʻatusatusa i tagata masani ma sa fesoʻotaʻi lelei ma le faʻaalia o le glycolytic enzyme GAPDH. O suʻesuʻega na faia muamua na taulaʻi tele i le matafaioi o le tryptophan catabolism i le taofiofia o le tali atu o le puipuiga o le tino e teteʻe i le tumo40,41,42. O iinei matou te faʻaalia ai o le taofia o le tryptophan uptake e ala i le faʻaitiitia o le SLC7A5 i sela o le kanesa o le mama e mafua ai le faʻaitiitia o le maualuga o le NAD i le sela ma le faʻaitiitia o le gaioiga glycolytic. I se aotelega, o la matou suʻesuʻega e maua ai se faʻavae faʻaletino mo suiga i le metabolism o le serum e fesoʻotaʻi ma le suiga leaga o le adenocarcinoma o le mama.
O fesuia’iga o le EGFR o fesuia’iga masani ia e mafua ai suiga i gasegase e iai le NSCLC. I la matou su’esu’ega, na matou iloa ai o gasegase e iai le fesuia’iga o le EGFR (n = 41) e tutusa o latou fa’asologa o le metabolism ma gasegase e iai le wild-type EGFR (n = 31), e ui lava na matou maua ai le fa’aitiitia o le maualuga o le serum o nisi gasegase e iai le EGFR mutant i gasegase e iai le acylcarnitine. O le galuega fa’avae a le acylcarnitines o le feavea’iina lea o vaega o le acyl mai le cytoplasm i totonu o le mitochondrial matrix, e o’o atu ai i le fa’a’oksizenina o ga’o fatty e maua ai le malosi 55. E ogatasi ma a matou sailiga, o se su’esu’ega talu ai nei na fa’ailoa mai ai fo’i ni fa’asologa tutusa o le metabolome i le va o le EGFR mutant ma le EGFR wild-type tumors e ala i le iloiloina o le global metabolome o le 102 lung adenocarcinoma tissue samples50. O le mea e malie ai, o le acylcarnitine content na maua fo’i i le EGFR mutant group. O le mea lea, pe o atagia mai e suiga i le acylcarnitine levels suiga o le metabolism e mafua mai i le EGFR ma auala fa’a-molecular o lo’o i lalo e ono mana’omia ai se su’esu’ega fa’aopoopo.
I le faaiuga, o la matou suʻesuʻega ua faʻatuina ai se faʻavasegaga o le metabolism o le serum mo le suʻesuʻega eseese o nodules o le pulmonary ma fautuaina ai se auala e mafai ona faʻaleleia atili ai le iloiloga o tulaga lamatia ma faʻafaigofie ai le pulega faafomaʻi e faʻavae i luga o le suʻesuʻega CT scan.
O lenei suʻesuʻega na faʻamaonia e le Komiti o Amioga Mama a le Falemaʻi o le Kanesa a le Iunivesite o Sun Yat-sen, le Falemaʻi Muamua o le Iunivesite o Sun Yat-sen, ma le Komiti o Amioga Mama a le Falemaʻi o le Kanesa a le Iunivesite o Zhengzhou. I vaega o suʻesuʻega ma faʻamaoniga i totonu, e 174 sera mai tagata soifua maloloina ma le 244 sera mai nodules benign na aoina mai tagata o loʻo faia suʻesuʻega faafomaʻi faʻaletausaga i le Matagaluega o le Pulea ma le Puipuiga o le Kanesa, le Nofoaga Autu mo Kanesa a le Iunivesite o Sun Yat-sen, ma le 166 nodules benign. serum. O adenocarcinomas o le mama tulaga I na aoina mai le Nofoaga Autu mo Kanesa a le Iunivesite o Sun Yat-sen. I le vaega faʻamaoniga i fafo, e 48 mataupu o nodules benign, 39 mataupu o le adenocarcinoma o le mama tulaga I mai le Falemaʻi Muamua o le Iunivesite o Sun Yat-sen, ma le 24 mataupu o le adenocarcinoma o le mama tulaga I mai le Falemaʻi o le Kanesa a Zhengzhou. Na aoina foʻi e le Nofoaga Autu mo Kanesa a le Iunivesite o Sun Yat-sen le 16 mataupu o le kanesa o le mama squamous cell tulaga I e faʻataʻitaʻi ai le gafatia o le faʻavasegaina o le metabolic ua faʻatuina (o uiga o tagata maʻi o loʻo faʻaalia i le Faʻaopoopoga o le Laulau 5). Sa aoina faʻataʻitaʻiga mai le vaega o suʻesuʻega ma le vaega o faʻamaoniga i totonu i le va o Ianuari 2018 ma Me 2020. Sa aoina faʻataʻitaʻiga mo le vaega o faʻamaoniga i fafo i le va o Aokuso 2021 ma Oketopa 2022. Ina ia faʻaitiitia le faʻaituau i itupa, e tusa ma le tutusa le aofaʻi o mataupu a aliʻi ma fafine na tofia i vaega taʻitasi. 'Au Suʻesuʻega ma le 'Au Iloilo i Totonu. Sa fuafuaina le itupa o le tagata auai e faʻavae i luga o le lipoti a le tagata lava ia. Sa maua le maliega faʻamalamalamaina mai tagata auai uma ma e leai se taui na tuʻuina atu. O tagata e iai ni nodules lelei o i latou ia e mautu le togi o le CT scan i le 2 i le 5 tausaga i le taimi o le suʻesuʻega, vagana ai le 1 mataupu mai le faʻataʻitaʻiga faʻamaoniga i fafo, lea na aoina aʻo leʻi faia le taotoga ma faʻamaonia e ala i le histopathology. Sei vagana ai le bronchitis tumau. Sa aoina mataupu o le adenocarcinoma o le mama aʻo leʻi aveeseina le mama ma faʻamaonia e ala i le faʻamaoniga o le pathology. Sa aoina faʻataʻitaʻiga toto anapogi i totonu o paipa vavaeʻese serum e aunoa ma ni anticoagulants. Sa faʻapipiʻi faʻataʻitaʻiga toto mo le 1 itula i le vevela o le potu ona faʻacentrifuge lea i le 2851 × g mo le 10 minute i le 4°C e aoina ai le supernatant serum. Sa fa'a'aisa vaega o le serum i le -80°C se'ia o'o ina fa'a'esea le metabolite. Na aoina e le Matagaluega o le Puipuiga o le Kanesa ma le Su'esu'ega Fa'afoma'i a le Sun Yat-sen University Cancer Center se vaega o le serum mai le 100 tagata foa'i maloloina, e aofia ai le aofa'i tutusa o ali'i ma tama'ita'i e 40 i le 55 tausaga le matutua. Sa fa'afefiloi le aofa'i tutusa o fa'ata'ita'iga ta'itasi o tagata foa'i, ma vaevaeina le vaega na maua ma teuina i le -80°C. Sa fa'aaogaina le paluga serum o se mea fa'asino mo le puleaina o le lelei ma le fa'atulagaina o fa'amaumauga.
O le serum fa'asino ma fa'ata'ita'iga o su'ega na fa'amaluluina ma fa'a'esea metabolites e fa'aaoga ai se metotia fa'a'esea tu'ufa'atasi (MTBE/methanol/vai) 56. I se fa'apu'upu'u, e 50 μl o le serum na fa'afefiloi ma le 225 μl o le methanol malulu ma le 750 μl o le methyl tert-butyl ether malulu (MTBE). Fa'agae'e le paluga ma fa'a'ofu i luga o le aisa mo le 1 itula. Ona fa'afefiloi lea o fa'ata'ita'iga ma fa'afefiloi i le vortex ma le 188 μl o le vai MS-grade o lo'o i ai tulaga fa'atonuina i totonu (13C-lactate, 13C3-pyruvate, 13C-methionine, ma le 13C6-isoleucine, na fa'atau mai Cambridge Isotope Laboratories). Ona fa'a-centrifuge lea o le paluga i le 15,000 × g mo le 10 minute i le 4 °C, ma o le vaega pito i lalo na fa'aliliuina i totonu o paipa e lua (125 μL ta'itasi) mo le au'ili'iliga LC-MS i auala lelei ma le leaga. I le iuga, na fa'amamago le fa'ata'ita'iga se'ia mago i totonu o se masini fa'aputu mea e fa'amamago ai le tino i le masini e fa'avavevave ona fa'asusu.
O metabolites ua mago na toe fa'afefiloi i le 120 μl o le 80% acetonitrile, fa'avilivili mo le 5 minute, ma fa'acentrifuge i le 15,000 × g mo le 10 minute i le 4°C. O supernatants na fa'aliliuina i totonu o fagu tioata lanu samasama ma microinserts mo su'esu'ega metabolomics. Su'esu'ega metabolomics e le'i fa'atatauina i luga o le ultra-performance liquid chromatography-high-resolution mass spectrometry (UPLC-HRMS) platform. Na vaevaeina Metabolites e fa'aaoga ai le Dionex Ultimate 3000 UPLC system ma le ACQUITY BEH Amide column (2.1 × 100 mm, 1.7 μm, Waters). I le positive ion mode, o mobile phases o le 95% (A) ma le 50% acetonitrile (B), e tofu ma le 10 mmol/L ammonium acetate ma le 0.1% formic acid. I le faiga leaga, o vaega feavea'i A ma le B sa i ai le 95% ma le 50% acetonitrile, i le faasologa lava lea, o vaega uma e lua sa i ai le 10 mmol/L ammonium acetate, pH = 9. O le polokalame gradient e faapea: 0–0.5 minute, 2% B; 0.5–12 minute, 2–50% B; 12–14 minute, 50–98% B; 14–16 minute, 98% B; 16–16.1 minute, 98 –2% B; 16.1–20 minute, 2% B. Sa tausia le koluma i le 40°C ma le faataitaiga i le 10°C i totonu o le autosampler. O le fua faatatau o le tafe e 0.3 ml/min, o le voluma o le tui e 3 μl. O le Q-Exactive Orbitrap mass spectrometer (Thermo Fisher Scientific) fa'atasi ai ma se electrospray ionization (ESI) source na fa'agaoioia i le full scan mode ma fa'apipi'i fa'atasi ma le ddMS2 monitoring mode e aoina ai le tele o fa'amaumauga. O fa'amaumauga MS na fa'atulaga e pei ona taua i lalo: spray voltage +3.8 kV/- 3.2 kV, capillary temperature 320°C, shielding gas 40 arb, auxiliary gas 10 arb, probe heater temperature 350°C, scanning range 70–1050 m/ h, resolution. 70 000. Na maua fa'amaumauga e fa'aaoga ai le Xcalibur 4.1 (Thermo Fisher Scientific).
Mo le iloiloina o le lelei o faʻamaumauga, na faia ai faʻataʻitaʻiga o le pulea lelei (QC) e ala i le aveeseina o le 10 μL aliquots o le supernatant mai faʻataʻitaʻiga taʻitasi. E ono tui faʻataʻitaʻiga o le pulea lelei na iloiloina i le amataga o le faʻasologa o suʻesuʻega e iloilo ai le mautu o le faiga UPLC-MS. Ona faʻaopoopoina lea o faʻataʻitaʻiga o le pulea lelei i totonu o le vaega. O vaega uma e 11 o faʻataʻitaʻiga serum i lenei suʻesuʻega na iloiloina e le LC-MS. O aliquots o se paluga vaituloto serum mai le 100 foaʻi maloloina na faʻaaogaina o se mea faʻasino i vaega taʻitasi e mataʻituina ai le faʻagasologa o le faʻaosoina ma fetuʻunaʻi mo aafiaga o vaega taʻitasi. O le suʻesuʻega metabolomics e leʻi faʻatatauina o le vaega na maua, le vaega faʻamaonia i totonu, ma le vaega faʻamaonia i fafo na faia i le Nofoaga Tutotonu o Metabolomics o le Iunivesite o Sun Yat-sen. O le fale suʻesuʻe i fafo o le Nofoaga Tutotonu o Suʻesuʻega ma Suʻega a le Iunivesite o Tekonolosi o Guangdong na iloiloina foʻi faʻataʻitaʻiga e 40 mai le vaega i fafo e faʻataʻitaʻi ai le faʻatinoga o le faʻataʻitaʻiga faʻavasega.
A maeʻa ona faʻamamāina ma toe faʻafouina, sa fuaina le aofaʻi atoatoa o metabolites serum e faʻaaoga ai le ultra-high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (Agilent 6495 triple quadrupole) faʻatasi ai ma se electrospray ionization (ESI) source i le multiple reaction monitoring (MRM) mode. O se ACQUITY BEH Amide column (2.1 × 100 mm, 1.7 μm, Waters) sa faʻaaogaina e vavaeʻese ai metabolites. O le mobile phase e aofia ai le 90% (A) ma le 5% acetonitrile (B) faʻatasi ai ma le 10 mmol/L ammonium acetate ma le 0.1% ammonia solution. O le gradient program e faʻapea: 0–1.5 min, 0% B; 1.5–6.5 min, 0–15% B; 6.5–8 min, 15% B; 8–8.5 min, 15%–0% B; 8.5–11.5 min, 0%B. Sa tausia le koluma i le 40 °C ma le faʻataʻitaʻiga i le 10 °C i totonu o le autosampler. O le fua faatatau o le tafe e 0.3 mL/min ma le voluma o le tui e 1 μL. O faʻatulagaga MS na faʻatulagaina e pei ona taua i lalo: voltage capillary ±3.5 kV, mamafa o le nebulizer 35 psi, tafe o le kesi sheath 12 L/min, vevela o le kesi sheath 350°C, vevela o le kesi mago 250°C, ma le tafe o le kesi mago 14 l/min. O faʻaliliuga MRM o le tryptophan, pyruvate, lactate, hypoxanthine ma le xanthine e 205.0–187.9, 87.0–43.4, 89.0–43.3, 135.0–92.3 ma le 151.0–107.9 i le faasologa. Sa aoina faʻamaumauga e faʻaaoga ai le Mass Hunter B.07.00 (Agilent Technologies). Mo faʻataʻitaʻiga o le serum, o le tryptophan, pyruvate, lactate, hypoxanthine, ma le xanthine na fuaina e faʻaaoga ai piʻo faʻatulagaina o vailaʻau faʻafefiloi masani. Mo faʻataʻitaʻiga o sela, o le aofaʻi o le tryptophan na faʻatulagaina i le tulaga masani i totonu ma le tele o porotini o le sela.
O le fa'a'ese'esega o le tumutumuga (m/z ma le taimi e taofia ai (RT)) na fa'atinoina e fa'aaoga ai le Compound Discovery 3.1 ma le TraceFinder 4.0 (Thermo Fisher Scientific). Ina ia ave'esea eseesega e ono tula'i mai i le va o vaega, o tumutumuga ta'itasi o le fa'ata'ita'iga o le su'ega na vaevaeina i le tumutumuga o le mea fa'asino mai le vaega lava e tasi e maua ai le tele o mea. O le fa'atusatusaga o tulaga fa'atulagaina o tulaga fa'atulagaina i totonu a'o le'i fa'atulagaina ma ina ua mae'a ona fa'atulagaina o lo'o fa'aalia i le Fa'aopoopoga Laulau 6. O eseesega i le va o vaega e lua na fa'ailoaina e le fua fa'atatau o le maua sese (FDR<0.05, Wilcoxon signed rank test) ma le suiga o le gaugau (>1.2 po'o le <0.83). O fa'amaumauga mata o MS o foliga na fa'a'ese'esea ma fa'amaumauga MS fa'asa'oina o le serum o lo'o fa'aalia i le Fa'aopoopoga Fa'amaumauga 1 ma le Fa'aopoopoga Fa'amaumauga 2, i le fa'asologa. O le fa'amatalaga tumutumuga na fa'atinoina e fa'avae i luga o tulaga fa'ailoaina e fa, e aofia ai metabolites ua fa'ailoaina, vaila'au fa'ailogaina, vasega vaila'au fa'ailogaina, ma vaila'au e le o iloa 22. E faʻavae i luga o sailiga faʻamaumauga i le Compound Discovery 3.1 (mzCloud, HMDB, Chemspider), o vailaʻau faʻapitoa faʻatasi ai ma tulaga faʻamaonia ua fetaui ma le MS/MS poʻo faʻamatalaga tutusa i le mzCloud (togi > 85) poʻo le Chemspider na filifilia mulimuli ane o ni vaeluaga i le va o le metabolome eseese. O faʻamatalaga pito i luga mo foliga taʻitasi o loʻo aofia i le Faʻamatalaga Faʻaopoopo 3. Na faʻaaogaina le MetaboAnalyst 5.0 mo le auʻiliʻiliga univariate o le tele o metabolite ua faʻatulagaina. Na iloiloina foʻi e le MetaboAnalyst 5.0 le auʻiliʻiliga faʻaleleia o le auala KEGG e faʻavae i luga o metabolites eseese. O le auʻiliʻiliga autu o vaega (PCA) ma le auʻiliʻiliga faʻavasegaina o le vaega itiiti ifo o sikuea (PLS-DA) na auʻiliʻiliina e faʻaaoga ai le afifi polokalama ropls (v.1.26.4) faʻatasi ai ma le faʻatulagaina o le stack ma le autoscaling. O le faʻataʻitaʻiga sili ona lelei o le metabolite biomarker mo le vavaloina o le malignancy o le nodule na gaosia e faʻaaoga ai le binary logistic regression ma le itiiti ifo o le faʻaitiitia atoatoa ma le selection operator (LASSO, R package v.4.1-3). O le fa'atinoga o le fa'ata'ita'iga fa'ailoga i seti o le iloa ma le fa'amaoniga na fa'ailoaina e ala i le fa'atatauina o le AUC e fa'avae i luga o le au'ili'iliga ROC e tusa ai ma le afifi pROC (v.1.18.0.). O le tapula'a sili ona lelei o le avanoa na maua e fa'avae i luga o le fa'asinomaga maualuga o le Youden o le fa'ata'ita'iga (sensitivity + specificity – 1). O fa'ata'ita'iga e itiiti ifo pe sili atu nai lo le tulaga fa'atapula'a o le a va'aia o ni nodules lelei ma le adenocarcinoma o le mama.
O sela A549 (#CCL-185, American Type Culture Collection) na totoina i le F-12K medium o loʻo i ai le 10% FBS. O faʻasologa pupuu o le RNA hairpin (shRNA) e faʻatatau i le SLC7A5 ma se nontargeting control (NC) na faʻaofiina i totonu o le lentiviral vector pLKO.1-puro. O faʻasologa antisense o le shSLC7A5 e faʻapea: Sh1 (5′-GGAGAAACCTGAACAGTT-3′), Sh2 (5′-GCCGTGGACTTCGGGAACTAT-3′). O antibodies i le SLC7A5 (#5347) ma le tubulin (#2148) na faʻatau mai le Cell Signaling Technology. O antibodies i le SLC7A5 ma le tubulin na faʻaaogaina i le dilution o le 1:1000 mo le Western blot analysis.
O le Seahorse XF Glycolytic Stress Test e fuaina ai le maualuga o le extracellular acidification (ECAR). I le su'ega, o le glucose, oligomycin A, ma le 2-DG na fa'atinoina fa'asolosolo e fa'ata'ita'i ai le gafatia o le glycolytic o le sela e pei ona fuaina e le ECAR.
O sela A549 na fa'aliliuina i le non-targeting control (NC) ma le shSLC7A5 (Sh1, Sh2) na fa'apipi'iina i le po atoa i totonu o ipu e 10 cm le lautele. O metabolites o sela na fa'a'ese'ese i le 1 ml o le aisa malulu 80% o le methanol. O sela i totonu o le fofo methanol na valu ese, aoina i totonu o se paipa fou, ma fa'a-centrifuge i le 15,000 × g mo le 15 minute i le 4°C. Aoina le 800 µl o le supernatant ma fa'amago i le fa'aaogaina o se high-speed vacuum concentrator. Ona su'esu'eina lea o pellets metabolite mago mo le maualuga o le tryptophan e fa'aaoga ai le LC-MS/MS e pei ona fa'amatalaina i luga. O le maualuga o le NAD(H) o sela i sela A549 (NC ma le shSLC7A5) na fuaina e fa'aaoga ai se quantitative NAD+/NADH colorimetric kit (#K337, BioVision) e tusa ai ma fa'atonuga a le kamupani gaosi oloa. O le maualuga o le porotini na fuaina mo fa'ata'ita'iga ta'itasi e fa'atulaga ai le aofa'i o metabolites.
E leai ni metotia fa'amaufa'ailoga na fa'aaogaina e fuafua muamua ai le tele o le fa'ata'ita'iga. O su'esu'ega fa'amaufa'ailoga muamua na fa'atatau i le mauaina o biomarkers15,18 ua manatu o ni fa'ailoga mo le fuafuaina o le tele, ma pe a fa'atusatusa i nei lipoti, sa lava lelei la matou fa'ata'ita'iga. E leai ni fa'ata'ita'iga na fa'ate'aina mai le vaega o le su'esu'ega. O fa'ata'ita'iga o le toto na tofia fa'afuase'i i se vaega o su'esu'ega (306 mataupu, 74.6%) ma se vaega fa'amaonia i totonu (104 mataupu, 25.4%) mo su'esu'ega fa'amaufa'ailoga e le'i fa'atatauina. Na matou filifilia fa'afuase'i fo'i mataupu e 70 mai vaega ta'itasi mai le seti o su'esu'ega mo su'esu'ega fa'amaufa'ailoga fa'atatau. Sa tauaso tagata su'esu'e i le tofiaina o vaega i le taimi o le aoina ma le au'ili'iliga o fa'amaumauga LC-MS. O au'ili'iliga fa'amaufa'ailoga o fa'amaumauga fa'amaufa'ailoga ma fa'ata'ita'iga o sela o lo'o fa'amatalaina i vaega o Fa'ai'uga, Tala Fa'asolopito o Ata, ma Metotia. O le fuaina o le tryptophan o le sela, NADT, ma le gaioiga glycolytic na faia fa'atolu i le tuto'atasi ma taunu'uga tutusa.
Mo nisi faʻamatalaga e uiga i le mamanu o le suʻesuʻega, tagaʻi i le Natural Portfolio Report Abstract e fesoʻotaʻi ma lenei tusiga.
O faʻamaumauga mata o le MS o foliga na aveeseina ma faʻamaumauga MS masani o le serum faʻasino o loʻo faʻaalia i le Faʻamaumauga Faʻaopoopo 1 ma le Faʻamaumauga Faʻaopoopo 2, i le faasologa lava lea. O faʻamatalaga pito i luga mo foliga eseese o loʻo tuʻuina atu i le Faʻamaumauga Faʻaopoopo 3. E mafai ona sii mai le seti o faʻamaumauga LUAD TCGA mai le https://portal.gdc.cancer.gov/. O faʻamaumauga ulufale mo le faʻataʻitaʻiina o le kalafi o loʻo tuʻuina atu i le faʻamaumauga puna. O faʻamaumauga puna o loʻo tuʻuina atu mo lenei tusiga.
Vaega Fa'aleatunuu mo le Su'esu'eina o Mama, ma isi. Fa'aitiitia o le oti ona o le kanesa o le mama i le fa'aaogaina o le computed tomography maualalo. Northern England. J. Med. 365, 395–409 (2011).
Kramer, BS, Berg, KD, Aberle, DR ma Prophet, PC Su'esu'ega o le kanesa o le mama e fa'aaoga ai le CT helical maualalo: i'uga mai le Su'esu'ega Fa'aleatunuu mo le Su'esu'ega o le Mama (NLST). J. Med. Screen 18, 109–111 (2011).
De Koning, HJ, ma isi. Fa'aitiitia o le oti ona o le kanesa o le mama i le su'esu'ega CT volumetric i se su'ega fa'afuase'i. Northern England. J. Med. 382, 503–513 (2020).
Taimi na lafoina ai: Setema-18-2023