PLoS ONE: Pulmonal Endogen Fluorescens Tillader Distinction af Primary lungekræft fra perilæsional lungeparenkym

Abstrakt

Baggrund

Pre-terapeutisk patologisk diagnose er et afgørende skridt i forvaltningen af ​​pulmonale knuder mistænkes for at være ikke-småcellet lungekræft (NSCLC), især inden for rammerne af øjeblikket gennemførte lungekræft screeningsprogrammer i højrisikopatienter. Baseret på en human

ex vivo

model, vi den hypotese, at en indlejret enhed måler endogen fluorescens ville være i stand til at skelne pulmonale maligne læsioner fra perilesional lungevæv.

Metoder

på hinanden følgende patienter, som gennemgik kirurgisk resektion af lungelæsioner blev inkluderet i denne prospektive og observationsstudie over en 8-måneders periode. Målinger blev udført tilbage tabellen på kirurgiske prøver i den operative rum, både på mistænkelige læsioner og den perilesional sunde parenkym. Endogen fluorescens signal blev karakteriseret efter tre kriterier: maksimal intensitet (Imax), bølgelængde, og formen af ​​signalet (mangler, stabile, ustabile, fotoblegning)

Resultater

Ninety-seks patienter. med 111 mistænkelige læsioner blev inkluderet. Endelige patologiske diagnoser var: primære lungecancere (n = 60), lungemetastaser af ekstra-thorax maligniteter (n = 27) og ikke-tumorale læsioner (n = 24). Mean Imax var signifikant højere i NSCLC målrettet læsioner sammenlignet med den perilesional lungeparenkym (p 0,0001) eller ikke-tumorale læsioner (p 0,0001). Ligeledes fotoblegning blev oftere fundet i NSCLC end i perilesional lunge (p 0,0001), eller i ikke-tumorale læsioner (p 0001). Respektive tilknyttede bølgelængder var ikke statistisk forskellige mellem perilesional lunge og enten primære lungekræft eller ikke-tumorale læsioner. Overvejer lungemetastaser, både betyde Imax og bølgelængde af de målrettede læsioner var ikke forskellige fra dem for den perilesional lungevæv. I modsætning hertil fotoblegning var signifikant hyppigere observeret i de målrettede læsioner end i perilesional lunge (p≤0,01).

Konklusion

Vores resultater viser, at endogene fluorescens til diagnosticering af lungeknuder tillader skelne NSCLC fra omgivende sunde parenkym og fra ikke-tumorale læsioner. Inkonklusive resultater fundet ved lungemetastaser grund af heterogenitet af denne befolkning

Henvisning:. Gust L, Toullec A, Benoit C, Farcy R, Garcia S, Secq V, et al. (2015) Pulmonal Endogen Fluorescens Tillader Distinction af Primary lungekræft fra perilæsional lungeparenkym. PLoS ONE 10 (8): e0134559. doi: 10,1371 /journal.pone.0134559

Redaktør: Sunil Singhal, University of Pennsylvania, UNITED STATES

Modtaget: 29 oktober, 2014 Accepteret: 11. juli, 2015; Udgivet: August 5, 2015

Copyright: © 2015 Gust et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Data Tilgængelighed: Alle relevante data er inden for papir og dens støtte informationsfiler

Finansiering:. NODEA MEDICAL har ydet finansiel støtte til materialet (autofluoresence), der anvendes i forsøget. Den bidragyder ydet støtte i form af lønninger til forfatterne Alexis Toullec, Charlotte Benoit og Helene Moniz-Koum, men havde ikke nogen ekstra rolle i studie design, indsamling og analyse data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet. De specifikke roller disse forfattere er formuleret i »forfatter bidrag« sektion

Konkurrerende interesser:. Alexis Toullec, Charlotte Benoit og Helene Moniz-Koum er medarbejdere i den kommercielle bidragyder af undersøgelsen. NODEA MEDICAL er en start-up inden for bioteknologi født af forskning i medicinsk instrumentering, udvikling af en ny metode til kræftdiagnose måling væv fluorescens: PROBEA® (patent ° W02011010063). Dette ændrer ikke forfatternes overholdelse PLoS ONE politikker på datadeling og materialer.

Introduktion

For tidlige stadier ikke-småcellet lungekræft (NSCLC) eller ensom pulmonal metastaser, kirurgisk resektion er normalt anbefales, selvom stereotaktisk strålebehandling eller radiofrekvens ablation kan ses som gyldige alternative behandlingsmuligheder [1,2]. I alle tilfælde imidlertid forbehandling histologi er obligatorisk. Afhængig af størrelsen og placeringen af ​​den målrettede læsion, kan væv diagnose opnås gennem forskellige minimalt invasive undersøgelser såsom ekko-styrede transbronkial og CT-scanning-guidede nål biopsier eller torakoskopiske kile resektioner. Hver procedure, dog omfatter flere tekniske vanskeligheder og begrænsninger. Desuden er disse procedurer er tidskrævende, har en økonomisk betydning, og endnu vigtigere, kan føre til betydelig sygelighed og endda dødelighed [3]. Som et resultat, der stadig skal udvikles innovative metoder, der skal forbedre deres nøjagtighed. Især en præcis

in vivo

lokalisering af mållæsionen fortsat kritisk. Den kliniske relevans af denne erklæring er endnu mere indlysende, at der forventes at antallet af små lunge opaciteter at stige drastisk som følge af den verdensomspændende gennemførelse af lavdosis CT-scan lungekræft screeningsprogrammer for patienter med høj risiko [4,5 ].

Auto-fluorescens tilhører specifikke endogene molekyler, såsom elastin, til at sende et fluorescerende signal efter at være spændt med en anden lysende signal af mindre bølgelængde [6]. Så vidt vi ved, har en sådan strategi aldrig blevet vurderet i fastsættelsen af ​​lunge maligniteter.

I denne prospektive og observerende retssag, vi hypotese, at vurderingen af ​​endogen fluorescens i lungevæv med et simpelt integreret system ville være stand til at skelne maligne læsioner fra den omgivende raske lungeparenkym.

Metoder

den eksperimentelle protokol blev godkendt af etik udvalg af den franske Society of thorax og kardiovaskulær kirurgi (CERC-SFCTV-2014- 1-17-19-9-42-DJXa).

en skriftligt informeret samtykke blev opnået i alle tilmeldte patienter.

Studie design

Over en periode 8 måneder , alle konsekutive patienter, der er nævnt vores afdeling for kirurgisk behandling af formodede eller kendte primære eller sekundære pulmonale maligniteter blev prospektivt inkluderet. Udelukkelseskriterier var: læsioner mindre end 5 mm bred, tidligere kemoterapi og carcinoid tumorer. Tekniske problemer under forsøget også ført til udelukkelse fra forsøget.

Målingerne blev udført af samme observatør i operationsstuen, ryg bord, straks efter lunge resektion, respekt aseptiske krav. Spektroskopiske målinger blev udført på de kirurgiske eksemplar, før du sender den til Patologi afdelingen til undersøgelse. Foranstaltninger blev udført på både atypiske (kile) og anatomiske lunge resektioner (lobectomy eller pneumonectomy). Den opnåede med disse målinger ikke ændrer patienternes ledelsesinformation.

På hver prøve blev fem spektroskopiske målinger udført på de målrettede læsioner, fem om deflateret perilesional lungevæv, og, når det er muligt, fem mere på perilesional ventileret lungevæv, for at efterligne den sædvanlige tilstand af lungen under bronkoskopiske eller CT-scanning styrede procedurer. Knude placering blev vurderet ved et kirurgisk eksemplar palpation. Når det er muligt, blev en vævsprøve af det målrettede læsion fjernet, med en biopsitang indpakning nålen, på stedet for den femte måling, for yderligere patologisk undersøgelse.

Beskrivelse af anordningen

det vigtigste mål var at karakterisere den endogene fluorescens af pulmonale kræft, hvad enten primær eller sekundær. For at opnå det, Probea prototype (patent nr W02011010063), tidligere beskrevet af Alchab et al [7], blev anvendt. Prototypen er sammensat af to adskilte dele. Den disponible del er en 25-gauge nål indeholdende en optisk fiber forbundet til en fast fluorescensdata system. En laser diode i den faste del af indretningen frembringer en 405nm-blå lys, som bringes i kontakt med celler gennem fibered nål. Når ophidset, endogene fluoroforer indeholdt i cellerne udsender fluorescens, der er indsamlet af fibered nål og analyseret med en specifik software (ProbeaSoft). Denne software tillod registrering af 25 fluorescensintensiteter sekunder med en overtagelse tid 4ms for hver måling. Laserlyset blev sat ved 405 nm, hvilket svarer til det bedste kompromis mellem en uskadelig stimulering af vævet for patientsikkerhed (bølgelængde over 360 nm) og det optimale til at excitere mest endogene fluoroforer.

Nåle blev desinficeret med den samme protokol mellem hver kirurgisk prøve. Fire på hinanden følgende et minut-bade blev anvendt: 1) RBS (2%, Carl Roth, Tyskland); 2) RBS 2%; 3) ethanol; 4) vand. Endelig, for at fjerne alle resterende partikler potentielt kompromittere de følgende målinger, forblev laseren aktiveres gennem nålen under femten minutter

Før hver serie af målinger på kirurgiske prøver blev Probea kalibreret med følgende proces:. Styring af laserstråle udgangseffekt, vurdering af fluorescens af referencematerialer farvede materialer, og registrering af baggrunden signal målt i et mørkt kammer, for at trække det fra fluorescens målinger.

Spektroskopiske målinger

Analyse af de fluorescerende signaler blev baseret på tre kriterier s:.

Maximal fluorescensintensiteten målt (Imax

(λ) vilkårlig enhed, au) svarende til den højeste intensitet for hver måling

Emission bølgelængde (nm) hvor denne maksimale intensitet blev udsendt

figurer af signaler:. ustabile, ingen fluorescens, stabil og fotoblegning (figur 1) Vejviser

Baseret på disse egenskaber. vi vurderet det signal, der udsendes af lungevævet på:

-. Den gennemsnitlige maksimale fluorescensintensitet eller Imax (middelværdien af ​​Imax af de fem målinger udført på hver prøve)

-. Den gennemsnitlige emissionsbølgelængde forbundet med maksimal intensitet

-. Formen af ​​signalerne.

To efterforskere, herunder observatør udfører målingerne, gennemgået alle spektre selvstændigt. Når den ikke blev opnået enighed om formen af ​​signalet, en tredje investigator fungerede som en voldgiftsmand.

Statistisk analyse

Data blev analyseret ved hjælp af SPSS 17,0 pakken (SPSS, Chicago, IL). Resultaterne blev udtrykt som middelværdi ± standardafvigelse (SD) eller median (interval) for kvantitative variabler og som procent for kvalitative variabler. Mann-Whitney-test blev anvendt til ikke-parametriske variabler. Den Pearson χ2 eller Fischer eksakte test blev anvendt for kvalitative variabler.

Resultater

Patienter

Vi udførte målinger på 129 patienter, der præsenterede 146 lungelæsioner. Tredive-tre patienter blev ekskluderet: 8 for dokumenterede tekniske problemer med enheden, 6 som havde carcinoidtumorer, 14, der modtog tidligere kemoterapi og 5, som havde læsioner mindre end 5 mm bred

Fluorescens blev målt på 96 patienter, der. præsenteret 111 læsioner. Målinger på det målrettede knuder blev opnået hos alle patienter. Målinger på perifer lungevæv var utilgængelig for 2 patienter. Målinger på oppustede perifert lungevæv kunne udføres i 41 patienter (205 målinger), 5 af dem er forbundet med en godartet læsion, 32 med en primær lungecancer og 4 med metastaser.

Patologiske rapporter om de 96 patienter er opsummeret i figur 2 (og S1 fig). Firs-fire læsioner blev præoperativt mistænkt for NSCLC. Diagnosen blev bekræftet for 60 af dem (38 adenocarcinom, 18 pladecellecarcinom, 3 udifferentieret cancer og en stor celle neuroendokrine karcinom). Med hensyn til de 24 ikke-maligne læsioner, histologier var diverse herunder infektiøse og inflammatoriske læsioner eller godartede tumorer. Tyve-syv læsioner blev diagnosticeret som metastaser på afsluttende patologisk undersøgelse.

Mistanke om eller kendt primær lungekræft.

Der var ingen statistisk forskel på kliniske data mellem patienter med en ikke-malign læsion sammenlignet med patienter med en NSCLC (tabel 1).

i sidste ende gennemprøvede NSCLC patienter, gennemsnitlig Imax var 4485 ± 2477 (interval 45-17.755) i den målrettede læsion, mens det var af 2228,27 ± 1896 (interval 45-10.255) i perilesional lungeparenkym. For de 32 prøver, for hvilke var muligt oppustning af perilesional lunge, betyder Imax var 1721,7 ± 1455 (interval 0-5313). Hos ikke maligne læsioner, gennemsnitlig Imax var 1691 ± 1143 (interval 211-4835) i mållæsionen, mens det var på 2191,25 ± 2022,4 (interval 0-7538) i kollapset perilesional lunge, og 890 ± 755 (interval 174-1785) i den oppustede perilesional lunge, når de foreligger (tabel 2 og figur 3). Mean Imax af perilesional lunge var ikke statistisk forskellig, om det var forbundet med ikke-malign læsion eller en NSCLC (Fig 4).

Hver prik blev beregnet med den gennemsnitlige Imax af de fem målinger udført på de ikke-tumorale læsioner (n = 24) og NSCLC (n = 60). Den sorte linje svarer til medianværdien af ​​hver undergruppe. NSCLC: Ikke småcellet lungekræft. NT:. Ikke tumorale

Mean Imax blev beregnet med den gennemsnitlige Imax af hver læsion: 60 NSCLC, n = 24 ikke-tumorale læsioner, 27 metastaser. Mean Imax af perilesional lunge blev beregnet separat for hver population. Statistisk analyse blev realiseret med Mann-Whitney-test, SPSS 17.0 pakken (SPSS, Chicago, IL). Statistisk signifikans defineret som p 0,05. NSCLC: Ikke småcellet lungekræft. . SD: Standard Derivation

Mean Imax af NSCLC var signifikant højere end Imax af perilesional lunge (p 0,0001) (Tabel 2). Mean Imax af NSCLC var signifikant højere end Imax af ikke-maligne læsioner samt (p 0,0001). (Fig 4)

Ingen statistisk forskel blev fundet mellem de respektive middelværdier Imax værdier af ikke-maligne læsioner og deres perilesional lungeparenkym (tabel 2).

Hvad angår formen af ​​signaler, fotoblegning var den vigtigste signal i NSCLC. Det var signifikant mere hyppige i NSCLC (43,7%), end i perilæsional lungevæv (17,2%, p 0,0001) (tabel 3). På den anden side, alle andre typer af signaler var signifikant mindre hyppige i NSCLC end i perilesional lunge (figur 5). Med hensyn til signal figurer, blev der ikke forskel mellem ikke-maligne læsioner og den perilesional lunge (tabel 3 og figur 5)

NSCLC:. Ikke småcellet lungekræft. PB:. Fotoblegning

Sammenligning af procentdelen af ​​hver form mellem perilesional lunge og målrettede læsioner. Statistisk analyse ved hjælp af Pearson χ

2 test. Statistisk signifikans defineret som * p 0,01, ** p 0001, *** p 0,0001. Sammenligning af procentdelen af ​​hver form mellem NSCLC og ikke-tumor læsioner og lungemetastaser. Statistisk analyse ved hjælp af Pearson χ

2. Statistisk signifikans defineret som

§p = 0,02,

§§p 0,01,

§§§p 0001. NSCLC: Ikke småcellet lungekræft

Fotoblegning var statistisk hyppigere i NSCLC end hos ikke-maligne læsioner (p 0001).. Selvom signaler med enten en stabil form eller ingen fluorescens var signifikant mindre hyppige i NSCLC end hos ikke-maligne læsioner (p = 0,02 og p 0,01, henholdsvis), ingen statistisk forskel blev fundet for ustabile signaler

.

Mean bølgelængde var 506 ± 8 nm i NSCLC, (interval 498-543), 506 ± 10 nm i ikke-maligne læsioner (interval 496-535). Samlet gennemsnitlig bølgelængde var på 506 ± 10 nm i perilesional lunge (interval 480-543). Ingen forskel blev fundet mellem bølgelængde i målrettede læsioner og tilsvarende den perilesional lunge

Baseret på vores resultater har vi trukket følgende algoritme herunder både Imax og form af signaler:

-.. Når gennemsnitlig Imax var højere end 3800, og /eller summen af ​​Imax af signaler med fotoblegning var højere end 7500, blev målrettede læsioner forudsagt som NSCLC

. -. Når målrettede læsioner ikke besvare disse krav, blev læsionerne forudsagt at være ikke-tumorale læsioner.

På baggrund af denne algoritme, blandt de 24 ikke-tumorale læsioner, 22 var godt klassificeret. Blandt de 60 NSCLC, 46 læsioner respekterede algoritmen (tabel 4). Følsomheden og specificiteten var henholdsvis 77% og 92%, og de positive prædiktive og negative prædiktive værdier var henholdsvis 96% og 61%.

følsomheden og specificiteten var henholdsvis 77% og 92%. De positive og negative prædiktive værdier var henholdsvis 96 og 61%. NSCLC: Ikke småcellet lungekræft. PB:. Fotoblegning

Med hensyn patologiske fund, gjorde status over det underliggende væv ikke ud til at påvirke Imax værdi. Den væsentligste forskel mellem ikke-tumorale læsioner og primær lungekræft syntes at være fibrose og nekrose oftere fundet i NSCLC (tabel 5 og S1 Fig)

NSCLC:.. Ikke småcellet lungekræft

metastaser.

Der var 10 metastaser af adenocarcinomer, 7 metastaser af sarkomer og 10 metastaser i forskellige histologier. Statistisk forskel blev ikke opnået, når man sammenligner kønsfordelingen mellem patienter opereret for lungemetastaser versus patienter opereret for en NSCLC, selvom der var signifikant flere rygere i denne sidste gruppe, når sammenlignet med patienter med lungemetastaser (p 0001) (tabel 1) .

Mean Imax i metastaser var 1982,26 ± 2118 (interval 299-7539), mens det var på 2160 ± 1706 (interval 210-7644) i perilesional lunge (figur 6). Ingen statistisk forskel blev fundet mellem metastaser og enten perilesional lunge eller ikke-maligne læsioner (Fig 3). Vigtigste statistisk forskel i Imax blev fundet mellem metastaser og NSCLC, med en højere Imax i primær lungecancer (figur 3).

Mean Imax blev beregnet ved hjælp af Imax af de 5 målinger udført på Metastaser (n = 27) og perilesional lungeparenkym (n = 25)

med hensyn til signal figurer, fotoblegning var statistisk hyppigere i metastaser (30,4%) end i perilesional lunge (17,2%, p. 0001 ). Der var ingen statistisk forskel mellem andre former af signalet (tabel 3 og figur 5). Fotoblegning var signifikant mindre hyppigt i metastaser end i NSCLC (p 0,01). Ingen signifikant forskel blev fundet mellem andre former af signal, når metastaser blev sammenlignet med NSCLC. Hverken fotoblegning eller andre former på signal viste statistisk forskel mellem metastaser og ikke-maligne læsioner.

Den gennemsnitlige bølgelængde var 504 ± 12 nm (interval 498-547) i metastaser og var ikke signifikant forskellig fra den bølgelængde i den perilesional lunge (506 ± 8 nm interval 497-525).

diskussion

Auto-fluorescens har været brugt i flere år som et diagnostisk redskab i lungekræft [8,9]. Tumoral bronkieepitel er kendt for at præsentere med mindre fluorescens end normalt bronkieepitel, og disse egenskaber anvendes både i iscenesættelse, opfølgning og behandling af bronkial lungekræft [10]. Desuden, selvom mindre nøje undersøgt og stadig tilhører forsøgsprotokoller, autofluorescens af kropsvæsker er en interessant forskningsområde, hvad enten den anvendes på lungecancer eller andre cancertyper [11]. Endvidere andre pågår hjælp af fluorescens-egenskaber af maligne læsioner, men altid efter injektion af et forstærkende exogent produkt [12-14]. I litteraturen er rapporteret talrige bivirkninger, når der anvendes fluorescerende tumorspecifikke kontrastmidler. Hvis bivirkninger af fluorescerende kontrastmiddel er optaget under behandlingen, er de ikke acceptabelt under præ-terapeutisk periode, hvor der skal indhentes en diagnose, som er det vigtigste mål for den Probea enhed. Som et eksempel, under operationen, kan brugen af ​​fluorescerende markører, såsom methylenblåt inducere vævsnekrose [15]. Ved fotodynamisk terapi, er fotosensibiliserende midler såsom porphyriner eller ALA anvendes, og kan være involveret i en større bivirkning, lysfølsomhed, varig 4 til 6 uger. Hvis patienterne ikke undgå sollys i løbet af denne periode, de lider lysfølsomhed dermatitis, viser lokal rødme, hævelse og mærkbar skællende [16]. Desuden er specificiteten af ​​disse fluorescerende midler rapporteret som lav, og ikke tilskynder deres brug i øjeblikket [17-19]. Autofluorescens af lungevæv, normal eller ondartet, uden adjunction af et produkt, der ikke er blevet beskrevet uden af ​​bronkierne. Endogen fluorescens har sine egne grænser, men har også den enorme fordel, at ingen toksicitet for patienten, som fuldt ud retfærdiggør dens anvendelse i en diagnostisk metode, som et supplerende redskab for dem i øjeblikket anvendes.

Vi valgte ikke at studere NSCLC med præoperativ kemoterapi på grund af de potentielle ændringer af strukturen i maligne læsioner efter denne behandling. Desuden har disse læsioner ikke passer målet for vores undersøgelse fra et klinisk synspunkt. Af samme grund har vi ikke inkluderer carcinoidtumorer. Disse tumorer er ualmindelige, og som regel har en indolent evolution. Udformningen af ​​undersøgelsen ikke planlægge at medtage nok carcinoidtumorer specifikt at karakterisere deres fluorescens signal.

Endogene fluoroforer, der naturligt forekommer i væv, kunne være spejlet af biologiske ændringer forårsaget af udvikling af kræft. Hanahan og Weinberg beskrevet, at kræft forårsager ændringer i både strukturelle proteiner af den ekstracellulære matrix og cellulær metabolisme [20]. Disse fænomener kan inducere ændringer i NADPH og FAD-ekspression, der er involveret i cellulær metabolisme, og i koncentrationer på strukturelle proteiner, såsom collagen og elastin, hvilket fører til modificerede auto-fluorescenssignaler. Lungen er et elastisk organ sammensat af 28% af elastin fibre, der præsenterer en maksimal excitationsbølgelængde på 375nm (300-410 nm) og en maksimal emission bølgelængde på 520 nm [21]. Richard og Muraka identificeret at obligationer er skabt mellem desmosin og isodesmosin i tropoelastin fibre er ansvarlig for elastin fluorescens. Forfatterne har vist, at modifikationer på elastin koncentration og struktur kunne være gode markører til at vurdere biologiske ændringer [22]. Vi antager, at ændringer af elastin fibre, i enten struktur eller koncentration, var ansvarlige for forskellen af ​​fluorescens ses mellem perilesional lunge, ikke-maligne læsioner, metastaser og NSCLC. Desuden har andre undersøgelser vist, at fluorescens var forskellig mellem nekrotisk og sundt væv [23]. Dette stemmer overens med vores resultater, hvor blandt vores prøver af NSCLC, den mest almindelige histologiske fund i forbindelse med manglende fluorescens var nekrose (S1 Fig).

Vi fandt, at spontan fluorescens af NSCLC, uanset den histologiske undertype , var højere end enten perilesional lunge eller ikke-maligne læsioner. Disse resultater kontrast med hvad der blev rapporteret i auto-fluorescens bronkoskopi af maligne læsioner [8,9]. Manglende fluorescens sammenlignet med normal bronchial epitel er til dels en følge af absorptionen af ​​excitation og fluorescens lys ved den cancerøse læsion, sekundært til den vigtigere tykkelse på sin epitel [10]. I modsætning til hvad der blev gjort i bronkoskopi undersøgelser, vi ikke bruge sonder til at måle fluorescens, men nåle indsættes direkte i tumor stroma. Således målene for vores målinger var forskellige, hvilket kan forklare forskellen i vores resultater.

For NSCLC, vores resultater tyder på, at endogene fluorescens er forskellig alt efter den histologiske undertype. For pladecellecarcinomer, signaler præsenteret en højere Imax end adenocarcinomer, men formen af ​​signaler syntes at være mere ustabile. Vi antager, at de observerede i signalet figurer forskelle var sekundære til den hyppigere forekomst, og i en mere rigelig måde, af nekrose i planocellulært karcinom.

Med hensyn underklasser af adenocarcinom, vi havde 7 slebne læsioner på præoperativ CT-scanning, med en hel eller delvis aspekt af slebet opacitet. Fem af disse læsioner blev forudsagt til at være primær lungecancer baseret på vores algoritme og blev endeligt bekræftet som ægte adenocarcinom med en lepidic betinget af patologiske rapporter. De to andre prøver forudsagt som ikke-tumoral blev bekræftet som sande ikke maligne læsioner på den endelige patologiske rapport. Fordi forventes antallet af slebne opaciteter at stige med lav dosis CT-scanning lungekræft screeningsprogram, disse fund udgør et lovende resultat for yderligere undersøgelser, idet der tages hensyn til, at 90% af disse læsioner forbliver godartede.

Selvom ikke tilgængelig for alle prøver, Imax i den oppustede perilesional lunge var lavere end i kollapset perilesional lunge. Vi spekulere, at når den testes i forhold, hvor lungerne er ventileret, for eksempel under perkutan biopsier, vil forskellen i fluorescerende signaler mellem primære lungetumorer og perilesional lunge stige.

Vi fandt ikke nogen forskel mellem signaler i lungemetastaser og perilesional lunge, undtagen i de figurer af signaler, hvor fotoblegning var hyppigere i metastaser, selvom statistisk signifikans ikke blev nået. Vores befolkning bestod af en lang række forskellige typer af metastaser, og dette heterogenitet kunne forklare, hvorfor vi ikke kunne vise nogen forskel i Imax med perilesional lungeparenkym. Når som hver for metastaser af sarkom og adenocarcinom (ekskl metastaser af kolorektal cancer) syntes at have fluorescens signaler svarende til dem, der findes i den primære lungecancer, knytte fotoblegning og høj Imax. I modsætning hertil metastaser af kolorektal cancer syntes at have et specifikt signal, knytte lav Imax og fotoblegning (data ikke vist). Desværre, vores stikprøve ikke var tilstrækkelig nok til at tillade statistisk analyse for hver undertype af metastaser.

Vores nuværende resultater fortjener flere punkter i diskussionen. Først uden injektion af et produkt, var vi i stand til at beskrive et fluorescenssignal bestemt af NSCLC. Efter stimulation med laserstrålen, den tilbagevendende signal var til fordel for en primær lungekræft når en høj Imax og fotoblegning var forbundet. Tværtimod når en lav Imax og en anden form af signalet var forbundet en ikke-malign læsion var mistanke. Dybest set disse resultater udgør et benchmark for andre

in vivo

undersøgelser i påvisning lungekræft. I den forbindelse ved hjælp af Probea enheden, hvilket adskiller NSCLC både fra perifert væv og ikke-maligne læsioner, nøjagtighed perkutan og bronkoskopiske biopsier kunne forbedres, hvilket resulterer i mindre ubrugelige kirurgiske procedurer. Desuden kan denne enhed være et aktiv i terapeutisk ledelse samt, når perkutan radiofrekvens pulmonal ablation er valgt, for at styre den resterende tumor margin ved afslutningen af ​​proceduren. Den Probea enhed skal yderligere testning i

i-vivo

betingelser at vurdere den kliniske relevans og dens fordel i forbindelse med de nuværende diagnostiske procedurer i lungekræft.

For det andet, i den aktuelle kontekst øge isolerede pulmonale knuder findes på lavdosis screening CT-scanning hos patienter med høj risiko for lungekræft, er forbedring af diagnostiske værktøjer kræves. Tidligere påvisning af lungekræft giver bedre resultat mens faldende kræft dødsfald [24]. Men det fører også til en stigning i potentielt skadelige pulmonale undersøgelser, såsom CT-scanning-vejledt biopsi, bronkoskopiske biopsier og endda kirurgi. For eksempel under undersøgelsen undergået af US National Lung Screening Trial Research Team, op til 25% af forgæves kirurgiske procedurer blev udført [5]. Dette gælder især for slebne læsioner. I øjeblikket er det kun kliniske og billeddiagnostiske kriterier (CT-scanning og PET-scanning), der anvendes til at estimere sandsynligheden for en lungekræft [25]. Harders et al sammenlignet resultaterne af CT-scanning og PET-FDG i karakteriseringen af ​​lungelæsioner [26]. De fandt, at nøjagtigheden af ​​begge modaliteter var ens med en sensitivitet og specificitet på 97% og 47% for PET-scanning, og en positiv prædiktiv værdi og negativ prædiktiv værdi på 89% og 79%. I deres undersøgelse havde PET-FDG en falsk-positiv rate på 53%. Således er et stort antal af disse lungeknuder, efter klinisk og billedbehandling evaluering, behøver yderligere undersøgelser, herunder biopsier [3, 25]. I den foreliggende undersøgelse har enheden Probea påvist en høj prædiktiv positiv værdi på 96%, og mild negativ prædiktiv værdi på 61%. Den negative prædiktive værdi af Probea er mindre end den, der findes med PET-scanning, selvom det ikke var målet at modsætte de to teknikker, men blot at afgøre, om Probea, efter PET evaluering kan være et aktiv for at bekræfte den diagnostiske af kræft. I indstillingen af ​​cancer detektion snarere end en screening forbindelse giver positiv prædiktiv værdi Probea enheden synes at være af interesse for at hjælpe klinikeren at opnå en patologisk diagnose meste sammen med andre eksisterende imaging eksamener.

de invasive procedurer i øjeblikket anvendes til at gøre beviset for en NSCLC er både tidskrævende og dyrt og bære en betydelig risiko for bivirkninger [3,5, 25]. Vores nuværende data skal bekræftes på en

in vivo

model før sin accept i, hvad der udgør de nuværende værktøjer til den diagnostiske af lungekræft.

Som konklusion giver vores resultater de første data tilgængelige på den endogene fluorescens af lungevæv i et menneske

ex vivo

model. Vores resultater antyder, at endogen fluorescens til diagnosticering af lungeknuder, tillader differentiering NSCLC fra omgivende sunde lunge og fra ikke-maligne læsioner. Interessante resultater fundet ved metastaser, men heterogenitet denne population kræver yderligere undersøgelser. Potentielle kliniske ANVENDELSE af denne integrerede afsløring er mange inden for kirurgi, endoskopi og radiologi i forbindelse med de nuværende invasive diagnostiske teknikker.

Støtte Information

S1 Fig. . Endelige patologiske karakteristika i de målrettede læsioner og deres tilhørende perilesional lunge

NSCLC: Ikke småcellet lungekræft. SCC:. Pladecellecarcinom

doi: 10,1371 /journal.pone.0134559.s001

(DOCX)