مقاله انگلیسی رایگان در مورد تشخیص آسیب های متعدد در محیط های پیچیده بالینی – الزویر 2019

Much effort is currently being placed into developing new blood tests for cancer diagnosis in the hope of moving cancer diagnosis earlier and by less invasive means than current techniques, e.g., biopsy. Current methods are expected to diagnose and begin treatment of cancer within 62 days of patient presentation, though due to high volume and pressures within the NHS in the UK any technique that can reduce time to diagnosis would allow reduction in the time to treat for patients. The use of vibrational spectroscopy, notably infrared (IR) spectroscopy, has been under investigation for many years with varying success. This technique holds promise as is would combine a generally well accepted test (a blood test) with analysis that is reagent free and cheap to run. It has been demonstrated that, when asked simple clinical questions (i.e., cancer vs. no cancer), results from spectroscopic studies are promising. However, in order to become a clinically useful tool, it is important that the test differentiates a variety of cancer types from healthy patients. This study has analysed plasma samples with attenuated total reflection Fourier-transform IR spectroscopy (ATR-FTIR), to establish if the technique is able to distinguish normal from primary or metastatic brain tumours. We have shown that when asked specific questions, i.e., highgrade glioma vs. low-grade glioma, the results show a significantly high accuracy (100%). Crucially, when combined with meningiomas and metastatic lesions, the accuracy remains high (88–100%) with only minimal overlap between the two metastatic adenocarcinoma groups. Therefore in a clinical setting, this novel technique demonstrates potential benefit when used in conjuction with existing diagnostic methods.

Introduction

Blood testing for cancer diagnostics is a popular ideal. It uses an acceptable patient test, i.e., a blood test, which is minimally-invasive and machine analysed, can be run on a mass scale, and can target specific markers circulating in the blood. Whilst some cancers can be identified by the use of biomarkers, there are currently no such markers for primary or metastatic brain tumours, nor are any biomarkers yet involved in a mass-screening programme [1]. Brain tumours, both primary and metastatic, often present with a range of non-specific symptoms. The diagnostic process involves a combination of history taking, examination and radiology to determine the presence of a tumour and its possible origin [2]. There are specific radiological appearances that can help differentiate between primary and metastatic brain tumours; however, these rules do not always hold true [3]. A brain tumour may also be the first presentation of a metastatic cancer from elsewhere within the body; this accounts for up to a quarter of brain tumours [4]. Currently, a combination of radiological imaging and histology is used to detect the primary origin of a brain tumour. When metastatic, pathologists can apply immunohistochemical stains to formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) tissue, within which a combination of positive and negative stains can help determine a primary site of origin. Over recent years the potential of vibrational spectroscopy has been touted as an ‘inexpensive, high throughput and reagent-free’ cancer diagnostic tool. In vivo studies have shown great promise using both tissue and blood component analysis with detection of cancer vs. non-cancer in many pilot studies showing promising results [5,6]. When considering biofluids, predominantly serum has been analysed for brain cancer, using attenuated total reflection Fourier-transform infrared (ATR-FTIR) spectroscopy, with varying sample methods used [7]. This is due to the erythrocyte component in whole blood providing a strong interfering spectroscopic signal, likely masking the underlying changes seen in cancer vs. non-cancer patients [8]. The main limitations of these studies focus around different methods of sample preparation and analysis.

مقدمه

در حال حاضر تلاش های زیادی بابت توسعه ی آزمایش های جدید خونی برای تشخیص سرطان در حال انجام است بدین امید که بتوانیم پیش از وقوع، سرطان را تشخیص دهیم و از روش هایی کمتر تهاجمی به غیر از شیوه های فعلی مانند بیوپسی استفاده کنیم. انتظار می رود با روش های فعلی، سرطان را تشخیص و طی 62 روز از زمان معرفی بیمار، درمان سرطان را شروع کنیم، هر چند به علت حجم زیاد و فشارها در درون نهاد خدمات سلامت همگانی انگلستان (NHS)، هر شیوه ای که بتواند زمان تشخیص سرطان را کاهش دهد، باعث کاهش زمان درمان بیماران می شود. استفاده از طیف سنجی ارتعاشی، به ویژه طیف سنجی مادون قرمز (IR)، برای سالیان سال و با موفقیت های گوناگون بررسی شده است. در شرایط فعلی این شیوه موفقیت آمیز بوده است و به طور کلی آزمایشی کاملاً قابل قبول (آزمایش خون) را با تجزیه و تحلیلی عاری از واکنشگر و کم هزینه در اجرا ادغام کرده است. ثابت شده است که وقتی پرسش های بالینی ساده پرسیده می شود (یعنی سرطان در برابر عدم وجود سرطان)، نتایج مطالعات طیف نمایی امیدوار کننده هستند. با این حال، به منظور تبدیل شدن به یک ابزار بالینی مفید، مهم است که آزمایش از میان بیماران غیرسرطانی، گونه های مختلف سرطان را تشخیص دهد. این پژوهش، نمونه های پلاسما را با طیف سنجی بازتاب کلی تضعیف شده و طیف سنجی ﻣﺎﺩﻭﻥ ﻗﺮﻣﺰ ﺑﺎ ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻓﻮﺭﻳﺮ (ATR-FTIR) آزمایش می کند تا این موضوع مشخص شود که آیا این شیوه قادر به تشخیص تومورهای مغزی طبیعی، اولیه و یا فراگستر است. نشان داده ایم که وقتی سوالات خاصی پرسیده می شود، یعنی گلیومای بسیار پیشرفته در مقابل گلیومای خفیف ، به طور چشمگیری، نتایج، دقت بالا (100٪) را نشان می دهند. دقت نتایج در مواردی که با مننژیوم ها و ضایعات فراگستر ادغام می شود، به شکل بسیار مهمی بالا می ماند (88 الی 100 درصد) و دو گروه آدنوکارسینوم فراگستر تنها همپوشانی کمی دارند. بنابراین، در یک محیط بالینی، این شیوه ی نوین، مزایای بالقوه ای را در هنگام استفاده با روش های موجود تشخیصی نشان می دهد.