Diagnosis of Ia–Ic stages of serous high-grade ovarian cancerby the lipid profile of blood serum

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. Ovarian cancer is the first fatal malignancy of the female reproductive system. Early detection is associated with better outcomes, but is significantly difficult because of asymptomatic or low-symptomatic course.

Aim. To study the possibility of detecting of OC in early stages (Ia–Ic) by the lipid profile of blood serum obtained using high-performance liquid chromatography with mass spectrometric (MS) detection.

Materials and methods. An observational "case-control" study was conducted in period November 2019 – July 2020 in the Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology. 41 patients were included: group 1 (main) – 28 patients with histologically verified high grade serous ovarian cancer of I–IV FIGO stage, group 2 (control) – 13 conditionally healthy women. Venous blood samples were collected immediately before the operation. Extracts of serum lipids were obtained in accordance with the modified Folch method. The composition of the samples was analyzed by electrospray ionization MS. Using the method of discriminant analysis and orthogonal projections to latent structures (OPLS-DA) were building OPLS-models based on profile of significant lipids. The comparison based on the non-parametric Mann–Whitney test.

Results. The presence of 128 lipids in blood serum samples makes a major contribution to the OPLS-models, that are different for patients with I–IV OC stage and controls. The OPLS-model parameters are: R2=0.87 and Q2=0.80, the area under the ROC curve reached 1, sensitivity and specificity of the model – 100%. The second OPLS-model was developed to assign patients to 13 blood serum samples of the control group or to 5 blood samples of patients with I-II stages of OC: 108 lipids made the main contribution to this model (R2=0.97, Q2=0.86). The third OPLS-model was constructed to distinguish patients with earlier (Ia–Ia stages; n=5) and advanced (IIa–IVa; n=23) stages: R2=0.96 and Q2=1.00, AUC=0.99. Diglycerides, triglycerides, phosphatidylcholines, ethanolamines, sphingomyelins, ceramides, phosphatidylserines, phosphoinositols and prostaglandins significantly differ in the blood serum samples of patients with Ia–Ic stages of OC and patients with II–IV stages and controls, that indicates the diagnostic value.

Conclusion. It is possible to distinguish a healthy person from patient with Ia–Ic or II–IV stages of OC. Serum oncolipids profile obtained by high-performance liquid chromatography with MS detection can be used as markers of early stages of OC, that are associated with better prognosis.

About the authors

Mariia V. Iurova

Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology; Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: m_yurova@oparina4.ru
ORCID iD: 0000-0002-0179-7635

Graduate Student, Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University), Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Russian Federation, Moscow; Moscow

Vladimir E. Frankevich

Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: v_frankevich@oparina4.ru

Cand. Sci. (Phys.-Math.)

Russian Federation, Moscow

Stanislav V. Pavlovich

Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology; Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: s_pavlovich@oparina4.ru

Cand. Sci. (Med.), Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Russian Federation, Moscow; Moscow

Vitali V. Chagovets

Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: vvchagovets@gmail.com

Cand. Sci. (Phys.-Math.)

Russian Federation, Moscow

Nataliya L. Starodubtseva

Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: n_starodubtseva@oparina4.ru

Cand. Sci. (Biol.)

Russian Federation, Moscow

Grigory N. Khabas

Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: g_khabas@oparina4.ru

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Lev A. Ashrafyan

Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: levaa2004@yahoo.com
ORCID iD: 0000-0001-6396-4948

D. Sci. (Med.), Prof., Acad. RAS

Russian Federation, Moscow

Gennady T. Sukhikh

Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology; Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Author for correspondence.
Email: g_sukhikh@oparina4.ru

Sci. (Med.), Prof., Acad. RAS, Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Russian Federation, Moscow; Moscow

References

  1. USCS Data Visualizations – CDC. 2020 Available at: https://gis.cdc.gov/Cancer/USCS/DataViz.html Accessed: 15.04.2021.
  2. Koirala P, Moon AS, Chuang L. Clinical Utility of Preoperative Assessment in Ovarian Cancer Cytoreduction. Diagnostics (Basel). 2020;10(8):568.
  3. Schorge JO, Clark RM, Lee SI, Penson RT. Primary debulking surgery for advanced ovarian cancer: Are you a believer or a dissenter? Gynecol Oncol. 2014;135(3):595-605.
  4. Maringe C, Walters S, Butler J, et al. Stage at diagnosis and ovarian cancer survival: Evidence from the international cancer benchmarking partnership. Gynecol Oncol. 2012;127(1):75-82.
  5. Warren LA, Shih A, Renteira SM, et al. Analysis of menstrual effluent: Diagnostic potential for endometriosis. Mol Med. 2018;24(1):1.
  6. Devouassoux-Shisheboran M, Genestie C. Pathobiology of ovarian carcinomas. Chin J Cancer. 2015;34(1):50-5.
  7. Pavlovich SV, Yurova MV, Melkumyan AG, et al. Biomarkers in ovarian neoplasms: opportunities, limitations, and prospects for using in reproductive-aged women. Obstetrics and Gynegology. 2019;11:65-73. doi: 10.18565/aig.2019.11.65-73
  8. Xu Y. Lysophospholipid signaling in the epithelial ovarian cancer tumor microenvironment. Cancers (Basel). 2018;10(7):227.
  9. Hilvo M, de Santiago I, Gopalacharyulu P, et al. Accumulated metabolites of hydroxybutyric acid serve as diagnostic and prognostic biomarkers of ovarian high-grade serous carcinomas. Cancer Res. 2016;76(4):796-804.
  10. Trygg J, Wold S. Orthogonal projections to latent structures (O-PLS). J Chemometrics. 2002;16(3):119-28.
  11. R CoreTeam (2018). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. Available at: https://www.R-project.org/ Accessed: 15.04.2021.
  12. RStudio Team (2016). RStudio: Integrated Development for R. RStudio, Inc., Boston, MA. Available at: http://www.rstudio.com/ Accessed: 15.04.2021.
  13. Braicu EI, Darb-Esfahani S, Schmitt WD, et al. High-grade ovarian serous carcinoma patients exhibit profound alterations in lipid metabolism. Oncotarget. 2017;8(61):102912-22.
  14. Buas MF, Gu H, Djukovic D, et al. Identification of novel candidate plasma metabolite biomarkers for distinguishing serous ovarian carcinoma and benign serous ovarian tumors. Gynecol Oncol. 2016;140(1):138-44.
  15. Hou Y, Li J, Xie H, et al. Differential plasma lipids profiling and lipid signatures as biomarkers in the early diagnosis of ovarian carcinoma using UPLC-MS. Metabolomics. 2016;12(2):1-12.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Score plot built on the results of OPLS-DA analysis of mass spectrometric (MS) data obtained in the positive ion mode for samples from the control group (green dots) and the main group – I–IV stage ovarian cancer – OC (red dots).

Download (60KB)
3. Fig. 2. Score plot built on the results of OPLS-DA analysis of MS- data obtained in the positive ion mode for samples from the control group (green dots) and the main group – Ia–Ic stage OC (red dots).

Download (53KB)
4. Fig. 3. Score plot built on the results of OPLS-DA analysis of MS data obtained in the positive ion mode for samples from groups of patients with Ia – Ic stage OC (red dots) and IIa–IVa stage OC (blue dots).

Download (57KB)
5. Fig. 4. ROC-curve of the OPLS-DA model, developed on the basis of blood lipid levels in groups of patients with Ia–Ic OC and IIa–IVa stage OC.

Download (37KB)

Copyright (c) 2021 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».