Протеомный анализ плазмы крови как инструмент для персонализированной диагностики аденокарциномы легкого

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Рак легкого занимает 2-е место по частоте заболеваемости и 1-е место по смертности среди других онкологических патологий. Несмотря на значительный успех в диагностике и лечении опухолей, 5-летняя выживаемость при данной патологии на протяжении многих лет составляет всего 19 %, что в значительной степени связано с поздним выявлением заболевания. кроме того, развитие метастазов снижает показатели 5-летней выживаемости до 6 %.
Цель исследования – проанализировать протеом плазмы крови здоровых добровольцев и пациентов с аденокарциномой легкого (АКЛ) как одной из наиболее распространенных форм рака легкого для идентификации белков, являющихся потенциальными биомаркерами данной патологии и наличия отдаленных метастазов.
Материалы и методы. В исследование включены 30 здоровых добровольцев и 30 пациентов с диагностированной АКЛ. С применением жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии в сочетании с методом мониторинга множественных реакций мы проанализировали представленность широкого спектра белков в плазме крови участников исследования. полученные данные оценены с помощью современных методов биологической статистики, в том числе с использованием алгоритмов машинного обучения.
Результаты. На основании результатов количественного анализа 118 белков плазмы крови в экспериментальных группах мы предложили панель из 12 значимых белков, являющихся специфическими маркерами АКЛ. Дополнительно идентифицированы 3 белка, позволяющие предсказывать наличие отдаленных метастазов у пациентов с АКЛ. классификаторы, построенные на основании данных панелей белков, позволяют различать пациентов с АКЛ и здоровых лиц, а также выявлять метастазы у больных АКЛ с чувствительностью и специфичностью более 90 %.
Заключение. полученные данные могут быть использованы для разработки новых тестов для скрининга АКЛ и прогнозирования исходов заболевания на основании протеома плазмы крови. после дополнительной валидации и внедрения в клиническую практику эти тесты будут способствовать ранней диагностике АКЛ и, как следствие, повышению выживаемости пациентов.

Об авторах

Д. Н. Коробков

ГБУЗ г. Москвы «Московская городская онкологическая больница № 62 Департамента здравоохранения г. Москвы»

Email: fake@neicon.ru

 Россия, 143515 Московская обл., п. Истра, 27 

Россия

А. С. Кононихин

АНОО ВО «Сколковский институт науки и технологий»

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-2238-3458

Россия, 121205 Москва, территория инновационного центра «Сколково», Большой бульвар, 30 стр. 1 

Россия

С. Д. Семенов

АНОО ВО «Сколковский институт науки и технологий»;
ФГАОУ ВО «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)»

Email: fake@neicon.ru

Россия, 121205 Москва, территория инновационного центра «Сколково», Большой бульвар, 30 стр. 1 

Россия, 117303 Москва, ул. Керченская, 1а, корп. 1 

Россия

Е. Л. Кордзая

ГБУЗ «Городская клиническая больница им. И.В. Давыдовского Департамента здравоохранения г. Москвы»

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-9146-7463

Россия, 109240 Москва, ул. Яузская, 11/6 

Россия

А. Г. Бржозовский

АНОО ВО «Сколковский институт науки и технологий»

Email: fake@neicon.ru

Россия, 121205 Москва, территория инновационного центра «Сколково», Большой бульвар, 30 стр. 1 

Россия

А. Е. Бугрова

АНОО ВО «Сколковский институт науки и технологий»;
ФГБУН «Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук»

Email: fake@neicon.ru

Россия, 121205 Москва, территория инновационного центра «Сколково», Большой бульвар, 30 стр. 1 

Россия, 119334 Москва, ул. Косыгина, 4 

Россия

Е. Ю. Васильева

ГБУЗ «Городская клиническая больница им. И.В. Давыдовского Департамента здравоохранения г. Москвы»;
ФГБОУ ВО «Российский университет медицины» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-4111-0874

Россия, 109240 Москва, ул. Яузская, 11/6 

Россия, 127006 Москва, ул. Долгоруковская, 4

Россия

Д. Ю. Каннер

ГБУЗ г. Москвы «Московская городская онкологическая больница № 62 Департамента здравоохранения г. Москвы»

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-0649-6452

 Россия, 143515 Московская обл., п. Истра, 27 

Россия

Е. Н. Николаев

АНОО ВО «Сколковский институт науки и технологий»

Email: e.nikolaev@skoltech.ru
ORCID iD: 0000-0001-6209-2068

Евгений Николаевич Николаев 

Россия, 121205 Москва, территория инновационного центра «Сколково», Большой бульвар, 30 стр. 1

Россия

А. А. Комиссаров

ГБУЗ «Городская клиническая больница им. И.В. Давыдовского Департамента здравоохранения г. Москвы»;
ФГБОУ ВО «Российский университет медицины» Минздрава России;

Автор, ответственный за переписку.
Email: komissarovlexa@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1018-5195

Алексей Александрович Комиссаров

Россия, 109240 Москва, ул. Яузская, 11/6 

Россия, 127006 Москва, ул. Долгоруковская, 4

Россия

Список литературы

  1. Thandra K.C., Barsouk A., Saginala K. et al. Epidemiology of lung cancer. Contemp Oncol (Pozn) 2021;25(1):45–52. doi: 10.5114/wo.2021.103829
  2. Siegel R.L., Giaquinto A.N., Jemal A. Cancer statistics, 2024. CA Cancer J Clin 2024;74(1):12–49. doi: 10.3322/caac.21820
  3. Юркова Ю.П., Мерабишвили В.М., Левченко Е.В. Эпидемиология и выживаемость больных раком легкого, влияние COVID-19 (клинико-популяционное исследование). Вопросы онкологии 2022;68(5):576–88. doi: 10.37469/0507-3758-2022-68-5-576-588
  4. Hammer M.M., Byrne S.C., Kong C.Y. Factors influencing the false positive rate in CT lung cancer screening. Acad Radiol 2022;29(Suppl 2):S18–22. doi: 10.1016/j.acra.2020.07.040 5. Dai X., Shen L. Advances and trends in omics technology development. Front Med (Lausanne) 2022;9:911861. doi: 10.3389/fmed.2022.911861
  5. Baietto L., D’Avolio A., Ventimiglia G. et al. Development, validation, and routine application of a high-performance liquid chromatography method coupled with a single mass detector for quantification of itraconazole, voriconazole, and Posaconazole in human plasma. Antimicrob Agents Chemother 2010;54(8):3408–13. doi: 10.1128/AAC.01807-09
  6. Van Der Gugten J.G., Wong S., Holmes D.T. Quantitation of insulin analogues in serum using immunoaffinity extraction, liquid chromatography, and tandem mass spectrometry. Methods Mol Biol 2016;1378:119–30. doi: 10.1007/978-1-4939-3182-8_14
  7. Sepiashvili L., Kohlhagen M.C., Snyder M.R. et al. Direct detection of monoclonal free light chains in serum by use of immunoenrichment-coupled MALDI-TOF mass spectrometry. Clin Chem 2019;65(8):1015–22. doi: 10.1373/clinchem.2018.299461
  8. Jeong J.S., Kim S.K., Park S.R. Amino acid analysis of dried blood spots for diagnosis of phenylketonuria using capillary electrophoresis-mass spectrometry equipped with a sheathless electrospray ionization interface. Anal Bioanal Chem 2013;405(25):8063–72. doi: 10.1007/s00216-013-6999-6
  9. Banerjee S. Empowering clinical diagnostics with mass spectrometry. ACS Omega 2020;5(5):2041–8. doi: 10.1021/acsomega.9b03764.
  10. Lianidou E., Pantel K. Liquid biopsies. Genes Chromosomes Cancer 2019;58(4):219–32. doi: 10.1002/gcc.22695
  11. Heidrich I., Ackar L., Mossahebi Mohammadi P. et al. Liquid biopsies: potential and challenges. Int J Cancer 2021;148(3):528–45. doi: 10.1002/ijc.33217
  12. Kononikhin A.S., Starodubtseva N.L., Brzhozovskiy A.G. et al. Absolute quantitative targeted monitoring of potential plasma protein biomarkers: a pilot study on healthy individuals. Biomedicines 2024;12(10):2403. doi: 10.3390/biomedicines12102403
  13. De Groot P., Munden R.F. Lung cancer epidemiology, risk factors, and prevention. Radiol Clin North Am 2012;50(5):863–76. doi: 10.1016/j.rcl.2012.06.006
  14. Hoofnagle A.N., Becker J.O., Oda M.N. et al. Multiple-reaction monitoring-mass spectrometric assays can accurately measure the relative protein abundance in complex mixtures. Clin Chem 2012;58(4):777–81. doi: 10.1373/clinchem.2011.173856
  15. Bray F., Ferlay J., Soerjomataram I. et al. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin 2018;68(6):394–424. doi: 10.3322/caac.21492
  16. Revel M., Daugan M.V., Sautes-Fridman C. et al. Complement system: promoter or suppressor of cancer progression? Antibodies (Basel) 2020;9(4). doi: 10.3390/antib9040057.
  17. Kolev M., Das M., Gerber M. et al. Inside-out of complement in cancer. Front Immunol 2022;13:931273. doi: 10.3389/fimmu.2022.931273
  18. Radisky E.S. Extracellular proteolysis in cancer: proteases, substrates, and mechanisms in tumor progression and metastasis. J Biol Chem 2024;300(6):107347. doi: 10.1016/j.jbc.2024.107347
  19. Yamamoto M., Takahashi T., Serada S. et al. Overexpression of leucine-rich alpha2-glycoprotein-1 is a prognostic marker and enhances tumor migration in gastric cancer. Cancer Sci 2017;108(10):2052–60. doi: 10.1111/cas.13329
  20. Shinozaki E., Tanabe K., Akiyoshi T. et al. Serum leucine-rich alpha-2-glycoprotein-1 with fucosylated triantennary N-glycan: a novel colorectal cancer marker. BMC Cancer 2018;18(1):406. doi: 10.1186/s12885-018-4252-6
  21. Wei L.F., Weng X.F., Huang X.C. et al. IGFBP2 in cancer: pathological role and clinical significance (Review). Oncol Rep 2021;45(2):427–38. doi: 10.3892/or.2020.7892
  22. Arellano-Garcia M.E., Li R., Liu X. et al. Identification of tetranectin as a potential biomarker for metastatic oral cancer. Int J Mol Sci 2010;11(9):3106–21. doi: 10.3390/ijms11093106
  23. Mirzapoiazova T., Mambetsariev N., Lennon F.E. et al. HABP2 is a novel regulator of hyaluronan-mediated human lung cancer progression. Front Oncol 2015;5:164. doi: 10.3389/fonc.2015.00164
  24. Janciauskiene S., Wrenger S., Gunzel S. et al. Potential roles of acute phase proteins in cancer: why do cancer cells produce or take up exogenous acute phase protein alpha1-antitrypsin? Front Oncol 2021;11:622076. doi: 10.3389/fonc.2021.622076
  25. Zeng X., Hood B.L., Zhao T. et al. Lung cancer serum biomarker discovery using label-free liquid chromatography-tandem mass spectrometry. J Thorac Oncol 2011;6(4):725–34. doi: 10.1097/JTO.0b013e31820c312e

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© ,


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 57560 от  08.04.2014.