Дифференциальная диагностика злокачественных новообразований яичников на ранней стадии на основании биоинформационного исследования метаболома крови
Юрова М.В., Токарева А.О., Чаговец В.В., Стародубцева Н.Л., Франкевич В.Е.
Ранняя диагностика рака яичника (РЯ) является одним из важнейших направлений по снижению числа летальных исходов заболевания, поскольку позволяет начать своевременное лечение, минимизируя риск рецидива и побочные эффекты терапии.
Цель: Создание устойчивых панелей метаболитов крови для дифференциации здоровых пациентов, пациентов с ранними стадиями РЯ высокой степени злокачественности (ВСЗ) от прочих опухолей яичников.
Материалы и методы: В ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» МЗ РФ выполнен поиск маркеров для кластеризации образцов крови пациентов с верифицированным РЯ ВСЗ I–II стадий (n=10) и другими пролиферативными процессами (цистаденома (n=30), эндометриоидная киста (n=56), тератома (n=21), пограничная опухоль (n=28), РЯ низкой степени злокачественности (n=16), РЯ ВСЗ III–IV стадии (n=49)) и добровольцев группы контроля (n=19) при помощи рекурсивного удаления переменных из машины опорных векторов и других статистических инструментов. Проведены поиск маркеров злокачественных новообразований (ЗНО), анализ их вовлеченности в метаболические пути. Построены модели на основе нейронных сетей.
Результаты: Выявлены панели метаболитов-маркеров ранних стадий ЗНО. Изучено перекрытие полученных панелей с базами данных метаболических путей. Построены модели, использующие искусственные нейросети, позволяющие дифференцировать образцы крови при РЯ I–II стадий от группы контроля с чувствительностью и специфичностью 90% и 89%, а также РЯ I–II стадий от остальных новообразований яичников с чувствительностью и специфичностью 80% и 71%.
Заключение: Внедрение достижений постгеномных исследований обладает потенциалом повысить диагностическую ценность применяемых методов для выявления ЗНО яичников на более ранней стадии, а также дополнить имеющиеся данные о процессах канцерогенеза в яичниках.
Вклад авторов: Юрова М.В. – концептуализация, сбор материала, получение финансирования, администрирование проекта, проверка, поиск ресурсов, надзор, написание – обзор литературы, исходный черновик и редактирование; Токарева А.О. – курирование данных, методология, программное обеспечение, поиск ресурсов, написание – редактирование; Чаговец В.В. – формальный анализ, методология, программное обеспечение; Стародубцева Н.Л. – методология, формальный анализ, концептуализация, надзор, написание – редактирование; Франкевич В.Е. – формальный анализ, надзор, написание – обзор и редактирование.
Конфликт интересов: Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Финансирование: Исследование выполнено в рамках Гранта РНФ по соглашению от 29.12.2023 № 24-25-00407 на тему: «Новые подходы применения возможностей искусственного интеллекта к дифференциальной диагностике доброкачественных опухолей и злокачественных новообразований яичников на основании особенностей метаболома крови, определенных при помощи физических методов».
Одобрение Этического комитета: Исследование было одобрено комиссией по этике биомедицинских исследований ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России (протокол № 10 от 05 декабря 2019 г.). Исследование было инициировано после получения одобрения указанных комитетов и выполнено в соответствии с ФЗ РФ от 27.07.2006 года № 152-ФЗ (с изменениями на 29.07.2017 года) «О персональных данных», с Федеральным Законом РФ от 21.11.2011 года № 323-ФЗ «Об основах охраны здоровья граждан в РФ» (статья 13 «Соблюдение врачебной тайны»), положениями Хельсинкской декларации со всеми последующими дополнениями и изменениями, регламентирующими научные исследования на биоматериалах, полученных от людей, а также международным руководством для биомедицинских исследований с вовлечением человека (International ethical guidelines for biomedical research involving human subjects) Совета международных организаций медицинских наук (CIOMS).
Согласие пациентов на публикацию: Пациенты подписали информированное согласие на публикацию своих данных.
Обмен исследовательскими данными: Данные, подтверждающие выводы этого исследования, доступны по запросу у автора, ответственного за переписку, после одобрения ведущим исследователем.
Для цитирования: Юрова М.В., Токарева А.О., Чаговец В.В., Стародубцева Н.Л., Франкевич В.Е. Дифференциальная диагностика злокачественных новообразований яичников на ранней стадии на
основании биоинформационного исследования метаболома крови.
Акушерство и гинекология. 2024; 12: 118-126
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2024.283
Ключевые слова
гликобиом
ранняя диагностика
рак яичников
машинное обучение
метаболом
нейросети
Список литературы
- Каприн А.Д., Старинский В.В., Шахзадова А.О., ред. Состояние онкологической помощи населению России в 2023 году. М.: МНИОИ им. П.А. Герцена – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России; 2024. 262 с.
- Brenner D.R., Weir H.K., Demers A.A., Ellison L.F., Louzado C., Shaw A. et al.; Canadian Cancer Statistics Advisory Committee. Projected estimates of cancer in Canada in 2020. CMAJ. 2020; 192(9): E199-E205. https://dx.doi.org/10.1503/cmaj.191292.
- Юрова М.В., Хабас Г.Н., Павлович С.В. Оценка результатов комбинированного лечения пациентов с диссеминированным раком яичников. Гинекология. 2022; 24(2): 132-9.
- Voelker R. Ovarian cancer screening tests don’t pass muster. JAMA. 2016; 316(15): 1538. https://dx.doi.org/10.1001/jama.2016.14614.
- Павлович С.В., Юрова М.В., Мелкумян А.Г., Франкевич В.Е., Хабас Г.Н., Чаговец В.В. Биомаркеры при новообразованиях яичников: возможности, ограничения и перспективы применения у женщин репродуктивного возраста. Акушерство и гинекология. 2019; 11: 65-73.
- Сенча А.Н, Поморцев А.В., Костюков К.В., Федоткина Е.П. Ультразвуковая диагностика заболеваний органов малого таза. Избранные вопросы. М.: МЕДпресс-информ; 2023. 260 с.
- Тюляндина А.С., Коломиец Л.А., Морхов К.Ю., Нечушкина В.М., Покатаев И.А., Румянцев А.А., Тюляндин С.А., Урманчеева А.Ф., Хохлова С.В. Практические рекомендации по лекарственному лечению рака яичников, первичного рака брюшины и рака маточных труб. Практические рекомендации RUSSO, часть 1. Злокачественные опухоли. 2023; 13(3s2-1): 201-15.
- Назаренко Т.А., Ашрафян Л.А., Джанашвили Л.Г., Мартиросян Я.О. Сохранение репродуктивного материала у онкологических больных как медико-социальная и организационная проблема. Онкология. Журнал им. П.А. Герцена. 2020; 9(1): 60-5.
- Ashraf M.A., Dasari P. Outcome of fertility-preserving surgery for ovarian malignancy in young women. Case Rep. 2018; 1(1): 51-4.
- Чаговец В.В., Васильев В.Г., Юрова М.В., Хабас Г.Н., Павлович С.В., Стародубцева Н.Л., Майборода О.А. Метаболомная подпись свободных муцинов при онкологических заболеваниях: CA125 и рак яичников высокой степени злокачественности. Вестник РГМУ. 2021; 6: 10-5.
- Ke C., Hou Y., Zhang H., Fan L., Ge T., Guo B. et al. Large-scale profiling of metabolic dysregulation in ovarian cancer. Int. J. Cancer. 2015; 136(3): 516-26. https://dx.doi.org/10.1002/ijc.29010.
Поступила 06.11 2024
Принята в печать 10.12.2024
Об авторах / Для корреспонденции
Юрова Мария Владимировна, к.м.н., врач акушер-гинеколог, онколог, н.с. научно-поликлинического отделения, НМИЦ АГП им. академика В.И. КулаковаМинздрава России, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4, m_yurova@oparina4.ru, https://orcid.org/0000-0002-0179-7635
Токарева Алиса Олеговна, к.ф.-м.н., специалист лаборатории клинической протеомики, НМИЦ АГП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России,
117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4, +7(495)531-44-44 (доб. 3113), alisa.tokareva@phystech.edu, https://orcid.org/0000-0001-5918-9045
Чаговец Виталий Викторович, к.ф.-м.н. заведующий лабораторией метаболомики и биоинформатики, НМИЦ АГП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России,
117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4, +7(495)438-21-98, vvchagovets@gmail.com
Стародубцева Наталия Леонидовна, к.б.н., заведующая лабораторией клинической протеомики, НМИЦ АГП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России,
117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4, n_starodubtseva@oparina4.ru, https://orcid.org/0000-0001-6650-5915
Франкевич Владимир Евгеньевич, д.ф.-м.н., заместитель директора института трансляционной медицины, НМИЦ АГП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4, v_vfrankevich@oparina4.ru
Автор, ответственный за переписку: Мария Владимировна Юрова, m_yurova@oparina4.ru
Также по теме
