SERS-alapú szérum molekuláris spektrális szűrés jóindulatú és rosszindulatú tüdőproliferatív csomókra (SERS on lung)

2020-ban hozzávetőleg 19,3 millió új rákos megbetegedést és közel 10 millió daganatos halálesetet regisztráltak világszerte. Közülük az új tüdőrákos esetek száma megközelítőleg 2,21 millió volt, ami az összes új daganatos megbetegedések számának 11,4%-a. Körülbelül 1,8 millióan haltak meg tüdőrákban, ami az első helyen áll a rákos halálozások között. Abban az évben Kínában 816 000 új tüdőrákos esetet regisztráltak, ami a világ összességének 37%-a. 2022-ben Kínában a legutóbbi tüdőrákos esetek száma 1,0606 millióra nőtt, a tüdőrákos halálozások száma pedig 733 000 volt. Ami a tüdőrákos betegek 5 éves túlélési arányát illeti, a Kínában 2018-ban közzétett adatok (2012-2015) 19,7%-ot tettek ki, ami még mindig nagy eltérés a 2030-ra elért 46,6%-os 5 éves rákos betegek teljes túlélési arányától. az „Egészséges Kína cselekvési – rákmegelőzési és -ellenőrzési cselekvési végrehajtási tervben javasolt (2023-2030)". A tüdőrák prognózisa a különböző szakaszokban meglehetősen eltérő. Az I. stádiumú tüdőrák 5 éves túlélési aránya 77-92%, a IIIA-IVB stádiumú tüdőrák 5 éves túlélési aránya 0-36%. Ezért a tüdőrák korai diagnózisa és kezelése a kulcsa a tüdőrák 5 éves túlélési arányának és a betegek prognózisának javításának. A legtöbb tüdőrákos beteg azonban már a tüdőrák késői stádiumában van, amikor diagnosztizálják, és elszalasztották a radikális kezelés lehetőségét. Ennek fő oka, hogy az elsődleges és másodlagos prevenciós munka nem történik kellőképpen. Fejlett technológiákat kell kifejleszteni és integrálni a széles körű promóció konszenzusos irányelveibe.

A tüdőcsomók a tüdőrák korai megnyilvánulásai. A mellkasi CT-szűrés elterjedésével a fizikális vizsgálatok során egyre több tüdőcsomót találnak a fizikális vizsgálatok során, beleértve a különböző típusú kis csomókat, például gyulladásos elváltozásokat, jóindulatú daganatos elváltozásokat és rosszindulatú daganatos elváltozásokat. Az ilyen típusú csomók azonosítása érdekében a klinikusok gyakran személyes tapasztalataik alapján ítélik meg a csomók kétdimenziós képalkotási jellemzőit, mint például a sík átmérője, hogy vannak-e sorja, lebeny, meszesedés és egyéb jellemzők a tüdő rosszindulatú daganatának valószínűségének felméréséhez. csomók, de a jóindulatú és rosszindulatú csomók ilyen módon történő megítélésének pontossága szorosan összefügg a klinikusok tapasztalatával és szolgálati idejével, és a különböző orvosok eltérően ítélik meg ugyanazokat a csomókat. Jelenleg nincs egységes konszenzus a több nemzetközi konszenzusos irányelv által javasolt tüdőcsomók diagnosztizálására és kezelési stratégiáira vonatkozóan. A népegészségügyi felügyeleti intézményekben egy átfogó tüdőcsomós tüdőrák szűrési program kidolgozása és megvalósítása összetett és kihívásokkal teli feladat. A nagy érzékenységű és nagy specifitású, valamint az egyszerű, könnyen elterjedt és olcsó tüdőrákszűrési technológiák kutatása és javaslata az egészségügyi rendszer elengedhetetlen része. Emellett a tüdőcsomók diagnosztizálására és kezelési stratégiáira vonatkozó irányelvek következetlensége miatt a klinikai gyakorlatban is gyakori a tüdőcsomók túldiagnózisának és kezelésének jelensége. A túldiagnózis elkerülése és a kezelés több figyelmet igényel. Ezért a mi felelősségünk, hogy aktívan javítsuk a tüdőcsomórák előrejelzésének pontosságát, csökkentsük a túldiagnózisok és kezelések arányát, valamint növeljük a korai tüdőrák-beavatkozások arányát. A korai tüdőrák meglévő szűrési módszerei közül a laboratóriumi vizsgálatok (különösen a vér, vizelet vagy más folyékony biopszia használata) a képalkotó vagy kórszövettani vizsgálatokkal összehasonlítva olcsó, nem invazív és könnyen megismételhető korai előrejelzési módszert jelentenek, specifikus kimutatással. rák biomarkerek, például keringő tumor DNS, fehérjék, rák metabolitok, sőt sejteredetű exoszómák és keringő daganatsejtek. Azonban még mindig sok kihívás van, többek között: 1) Nincsenek hatékony és bőséges tumorbiomarkerek a tüdőrák számára; 2) Nincs egyszerű és megvalósítható rák kimutatási módszer, különösen a tünetmentes stádiumban; 3) Nincs átfogó elemzési platform a nagy adathalmazokhoz az egészséges és a tüdőrákos populációk megkülönböztetésére.

A Raman-spektroszkópia (RS) egy non-invazív és rendkívül specifikus anyagmolekuláris detektálási technológia, amely molekuláris szinten érhető el, hogy érzékenyen detektálja a biológiai mintákban a tumor anyagcserével kapcsolatos fehérjékből, nukleinsavakból, lipidekből és cukrokból álló biomolekulák változásait. Az ezen a technológián alapuló Surface-Enhanced Raman spektroszkópia (SERS) a rendkívül érzékeny biomolekuláris elemzési technológia egyik megvalósítható módszere. Bár a SERS technológia jó diagnosztikai hatást mutatott számos daganatos preklinikai vizsgálatban, ezt korlátozza az általában kis mintaméret és a külső ellenőrzés hiánya. Ezért szükséges a Raman-spektroszkópia tumordiagnosztikai alkalmazásának klinikai kutatása, amely megfelel az alábbi követelményeknek: 1. Objektív, gyors és praktikus Raman-spektroszkópiai adatfeldolgozási módszerek szükségesek, és a gépi és mély tanulási módszerek lehetnek a legjobbak. osztályozási módszerek; 2. A mély tanulási diagnosztikai modellek képzéséhez többközpontú, nagymintás klinikai mintákra van szükség, amelyek valódi hatékonyságát prospektív vizsgálatok külső adatai igazolják.

Korábbi vizsgálatunkban szérum Raman-spektroszkópiai adatokat gyűjtöttünk 191 tüdőcsomós betegből álló csoporttól, és gépi tanulási modell alapján építettünk egy Raman intelligens diagnosztikai rendszert jóindulatú és rosszindulatú tüdőcsomókra. Ennek az intelligens diagnosztikai rendszernek a pontossága elérte a 89,7%-ot. A legmagasabb szintű klinikai bizonyítékok megszerzése és a klinikai átalakulás valódi elérése érdekében ennek a prospektív, többközpontú klinikai vizsgálatnak az a célja, hogy igazolja ennek az intelligens diagnosztikai rendszernek a használatát a rosszindulatú tüdőcsomók korai diagnosztizálására.