Krooninen sairaus

tiivistelmä

On tarpeen vähentää cystoscopies potilailla, joilla verivirtsaisuus. Tällä hetkellä ei ole olemassa luotettavaa biomarkkereiden seuloa virtsarakon syöpään. Tässä artikkelissa, me arvioi uuden yksinkertaisen talon valmistettu, GC-anturilaitteen diagnosoinnissa virtsarakon syövän perustuu haihtuvat. Anturilähdöt 98 virtsanäytteistä käytettiin rakentaa ja testata diagnostisia malleja. Näytteitä otettiin 24 potilasta, joilla siirtymäajan (urothelial) cell carcinoma (ikä 27-91 vuotta, mediaani 71 vuotta) ja 74 valvonnan joilla esiintyy urologiset oireita, mutta ilman urologiset maligniteetti (ikä 29-86 vuotta, mediaani 64 vuotta); Tulokset analysoitiin kaksi tilastollista lähestymistapaa arvioida luotettavuutta menetelmiä. Kahden ryhmän lineaarista erotteluanalyysi jossa käytetään yhteensä 9 ajankohtina (mikä vastaa 9 biomarkkerit) määritetty oikein 24/24 (100%) syöpätapauksista ja 70/74 (94,6%) valvontaa. Alle leave-one-out ristivalidointi 23/24 (95,8%) syöpätapauksista oli oikein ennustettiin 69/74 (93,2%) valvonnan. Osittaisen pienimmän neliösumman erotteluanalyysi, oikea leave-one-out ristivalidointi ennuste arvot olivat 95,8% (syöpätapauksista) ja 94,6% (valvonta). Nämä tiedot ovat parannus ilmoittamien muiden ryhmien tutkimalla headspace kaasuja ja myös ylivoimainen nykyisen kliinisen tekniikoita. Tämä uusi laite näyttää mahdollisuuksia diagnoosin virtsarakon syövän, mutta tiedot on toistettava laajemmassa tutkimuksessa.

Citation: Khalid T, White P, De Lacy Costello B, Persad R, Ewen R, Johnson E , et ai. (2013) Pilottitutkimus Yhdistämällä GC-anturilaite, jossa on tilastollinen malli tunnistaminen Virtsarakon syövän virtsasta Headspace. PLoS ONE 8 (7): e69602. doi: 10,1371 /journal.pone.0069602

Editor: Wei-Chun Chin, University of California, Merced, Yhdysvallat

vastaanotettu: 07 helmikuu 2013; Hyväksytty: 10 Kesäkuu 2013; Julkaistu: 08 heinäkuu 2013

Copyright: © 2013 Khalid ym. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Rahoitus: Kirjoittajat ei ole tukea tai rahoitusta raportoida.

Kilpailevat edut: Olen lukenut lehden politiikan ja ovat seuraavat ristiriitoja: Christopher Probert, Ben De Lacy Costello, Norman Ratcliffe ja Richard Ewen on GB patenttihakemus (GB +0920315,9 ), joka suojaa tunnistusjärjestelmä suunnittelun. Vahvistamme, että kirjoittajat Christopher Probert, Ben de Lacy Costello, Norman Ratcliffe ja Richard Ewen on patentti aineellisia merkitystä tässä artikkelissa. Otsikko patentti on ”laite ja menetelmä näytteiden analysoinnista sairauksien diagnosoimiseksi”. Tähän liittyvä numerot ovat (WO2011061308, EP2010067859, GB0920315.9). Vahvistamme, että tämä ei muuta meidän noudattamista kaikki PLoS ONE politiikan tietojen jakamiseen ja materiaaleja, jotka on esitetty oppaan tekijöille.

Johdanto

Yli 10000 potilasta diagnosoidaan virtsarakon syöpä Britanniassa vuosittain ja puolet kuolee tautiin [1]. Useimmat potilaat (80%) läsnä kivuton hematuriaa joita on tutkittu [2]. Niistä on näkyviä hematuriaa 19% on virtsarakon syöpä kun taas ei-näkyvissä hematuria korko on vain 5% [3]. Hematuria, joskin merkittävä on alhainen ennen testiä todennäköisyys diagnosoinnissa virtsarakon syövän, joille ei ole olemassa seulontatestejä. Niinpä kystoskopian on kultakantaan taudin toteamisen potilailla, joilla hematuriaa [4]. Kystoskopian on usein suoritettu käsittelyä ja kustannuksia NHS, tutkia ihmisiä ei havaittu olevan virtsarakon syöpä, on £ 33.5M euroa vuodessa [3], joka perustuu tariffi nykyisin noin £ 400. Kystoskopian on kallis, invasiivisia ja järjetön menettely. On tarpeen edullinen, vähemmän invasiivisia vaihtoehto.

Virtsarakon syöpä tapauksissa esittää varhaisessa vaiheessa voidaan hoitaa höyläysleikkaus ilman suuria extirpative leikkaus. Lisäksi tässä varhaisessa vaiheessa sairaus on erinomainen 5 vuoden pysyvyys ( 94%) verrattuna 50% 5 vuoden pysyvyys kehittyneempiä sairaus, joten ei-invasiivisia seulontatestin, joka tunnistaa syöpä varhaisessa vaiheessa virtsasta headspace on mahdollista mullistaa potilaiden hoitoa. Huolimatta resektio, suurin osa (50-70%) toistuu ja 10-30% kehityksen edenneen taudin [5], näin usein cystoscopy tarkastukset ovat tarpeen, joiden osuus 71% kustannuksista virtsarakon syövän hoitamiseksi [6]. Näiden seikkojen ansiosta virtsarakon syöpä on kallein syöpä potilasta kohden hallintaan [7]. Eri massa seulonta on harkittu, kuten hematuria mittatikku, NMP22 tai UroVysion [8]. Kuitenkin, nämä biomarkkerit, sekä virtsan sytologia puuttuu herkkyys [9]. Tällä hetkellä ei ole biomarkkerit voidaan suositella kliininen käytäntö, koska niiden huono herkkyys ja spesifisyys, vaikka jonkin verran näyttöä siitä, että biomarkkerit voi olla hyötyä seurannassa uusiutumisen tai seulonta korkean riskin henkilöitä [10]. Uusi selektiivinen biomarkkereiden (t) virtsarakon syövän vähentäisi diagnostisia epävarmuutta ja valvontaan liittyvien sairauksien. Se voi vähentää kustannuksia ja parantaa potilaiden elämänlaatua välttämällä turhia invasiivisia diagnostisia testejä. Se voisi myös parantaa ennustetta potilaille kautta aiemmin havaita mahdollisesti tappava tauti vähentää samalla taloudellista taakkaa hematuria klinikoiden [11]. On jonkin verran todisteita, jotka tukevat oletusta, että virtsarakon syöpä liittyy spesifisten haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) kaasussa pääsee virtsanäytteistä. Vuonna 1999 Spanel et al. ilmoitti, että formaldehydi oli runsaampaa virtsan miesten virtsarakon syöpään kuin niiltä, ​​eturauhasen syöpä ja terveillä verrokeilla [12]. Tutkimus, jossa koiria koulutettiin vastaamaan virtsanäytteiden virtsarakon syöpä antoi keskimääräisen menestys oli 41% verrattuna 14% sattumalta odotettua [13]. Äskettäin sama ryhmä ilmoitti, että tehokkaimpiin koira voisi tunnistaa 73% syövistä [14]. Samalla VOC analyysi sähköisten nenä tekniikka havaittiin 70% herkkyys ja spesifisyys diagnoosin virtsarakon syövän peräisin terveisiin kontrolleihin, pudoten 60% ja 67% vastaavasti testattaessa virtsalla säätimet joilla on ei-pahanlaatuisten urologiset sairaudet [ ,,,0],15]. Tässä raportissa kuvaamme data esitutkimuksessa, joka osoittaa mahdollisuuksia romaani, in-house valmistettu VOC-anturi laite tarkasti diagnosoimiseksi virtsarakon syöpään.

Methods

Patient Rekrytointi

yhteensä 98 miespotilailla, iältään 27-91 vuotta, esitellä urologian klinikoilla Bristol rekrytoitiin saatuaan tietoon perustuva suostumus. Kaikki oli tehty kliininen arviointi niiden oireita. Väestönkehitystä varten potilasryhmien tutkittu annetaan taulukossa 1; oli 3 valvontaa kohti syöpäpotilaan. Kukin potilas edellyttäen virtsanäyte aamulla ennen niiden tutkimista tai cystoscopy. Näytteet luokiteltiin kun kliininen arviointi on suoritettu. Kun virtsarakon syöpä (n = 24) havaittiin, laatu ja vaihe syöpä rekisteröitiin (taulukko 2); enemmistön olivat hyvin erilaistunut tai väli-tason (G

1, G

2) ja varhaisessa vaiheessa (T

a) rajoittuu virtsarakon vuori. Oli 74 valvontaa, tai joiden selvittävissä tutkimuksissa oireiden virtsarakon ahtauma ja tai hematuria; niiden oireita ja asiaan samanaikaisia ​​sairauksia sisältyvät: 31 oli nostanut PSA ilman maligniteetti, 24 oli verenpainetauti, 19 oli näkyvissä hematuria, 15 oli rakon ulosvirtaus oireita, 7 diabetes, 4 ei-näkyvissä hematuria, 2 oli Munuaisalueen kivet ja 1 oli tehty munuaisen elinsiirtokirurgiaa.

Diagnoosi

No. potilaista

ikäryhmä vuotta (mediaani)

Tupakointi tila

Virtsarakon cancer2427 – 91 (keskiarvo 71) 7 tupakoitsijoita; 17 tupakoimattomien (9 tupakoinnin) ohjaus (ei-syöpä) 7429-86 (keskiarvo 64) 15 tupakoitsijoita; 59 tupakoimattomien (17 tupakoinnin) Taulukko 1.

CSV Lataa CSV Kasvainten

Kasvain vaiheessa (TNM)

Grade

T

aN

0M

x

T

1N

0M

x

T

2N

0M

x

G

16NilNilG

2101NilG

3151Table 2.

Kasvaimet luokiteltiin WHO: n mukaan 1973 suuntaviivoja. G

1: hyvin eriytetty (näyttävät samanlaisilta kuin normaalit solut löytyy virtsarakon – hitaasti kasvavia syöpä) G

2: keskitasolla erilaistumisen (sekoitus G

1 G

3) G

3: huonosti eriytetty (näyttää hyvin erilaiselta kuin normaalit virtsarakon solut – aggressiivisin). Staging kasvaimen annetaan mukaan TNM (kasvainten, Node, etäpesäke) kriteerit. T

a: syöpä on vain sisin kerros virtsarakon vuori. T

1: syöpä on alkanut kasvaa sidekudoksen alla virtsarakon vuori. T

2: syöpä on kasvanut läpi sidekudoksen lihakseen. Kaikki potilaat ovat myös arvostellaan N

0 (Ei alueellinen imusolmukkeiden osallistuminen) M

x (etäpesäke tila ei arvioitu). CSV Lataa CSV

Eettinen hyväksyntä Tutkimuksen saatiin Wiltshire Research eettinen komitea; kukin osallistuja arvosteli tiedotteen ja antoi kirjallisen suostumuksensa.

Näytteiden varastointi

alikvootit tuoreen

virtsa (0,75 ml) siirrettiin väliseinä yläpäästä, lasi headspace injektiopulloa ( Sigma Aldrich, Dorset, UK) ja pakastettiin -20

oC analyysiin asti. Aikaisemmassa tutkimuksessa havaittiin, että jäädyttäminen ei ollut havaittavaa vaikutusta haihtuvien Näytteiden koostumus [16].

Headspace Analysis

Jokainen virtsanäytettä sulatettiin upottamalla pullo vesihauteessa 60

oC 30 sekunnin ajan. Tämän jälkeen kukin näyte käsiteltiin yhtä suurella tilavuudella (0,75 ml), natriumhydroksidia (1 M, Fisher Scientific, Leicestershire, UK), ja seosta tasapainotetaan 60

oC: ssa vesihauteessa 50 minuuttia ennen uuttamista 2 cm

3 headspace ilmaa. Headspace ilma uutettiin käyttäen ilmatiiviiseen Hamilton kaasun ruisku (10 ml, Fisher Scientific, Leicestershire, Iso-Britannia) ja sen jälkeen välittömästi ruiskutettiin tuloaukkoon kaasukromatografi kytketty anturin tunnistusjärjestelmä.

VOC virtsanäytteistä analysoitiin käyttämällä in-house valmistettu anturijärjestelmä. Laite käsittää tavanomaisen kaasukromatografia-uuni (Clarus 500, PerkinElmer) varustettu kaupallisesti saatavilla kapillaarikolonnia (30 m pitkä SPB

TM-1 rikin kapillaarikolonnia, jonka sisähalkaisija on 0,32 mm ja kalvon paksuus oli 4 um (Sigma Aldrich, Dorset, UK)), joka on liitetty lämmitettyyn (450

oC) metallioksidia anturia käytetään ilmaisimen. Metallioksidin anturi koostui tinaoksidi, sinkkioksidi mix (50: 50 paino-%). The anturin valmistus ja karakterisointi on raportoitu muualla [17]. GC: injektori kuumennettiin ennalta lämpötilaan 150

oC ja oli varustettu 1mm kvartsi liner. Paineilma (BOC, Guilford, UK) käytettiin kantokaasu paineessa 35 psi ja johdettiin ilmanpuhdistin (300 ml Supelcarb

TM Hydrocarbon trap, Sigma-Aldrich, Dorset, UK). GC lämpötila käytetty ohjelma oli seuraava: alustava GC uunin lämpötila pidettiin 30

oC 6 minuuttia, laskettiin sitten nopeudella 5

oC /min 100

oC ja 22 minuutin mittainen, jolloin yhteensä ajoaika 42 minuuttia.

GC anturijärjestelmä kalibroitiin päivittäin käyttäen sertifioitua kaasua standardin (1% toleranssi) 50 ppm etanolia sekoitetaan ilmaan (Air Products Plc, Erikoiskaasuissa, Crewe CW1 6AP) .

Kun ilmatilan kaasun (2cm

3) ruiskutettiin laitteeseen haihtuvat yhdisteet erotettiin niiden kemiallisten ominaisuuksien ja pylväästä tulevan tiettyinä aikoina. Haihtuvat eluoitiin pylväästä ja iskeytyy anturin. Haihtuvat yhdisteet adsorboidaan ja reagoi kuumennetun Metalliatomeja anturin samanaikaisesti tuottaa palautuva muutos sähkövastus. Muutos sähkövastus ajan suhteen profiilin anturi tuotti näytteen erityinen kromatogrammi. Nämä vastus aika kromatogrammit tulkitaan sitten tilastollisesti perustuu niiden ryhmän jäsenyys.

Tilastollinen

Resistance otettiin näytteet välein 0,5 sekuntia 42 minuuttia (t = 1, 2, …., 5040 ). Hyödyllisyys erittäin erityispiirteiden profiilien vähiten taajuuksia profiileja, ja laajempi profiilin ominaisuuksia tietojen kehittämisessä hyvän luokittelija tutkittiin. Koska ei ole kultakantaan lähestymistapaa tällaista dataa, tutkimme kaksi riippumatonta menetelmiä tilastollisen analyysin.

Menetelmät 1 ja 2 perustuivat standardoimalla kunkin resistenssiprofiili siten, että jokainen oli keskiarvo on 0 ja keskihajonta 1 [15]. Tämä muutos varmistaa jokaisen luovuttajan profiili on samassa mittakaavassa sallii tasapuolisen vertailun tautiryhmistä, invariantti laajuuden ja sijainnin vaikutuksia, säilyttäen samalla suhteellisen minimit ja maksimit kunkin profiilin. Tilastollinen validointi malleja tehtiin käyttäen jätettävissä one-out ristivalidointi joka antaa osoituksen mallin luotettavuutta ja ennustavan suorituskykyä tuore näkymätön näytteistä.

Menetelmä 1.

Tämä perustui välinen-ryhmien vertailu standardoitu vastuksen profiileihin kahden ryhmän lineaarinen erotteluanalyysi toteuttamisessa eteenpäin vaiheittain valinta-algoritmi varmistaa a) määrä ennustajia mallissa ei ylitä pienimmän ryhmän koon ja b) sisällyttäminen ennustava muuttuja ei ei johda multi-collinearity ongelmia. Within-näyte luotettavuutta ennakoivan ominaisuuksien johdettujen mallin arvioitiin käyttäen jätettävissä one-out cross validointi. Tämä mallinnus strategia suunniteltiin tutkimaan, yksinkertainen parsimonious kuvauksen välillä-ryhmien erottelu oli olemassa perustuvat erittäin erot profiileissa ryhmien välillä.

Menetelmä 2.

Osittainen pienimmän neliösumman erotteluanalyysiä (PLS -DA) käytettiin rakentamaan kaksi ryhmän luokitin syrjinnän virtsarakon syövän tapausten valvontaa. PLS-DA on vakiintunut ohjattu luokitus käytetty tekniikka sensormetric analyyseihin ja on purkamisyksikön ja datan vähentämisen tekniikka on suunniteltu maksimoimaan erilliseen kahteen tai useampaan ryhmään ja sopii erityisen hyvin korkea kolmiulotteinen ja multi-collinear data. Tätä lähestymistapaa pidetään paremmin kuin vaihtoehtoiset lähestymistavat käyttäen pääkomponenttianalyysi laajalla luokituksen ongelmia [18]. Tässä yhteydessä PLS-DA pohdittiin proof-of-concept näkökohta eli voi pieni määrä piileviä tekijöitä erotettu koko datajoukon syrjiä tapauksissa ja valvontaa. Hyväksyimme uutto- käyttämällä jopa kymmenen piilevän tekijöitä ja käytetään jätettävää one-out luokitus arvioida sisällä näytteen luokitustarkkuudesta.

Tulokset

anturilähdöt verrattiin molemmissa ryhmissä; virtsarakon syöpä (24) ja potilailla, joilla ei syöpä (74). Kaksi itsenäistä tilastollisia lähestymistapoja otettiin onko oli eroja anturin lähdön. Jokaisen menetelmän, syöpäpotilaiden verrattiin ilman; otoskoko oli liian pieni voidakseen verrata kuvioita arvosanalla tai vaiheessa (taulukko 1).

Kuvassa 1 esitetään tyypillisiä kromatogrammeja standardoitujen kestävyys ajan suhteen kaksi valvonnan ja kaksi virtsarakon syöpäpotilailla. Kromatogrammit kahden virtsarakkosyöpäpotilaan näytteet ovat pitkälti samanlaisia ​​kuin ovat ne kaksi kontrollinäytteistä. On kuitenkin ilmeistä, että vertailunäytteet eroavat virtsarakon syöpä näytteitä. Selvin ero on huipussaan noin 3200 (puoli sekuntia), joka on läsnä sekä virtsarakon syövän näytteet, mutta puuttuu sekä valvontaa. Kromatogrammien analyysi osoitti, että 20/24 virtsarakon syöpä näytteillä oli mitattavissa huippu tällä alueella. Kontrollinäytteissä, piikit tällä alueella spektrit olivat pääasiassa poissa. Voit korostaa tässä vaiheessa, Kuvio 2 esittää päällekkäin keskiarvona kromatogrammit kullekin ryhmälle, josta näkyy selvästi ominaisuus 3200 puolentoista sekunnin virtsarakon syöpä ryhmä, joka puuttuu kontrolliryhmässä.

Kuva 3 esittää retentioaika järjestelmän vakauden kolme yhteistä huiput, jotka kattavat retentioajan alueella, jossa suurin osa havaittujen huippujen eluoituvat. Esitetyt tiedot ovat 24 valittujen kontrollinäytteitä (jotka kattavat koko seitsemän kuukautta kestäneen tutkimuksen aikana) ja 24 virtsarakon syöpä näytteitä. Ei ole havaittavissa suuntaus suhteen drift ajan (näytteet 1-24 valvontaa ja 25-48 virtsarakon syövän näkyvät ajaa päivämäärä järjestyksessä). On päivittäin vaihtelua mitatut retentioaikojen

noin

± 1%. Lisäksi etanoli standardi ajettiin päivittäin, jotta voidaan arvioida retentioajan ja herkkyys järjestelmän. Retentioaika etanolia aikana tutkimuksen keskiarvo oli 329,2 puoli sekuntia (S.D. 3,97) mukaisesti saatujen tulosten näytteen huiput. Keskimääräinen leveys huiput on noin 100 puoli sekuntia ja voi olla jopa 200 puoli sekuntia suuremmilla retentioaikojen. Siksi vaihdella noin ± 1% havaittiin vähäinen vaikutus ennakoivan tarkkuuteen tilastollisten mallien (katso kohta Tilastollinen analyysi Tapa 1 alla).

On minimaalinen päivittäistä vaihtelua

noin

± 1%.

keskimääräinen herkkyys etanolin yli kahden kuukauden aikana oli 98,5% (SD 10,6) (R

0-R

g /R

0 × 100, jossa R

0 on lähtötilanteessa resistanssi ja R

g on vastus, kun se altistetaan etanoli). Vaikka anturin herkkyys säilyi kohtuullisen vakiona perustason vastus oli asetettu ajelehtia. Vastapainoksi vaikutusta ja tukea visuaalinen ja tilastollisen vertailun tulosten vastus asteikko oli standardoitu käyttäen yllä kuvattua metodologiaa.

Tilastollinen analyysi Tapa 1

yhteensä 9 ajankohtina valittiin ( t (näytteenottoaika pistettä) = 117, 153, 174, 201, 359, 1073, 1162, 1362, 3204). Within näytteet 24/24 (100%) virtsarakon syöpätapauksista ja 70/74 (94,6%) kontrollit määritetty oikein. Tämä tarkoittaa mallia havaittu syöpä kaikilla potilailla, riippumatta luokka tai vaiheessa. Alle leave-one-out cross validointi nämä arvot laskivat 23/24 (95,8%) ja 69/74 (93,2%) oikeaan luokitteluun, vastaavasti (taulukko 3). Muut diskriminantti mallit antavat samanlaisia ​​ennakoivaa tarkkuuden (esimerkiksi näytteenotto ajankohtina t = 117, 201, 231, 362, 1090, 1360, 3297, 3334, 3417 antaa rajat validoitu tarkkuus 95,8% virtsarakon syövän tapauksissa ja 94,6% valvontaa ). Tämä osoittaa, että malli ei ole herkkä tietyille ”retentioaikojen”. Se osoittaa myös, että ajan valittuihin pisteisiin eivät välttämättä edusta erillisiä piikkejä, mutta ovat yksinkertaisesti aikaan kohtia, joissa kaksi ryhmää spektrien eroavat toisistaan ​​maksimaalisesti. Tässä toisessa mallissa 3 ajankohtina valitaan jotka kattavat laajan piikin läsnä virtsarakon syövän ryhmä.

Ennustettu ryhmän jäsenyys

Virtsarakon syöpä (%) B ohjaus (%) B Yhteensä

Original modelBladder cancer24 (100) 0 (0) 24Control4 (5,4) 70 (94,6) 74Cross-validointi (jätä-yksi-out) Virtsarakon cancer23 (95,8) 1 (4,2) 24Control5 ( 6,8) 69 (93,2) 74Table 3. Luokittelutulokset kahdella-ryhmä lineaarinen erotteluanalyysi.

CSV Lataa CSV

tilastollinen analyysi Tapa 2

tulokset PLS-DA prosentuaalisesti luokitellut oikein sisällä näytteen ja käyttäen jätettävissä one-out luokitus on annettu taulukossa 4 mukaan useita piileviä tekijöitä uutettu mallinnus prosessissa. Käyttö 7 tai useamman tunnistettu 23/24 että syöpäpotilaiden: taaskin kertoo diagnoosi voidaan tehdä valtaosa potilaista, riippumatta luokka tai vaiheessa syöpä.

Lukumäärä piileviä tekijöitä

Ennustettu oikea

Ennustettu oikea

kuluessa näytteen

Jätä-one-out

Virtsarakon (%) B ohjaus (%) B Virtsarakon (%)

Ohjaus (%) B 119 (79,2) 46 (62,2) 19 (79,2) 46 (62,2) 218 ​​(75) 60 (81,1) 18 (75) 59 (79,7) 321 (87,5) 63 (85,5) 20 ( 83,3) 64 (86,5) 421 (87,5) 64 (86,5) 21 (87,5) 64 (86,5) 523 (95,8) 62 (83,8) 23 (95,8) 61 (82,4) 622 (91,7) 68 (91,9) 21 (87,5) 67 (90,5) 723 (95,8) 70 (94,6) 23 (95,8) 67 (90,5) 823 (95,8) 70 (94,6) 23 (95,8) 69 (93,2) 923 (95,8) 71 (95,9) 23 (95,8) 71 ( 95,9) 1023 (95,8) 71 (95,9) 23 (95,8) 70 (94,6) Taulukko 4. syrjintä virtsarakon syövän tapausten ohjauksista PLS-DA.

lyhenne: PLS-DA, osittainen pienimmän neliösumman erotteluanalyysi CSV Lataa CSV

keskustelu

uusi tekniikka on kuvattu tunnistamiseksi potilailla, joilla on virtsarakon syöpä, joka perustuu profiilia haihtuvien orgaanisten yhdisteiden pääsee virtsassa, käyttäen GC yhdistettynä anturijärjestelmä. Havainnot hyödyntää aiempia työhön koirien avulla [14] ja elektronisen nenän [15], jotka tarjoavat todiste siitä tietojen havaintomme.

tulokset ovat huomattavasti parempia kuin aikaisemmin on kuvattu käyttäen haihtuvia analyysiä lähestymistapaa. Parannus on todennäköisesti seurausta kahdesta tekijästä: 1) käyttö kromatografian erotusvaihe ja 2) pH: n säätöä käyttäen emästä. Base olisi ollut useita vaikutuksia, korkea ionivahvuus olisi ajettu VOC-kaasutilaan, ja se olisi myös tukahdutetaan happojen pitoisuuden lisääminen emäksisiä yhdisteitä kaasutilassa. Aiempi työ ryhmämme on havaittu, että emäskäsittelyllä Virtsanäyteanalyysit (verrattuna happokäsittely tai käsittelemättömiä näytteitä), mahdollisti tunnistaminen biomarkkerit että sallitaan erottelu eturauhassyöpä ja valvontaa [19].

anturilähdöt analysoitiin käytetään kahta eri riippumaton tietojen analysointi tekniikoita, joista kukin osoitti merkittävän syrjintä näytteitä potilailta ja ilman virtsarakon syöpä. Ohjaus kerättiin potilailta, jotka olivat osallistuneet klinikan kanssa urologisissa ongelmia, jotka havaittiin myöhemmin olevan ei-pahanlaatuinen. Valinta valvonnan on tärkeää arvioida kliinistä käyttökelpoisuutta tällainen testi. Potilaat ilman syöpä voi aiheuttaa samanlaisia ​​oireita niille, joilla on syöpä ja se on erottaa nämä jotka ovat kliinisen haaste. Toiset [15] ovat raportoineet, että potilailla, joilla on virtsarakon syöpä voidaan erottaa terveiden verrokkien suuremmalla varmuudella kuin kontrollit urologian klinikoilla. Olemme kuitenkin valinneet valvontaa palkattu samasta urologian klinikan: monet heistä olivat hematuria tekee niistä ihanteellisia säätimet tätä tutkimusta.

Kaksi erilaista tilastollisia lähestymistapoja käytettiin, lineaarinen erotteluanalyysi ja osittainen pienimmän neliösumman erotteluanalyysi, kuitenkin sekä käytettyjen tekniikoiden viipaletta ajasta profiilin (kontissa). Tulokset olivat samanlaiset; käyttämällä 6 tai enemmän komponentteja PLS-DA oikein tunnistettu yli 90%: ssa tapauksista ja valvonnan, kun taas yksinkertainen lineaarinen DA luokiteltu oikein yli 93%: ssa tapauksista ja valvontaa.

uudelleentarkastelu biomarkkereiden havaitsemiseksi ja valvonta virtsarakon syöpien [20] antoi herkkyys ja spesifisyys vaihtelee, vastaavasti, kunkin markkerin seuraavasti: virtsarakon kasvaimen antigeeni (BTA), BTA Stat (Polymedco), 52,5% -78,0% ja 69,0% -87,1%; BTA Trak (Polymedco), 51% -100% ja 73% -92,5%; sytologia, 12,1% -84,6% ja 78,0% -100%; hematuria mittatikku, 47,0% -92,6% ja 51,0% -84,0%; ydin- matriisin proteiini (NMP), NMP22 virtsarakon syövän Test (Matritech), 34,6% -100% ja 60,0% -95,0%; NMP22 BladderChek (Matritech), 49,5% -65,0% ja 40,0% -89,8%; ImmunoCyt /uCyt + (DiagnoCure), 63,3% -84,9% ja 62,0% -78,1%; ImmunoCyt /uCyt + ja sytologia, 81,0% -89,3% ja 61,0% -77,7%; ja UroVysion (Abbott Molecular) /florescence in situ -hybridisaatio, 68,6% -100% ja 65,0% -96,0%. Kuten voidaan havaita on monenlaisia ​​tuloksia. Tarkastelu totesi, ettei tällä hetkellä käytettävissä virtsarakon syöpä merkkeihin virtsassa on riittävän herkkä poistaa tarvetta cystoscopy. Hiljattain julkaistu algoritmi, jossa yhdistyvät testit, ehdotti tämä voi lisätä herkkyyttä ja spesifisyyttä 91% ja 80% vastaavasti, mutta paperi totesi, että se pysyi haaste tarkasti tunnistaa kaikki virtsarakon syöpiä [9]. Meidän tekniikka virtsarakkokasvain diagnoosin antaa tuloksia, jotka ovat vertailukelpoisia ja joissakin tapauksissa parempi kuin nykyisin saatavilla virtsan biomarkkereita virtsarakon syöpään. GC-anturi lähestymistapa on edullinen ja voidaan käyttää osittain ammattitaitoisen henkilöstön. Anturi on suhteellisen halpa valmistaa ja sen käyttöikä on todennäköisesti paljon yli 100 analyysejä. Lisäksi osat pystyvät koon pienentäminen entisestään tuottaa hoitopaikassa laitteen. Esimerkiksi pienennetyt GC järjestelmiä on jo olemassa, jotka hyödyntää mikrosysteemit (MEMS) komponentit [21]. Yhdistelmä GC erotuselementtien ja anturielementti on MEMS-alusta on myös aktiivinen tutkimusala [22,23]. Nykyinen laite käyttää vähän lämpötilan ramppi, mutta se voi olla mahdollista suorittaa erotus isotermisesti ympäristön lämpötiloissa. Se käyttää myös ilmaa kantokaasun Otetaan käyttöön mahdollisuus käyttää kompressoria on asianmukaiset suodattimet sijaan kaasupullojen.

Syynä haihtuvien biomarkkerit on todennäköisesti muutos aineenvaihdunnassa pahanlaatuisia soluja. On näyttöä oksidatiivisen stressin ja induktion P450 mukaan keuhko-, rinta-, ja eturauhasen syöpiä [24-27]; tähän liittyy muutos uloshengitetyssä VOC potilaalla on keuhko- ja rintasyöpä [24,25]. Tutkimukset virtsarakon syöpä ovat löytäneet myös muuttaa entsymaattinen aktiivisuus [28] sekä poikkeavuuksia sitruunahappokierron [29], mikä lisää muuntaminen palorypälehapon maitohapoksi. Miten nämä kaksi esimerkkiä johtaa tuotannon VOC ei ole selvä, vaan niiden tarkoituksena on havainnollistaa, että on olemassa poikkeavuuksia erityisen metaboliatiet erityisiä muutoksia aineenvaihduntatuotteiden seurauksena. Siinä tapauksessa, virtsarakon, läheisyys pahanlaatuisten solujen virtsan todennäköisesti johtaa epänormaaliin VOC malleja virtsassa potilailla, joilla on virtsarakon syöpä. Yhteenvetona käyttö GC-anturijärjestelmä havaitsemiseksi VOC profiilien nopeuttaa prosessia tietojen analysointi verrattuna paljon työläämpää ja kalliita järjestelmiä kuten GGMS jotka tarvitsevat erittäin kokeneita tutkijoita.

identiteetti VOC jotka edistävät biomarkkereiden profiilia on vielä määrittelemättä. Heidän luonnehdinta voidaan määritellä tulevaa työtä käyttämällä kaasukromatografia massaspektrometrialla tekniikoita ja tämä antaa lisää tietoa virtsarakon syövän aiheuttama biokemiallisia muutoksia.

Tutkimus on pienimuotoinen mahdollisille tutkimus perustuu noin intuitiivisesti houkutteleva ehdotus olemassaolon joidenkin järjestelmällisiä koostumusta eroja virtsanäytteistä näiden potilaiden kanssa, ja ne potilaat ilman, virtsarakon syöpä. Tässä tutkimuksessa käsiteltyjen virtsanäytteet luonnehdittava määrällisesti käyttämällä luotettavaa talon valmistettu anturi yhdistettynä kromatografinen erotus.

Tutkimus on erityisen haastavaa ja säilyttää hyvä ekologinen pätevyys ei käyttänyt tervettä verrokkia. Tulokset ovat erittäin rohkaisevia. Kuitenkin suhteellisen pieni otoskoko perustuu potilaita yhdestä keskustasta ja kattavuutta, ja ulkoiset pätevyyttä ei voida varmistaa; näin ollen jotkin varovaisuutta on noudatettava osalta yleistetään pidemmälle näyte. On myös todettu, että luotettavuutta tilastollisten mallien perustuu pienestä otoksesta voisi olla altis läsnäolo mitään mahdollisuutta omaleimaista näytteen ominaisuuksia, ja suhteellisen pieni näyte koot eivät helposti salli kerrostuminen on potentiaalisesti tärkeä potilaan ominaisuuksien (esim. Kasvaimen kokoa). Yhtä pieni otoskoko ei salli asianmukaista tilastollinen arvio vaikutuksista muihin sekoittavat tekijät, kuten tupakointi, lääkehoidot, kansallisuus jne Lisäksi kaikkien miespuolinen kohortin valittiin tutkimuksen perusteella, tämä poistaa sekoittuneita tekijä mutta se rajoittaa nykyisen tutkimuksen huolimatta paljon suurempi esiintyvyys tämän syövän miesten vs. naisväestöstä (noin 2,5: 1). Toinen rajoitus nykyisen tutkimuksen koskee jäädytettyjen näytteiden, vaikka olemme keränneet vankan tietoja GC-MS tutkimuksiin, jäätyminen ei ole merkittävä vaikutus haihtuvien profiilin [16]. Suhteen laitteen, pitkän aikavälin vakautta anturin ja retentioaika ajelehtia ovat mahdollisia rajoituksia. Sertifioitujen kaasustandardeihin tässä tutkimuksessa varmistettiin, että anturin herkkyys oli seurataan säännöllisesti ja ylläpidetään vastaavalla tasolla. Retentioaika oli saattavat vaihdella ± 1%, tämä arvioitiin mittaamalla yhteinen huiput näytteen ja retentioajan etanolin standardin ajan. Koska huiput kromatogrammissa ovat suhteellisen leveä (verrattuna mahdollinen virhe) ja tilastollinen malli ei ole riippuvainen tunnistaa yhdellä huiput erityisiä retentioajat, olemme varmoja, että tämä virhe ei kohtuuttomasti vaikuta nykyiseen analyysiin. Pitkän aikavälin tutkimuksissa standardin yhdisteiden seos ulottuu retentioaika alue voitaisiin korvata etanolilla, mikä mahdollistaa korjattua mahdolliset ajelehtia.

Jätä-one-out cross validointi yhdistettynä triangulaatiota tulokset selvästi erilaisia ​​tilastollisia analyysi tekniikat tarjoavat hyvän

alustavaa

tukea laajaa vaatimus eroja ryhmien sisällä kerättyjä näytteitä.

Johtopäätös

uuden yhdistelmän GC ja ainutlaatuinen metallioksidi anturi pohjainen laite on toimittanut tietoja tueksi uusi väline diagnosoimiseksi virtsarakon syöpään. Tilastollisen mallin voitaisiin helposti käyttää kirjoittamaan algoritmi, joka näyttää diagnoosi. Molemmat mallit testatuissa 96% tarkka diagnosoinnissa virtsarakon syöpä. Nämä tiedot on nyt toistettava suuremmissa tutkimuksissa.