Plasma-Metabolomik als Instrument zur Unterscheidung von PET-positiven Malignen von PET-positiven gutartigen Knötchen

PET-CT ist eine unverzichtbare Technik in der Lungenkrebs-Inszenierung, bei der fast keine Lungenläsion unentdeckt bleibt, da seine Empfindlichkeit 96%erreicht. PET-CT diskriminiert jedoch häufig nicht zwischen malignen und nicht-malignen PET-positiven SPNs mit einer Spezifität von nur 23%. 40-50% dieser Patienten wird empfohlen, ihre CT nach drei bis sechs Monaten zu wiederholen, um das Fortschreiten ihrer Läsionen zu verfolgen, eine klare und korrekte Krebsdiagnose und eine anschließende Therapie zu verzögern. Mehr als 10% der Patienten mit einer nicht metastasierten SPN auf dem PET-CT-Scan erhalten aufgrund dieser diagnostischen Unsicherheit eine unnötige Operation.

Aufgrund dieser aktuellen Herausforderungen werden die Ermittler nach Metabolitenbiomarkern suchen, die eine Diskriminierung zwischen gutartigen und bösartigen SPNs ermöglichen. Biomarker sind definiert als "Merkmale, die objektiv gemessen und als Indikatoren für normale biologische Prozesse, pathologische Prozesse oder pharmakologische Reaktionen auf therapeutische Interventionen bewertet werden". Diese Forschung wird sich auf metabolomische basierte/metabolitische Biomarker konzentrieren, da die Stoffwechselreprogrammierung eines der Kennzeichen von Krebszellen ist. Sobald die Krankheit entsteht, werden Krebszellen ihren Stoffwechsel neu programmieren, um die erhöhte Proliferationsrate und den Energieverbrauch zu erfüllen. Veränderungen des Metabolismus führen zu Veränderungen der Konzentration von metabolischen Endprodukten, sowohl intra- als auch extrazellulären Metaboliten. Dieses Prinzip ermöglicht den Nachweis von malignen SPNs durch Messung der Metabolitenkonzentrationen im Plasma.

Die klinische Anwendbarkeit von Metabolitenbiomarkern wurde aus zuvor veröffentlichten Arbeiten klar. Eine frühere Studie unserer Forschungsgruppe unter Verwendung von Protonenkernmagnetresonanz (1H-NMR) -Basis einer früheren Studie zeigte, dass eine einzelne Plasma-Glutamatanalyse die diskriminative Spezifität der PET-CT-Scans in einer pet-positiven Patientenpopulation erhöhen könnte. Weitere Entwicklung und Optimierung sind jedoch noch erforderlich, um eine klinische Phase zu erreichen.

Diese prospektive Studie untersucht nicht nur die Plasmakelutamatspiegel, sondern auch die Plasmaspiegel von 61 zusätzlichen Metaboliten. Diese 61 zusätzlichen Metaboliten wurden in einer früheren Studie, die von unserer Forschungsgruppe unter Verwendung von 1H-NMR durchgeführt wurde, in Plasma identifiziert. Es wurde bereits gezeigt, dass sich diese Metaboliten, einschließlich Lactat, Acetat, Cystein und Asparagin, bereits signifikant zu malignen Prozessen beitragen. Neben der zuvor durchgeführten Studie wird nicht nur mehr Metaboliten einbezogen, sondern auch eine andere Technik als 1H-NMR. Obwohl 1H-NMR durch seine nicht-zerstörerische und schnelle Stichprobenvorbereitung und quantitative Natur gekennzeichnet ist, ist es eine sehr kostspielige Technik, die in den meisten Krankenhäusern normalerweise nicht verfügbar ist. Da diese Studie darauf abzielt, Plasma-Metaboliten zu finden, die als klinische Biomarker für die Unterscheidung zwischen gutartigen und bösartigen SPNs dienen können, wird eine weit verbreitete Technik verwendet, die als Hochleistungs-Flüssigchromatographie (HPLC) bezeichnet wird.

Da die 61 interessierenden Metaboliten in mehrere chemische Klassen wie Aminosäuren und organische Säuren eingeteilt werden können, sind verschiedene HPLC -Methoden erforderlich. Nach der Entwicklung einer geeigneten Methode zur Identifizierung und Quantifizierung von Metaboliten werden Plasmaproben gemessen und Metaboliten quantifiziert. Durch den Vergleich der Metabolitenkonzentrationen in Plasmaproben, die von Patienten mit gutigem SPN und einem malignen SPN abgeleitet wurden, möchten die Forscher signifikante Unterschiede in den Metabolitenkonzentrationen zwischen diesen beiden Gruppen feststellen. Signifikant veränderte Metaboliten könnten dann möglicherweise als Plasma -Biomarker für die Unterscheidung von gutartigen und bösartigen SPNs dienen, wodurch die diagnostische Genauigkeit verbessert wird.