Independent Validation and Assay Standardization of Improved Metabolic Biomarker Signature to Differentiate Pancreatic Ductal Adenocarcinoma From Chronic Pancreatitis

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Ujjwal M Mahajan - , Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München, Bayerische Zentrum für Krebsforschung (BZKF) (Autor:in)
  • Bettina Oehrle - , Bayerische Zentrum für Krebsforschung (BZKF), Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München (Autor:in)
  • Simon Sirtl - , Bayerische Zentrum für Krebsforschung (BZKF), Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München (Autor:in)
  • Ahmed Alnatsha - , Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München, Bayerische Zentrum für Krebsforschung (BZKF) (Autor:in)
  • Elisabetta Goni - , Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München, Bayerische Zentrum für Krebsforschung (BZKF) (Autor:in)
  • Ivonne Regel - , Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München, Bayerische Zentrum für Krebsforschung (BZKF) (Autor:in)
  • Georg Beyer - , Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München, Bayerische Zentrum für Krebsforschung (BZKF) (Autor:in)
  • Marlies Vornhülz - , Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München, Bayerische Zentrum für Krebsforschung (BZKF) (Autor:in)
  • Jakob Vielhauer - , Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München, Bayerische Zentrum für Krebsforschung (BZKF) (Autor:in)
  • Ansgar Chromik - , Asklepios Klinikum Hamburg-Harburg (Autor:in)
  • Markus Bahra - , Zentrum für Onkologische Oberbauchchirurgie und Robotik (Autor:in)
  • Fritz Klein - , Charité – Universitätsmedizin Berlin (Autor:in)
  • Waldemar Uhl - , Katholisches Klinikum Bochum gGmbH (Autor:in)
  • Tim Fahlbusch - , Katholisches Klinikum Bochum gGmbH (Autor:in)
  • Marius Distler - , Klinik und Poliklinik für Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgie (Autor:in)
  • Jürgen Weitz - , Klinik und Poliklinik für Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgie (Autor:in)
  • Robert Grützmann - , Staatliche Berufsfachschulen am Universitätsklinikum Erlangen, Bayerische Zentrum für Krebsforschung (BZKF) (Autor:in)
  • Christian Pilarsky - , Staatliche Berufsfachschulen am Universitätsklinikum Erlangen, Bayerische Zentrum für Krebsforschung (BZKF) (Autor:in)
  • Frank Ulrich Weiss - , Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald (Autor:in)
  • M Gordian Adam - , Metanomics Health GmbH, Biocrates Life Sciences AG (Autor:in)
  • John P Neoptolemos - , Nationales Zentrum für Tumorerkrankungen (NCT) Heidelberg (Autor:in)
  • Holger Kalthoff - , Universitätsklinikum Schleswig-Holstein Campus Kiel (Autor:in)
  • Roland Rad - , Bayerische Zentrum für Krebsforschung (BZKF), Technische Universität München (Autor:in)
  • Nicole Christiansen - , Metanomics Health GmbH, trinamiX GmbH (Autor:in)
  • Bianca Bethan - , Metanomics Health GmbH (Autor:in)
  • Beate Kamlage - , Metanomics Health GmbH (Autor:in)
  • Markus M Lerch - , Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald, Bayerische Zentrum für Krebsforschung (BZKF), Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München (Autor:in)
  • Julia Mayerle - , Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München, Bayerische Zentrum für Krebsforschung (BZKF) (Autor:in)

Abstract

BACKGROUND & AIMS: Pancreatic ductal adenocarcinoma cancer (PDAC) is a highly lethal malignancy requiring efficient detection when the primary tumor is still resectable. We previously developed the MxPancreasScore comprising 9 analytes and serum carbohydrate antigen 19-9 (CA19-9), achieving an accuracy of 90.6%. The necessity for 5 different analytical platforms and multiple analytical runs, however, hindered clinical applicability. We therefore aimed to develop a simpler single-analytical run, single-platform diagnostic signature.

METHODS: We evaluated 941 patients (PDAC, 356; chronic pancreatitis [CP], 304; nonpancreatic disease, 281) in 3 multicenter independent tests, and identification (ID) and validation cohort 1 (VD1) and 2 (VD2) were evaluated. Targeted quantitative plasma metabolite analysis was performed on a liquid chromatography-tandem mass spectrometry platform. A machine learning-aided algorithm identified an improved (i-Metabolic) and minimalistic metabolic (m-Metabolic) signatures, and compared them for performance.

RESULTS: The i-Metabolic Signature, (12 analytes plus CA19-9) distinguished PDAC from CP with area under the curve (95% confidence interval) of 97.2% (97.1%-97.3%), 93.5% (93.4%-93.7%), and 92.2% (92.1%-92.3%) in the ID, VD1, and VD2 cohorts, respectively. In the VD2 cohort, the m-Metabolic signature (4 analytes plus CA19-9) discriminated PDAC from CP with a sensitivity of 77.3% and specificity of 89.6%, with an overall accuracy of 82.4%. For the subset of 45 patients with PDAC with resectable stages IA-IIB tumors, the sensitivity, specificity, and accuracy were 73.2%, 89.6%, and 82.7%, respectively; for those with detectable CA19-9 >2 U/mL, 81.6%, 88.7%, and 84.5%, respectively; and for those with CA19-9 <37 U/mL, 39.7%, 94.1%, and 76.3%, respectively.

CONCLUSIONS: The single-platform, single-run, m-Metabolic signature of just 4 metabolites used in combination with serum CA19-9 levels is an innovative accurate diagnostic tool for PDAC at the time of clinical presentation, warranting further large-scale evaluation.

Details

OriginalspracheEnglisch
Seiten (von - bis)1407-1422
Seitenumfang16
FachzeitschriftGastroenterology
Jahrgang163
Ausgabenummer5
PublikationsstatusVeröffentlicht - Nov. 2022
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

Scopus 85140299089

Schlagworte

Ziele für nachhaltige Entwicklung

Schlagwörter

  • Humans, CA-19-9 Antigen, Biomarkers, Tumor, ROC Curve, Case-Control Studies, Carcinoma, Pancreatic Ductal/pathology, Pancreatic Neoplasms/pathology, Pancreatitis, Chronic/diagnosis, Reference Standards, Carbohydrates