DNA مېتىللىنىش سىنىقى ئەقلىي تېلېفونلار بىلەن بىرلەشتۈرۈلۈپ، ئۆسمىلەرنى بالدۇر تەكشۈرۈش ۋە لېيكېمىيەنى تەكشۈرۈشتە %90.0 توغرىلىق بىلەن ئۈنۈم بېرىدۇ!

سۇيۇق بىئوپسىيە ئارقىلىق راكنى بالدۇر بايقاش ئامېرىكا دۆلەتلىك راك ئىنستىتۇتى يېقىنقى يىللاردىن بۇيان ئوتتۇرىغا قويغان راكنى بايقاش ۋە دىئاگنوز قويۇشنىڭ يېڭى يۆنىلىشى بولۇپ، ئۇنىڭ مەقسىتى بالدۇر راك ياكى ھەتتا راك ئالدىدىكى يارىلارنى بايقاشتۇر. ئۇ ئۆپكە راكى، ئاشقازان-ئۈچەي راكى، گلىئوما ۋە ئاياللار راكى قاتارلىق ھەر خىل خەتەرلىك ئۆسمىلەرنى بالدۇر دىئاگنوز قويۇشتا يېڭى بىئولوگىيىلىك بەلگە سۈپىتىدە كەڭ قوللىنىلىپ كەلدى.

مېتىللىنىش مەنزىرىسى (Methylscape) بىئوماركېرلىرىنى ئېنىقلاش سۇپىلىرىنىڭ بارلىققا كېلىشى، راك كېسىلىنى دەسلەپكى باسقۇچتا تەكشۈرۈشنى زور دەرىجىدە ياخشىلاپ، بىمارلارنى ئەڭ بالدۇر داۋالاش باسقۇچىغا يەتكۈزۈش ئىقتىدارىغا ئىگە.

يېقىندا، تەتقىقاتچىلار سىستېئامىن بېزەلگەن ئالتۇن نانو زەررىچىلىرى (Cyst/AuNPs) ئاساسىدا مېتىللىنىش مەنزىرىسىنى بايقاش ئۈچۈن ئاددىي ۋە بىۋاسىتە سېزىش سۇپىسىنى ئىجاد قىلدى، بۇ سۇپا ئەقلىي تېلېفون ئاساسلىق بىئوسېنسور بىلەن بىرلەشتۈرۈلۈپ، كەڭ دائىرىدىكى ئۆسمىلەرنى تېز سۈرئەتتە بالدۇر تەكشۈرۈشكە شارائىت ھازىرلايدۇ. قان ئەۋرىشكىسىدىن DNA ئېلىنغاندىن كېيىن 15 مىنۇت ئىچىدە لېيكېمىيەنى بالدۇر تەكشۈرۈش ئېلىپ بېرىلسا بولىدۇ، توغرىلىقى %90.0. ماقالە تېمىسى سىستېئامىن قاپلانغان AuNPs ۋە ماشىنا ئۆگىنىش ئىقتىدارىغا ئىگە ئەقلىي تېلېفون ئارقىلىق ئىنسان قېنىدىكى راك DNA نى تېز سۈرئەتتە بايقاش.

1-رەسىم. Cyst/AuNPs تەركىبلىرى ئارقىلىق راك كېسىلىنى تەكشۈرۈش ئۈچۈن ئاددىي ۋە تېز سېزىش سۇپىسىنى ئىككى ئاددىي قەدەمدە تاماملىغىلى بولىدۇ.

بۇ 1-رەسىمدە كۆرسىتىلگەن. ئالدى بىلەن، DNA پارچىلىرىنى ئېرىتىش ئۈچۈن سۇ ئېرىتمىسى ئىشلىتىلدى. ئاندىن ئارىلاشما ئېرىتمىگە كىستا/AuNP قوشۇلدى. نورمال ۋە يامان سۈپەتلىك DNA نىڭ مېتىللىنىش خۇسۇسىيىتى ئوخشىمايدۇ، بۇنىڭ نەتىجىسىدە ئۆز-ئۆزىدىن يىغىلىش شەكلى ئوخشىمايدىغان DNA پارچىلىرى پەيدا بولىدۇ. نورمال DNA بوش يىغىلىدۇ ۋە ئاخىرىدا كىستا/AuNP لارنى توپلايدۇ، بۇنىڭ نەتىجىسىدە كىستا/AuNP لارنىڭ قىزىلغا يۆتكىلىش خاراكتېرى پەيدا بولىدۇ، شۇڭا رەڭنىڭ قىزىلدىن بىنەپشە رەڭگە ئۆزگىرىشىنى كۆز بىلەن كۆرگىلى بولىدۇ. ئەكسىچە، راك DNA نىڭ ئۆزگىچە مېتىللىنىش پروفىلى چوڭراق DNA پارچىلىرىنىڭ ھاسىل بولۇشىغا سەۋەب بولىدۇ.

96 ئۆڭكۈرلۈك تاختايلارنىڭ رەسىملىرى ئەقلىي تېلېفون كامېراسى ئارقىلىق تارتىلغان. راك DNAسى ماشىنا ئۆگىنىش ئىقتىدارىغا ئىگە ئەقلىي تېلېفون ئارقىلىق سپېكتروسكوپىيە ئاساسلىق ئۇسۇللار بىلەن سېلىشتۇرۇلغان ھالدا ئۆلچەنگەن.

ھەقىقىي قان ئەۋرىشكىلىرىدە راك تەكشۈرۈش

سېزىش سۇپىسىنىڭ ئىشلىتىلىش دائىرىسىنى كېڭەيتىش ئۈچۈن، تەتقىقاتچىلار ھەقىقىي قان ئەۋرىشكىلىرىدىكى نورمال ۋە راك DNA نى مۇۋەپپەقىيەتلىك پەرقلەندۈرەلەيدىغان سېنزورنى قوللاندى. CpG ئورۇنلىرىدىكى مېتىللىنىش ئەندىزىسى ئېپىگېنېتىك جەھەتتىن گېن ئىپادىسىنى تەڭشەيدۇ. دېگۈدەك بارلىق راك تىپلىرىدا، DNA مېتىللىنىشىدىكى ئۆزگىرىشلەر ۋە شۇڭا راك پەيدا بولۇشنى ئىلگىرى سۈرىدىغان گېنلارنىڭ ئىپادىسىدىكى ئۆزگىرىشلەر ئالمىشىپ تۇرىدىغانلىقى كۆزىتىلدى.

DNA مېتىللىنىشى بىلەن مۇناسىۋەتلىك باشقا راك كېسەللىكلىرىنىڭ مودېلى سۈپىتىدە، تەتقىقاتچىلار لېيكېمىيە بىمارلىرى ۋە ساغلام كونترول گۇرۇپپىسىدىكىلەرنىڭ قان ئەۋرىشكىلىرىنى ئىشلىتىپ، مېتىللىنىش مەنزىرىسىنىڭ لېيكېمىيە راكىنى پەرقلەندۈرۈشتىكى ئۈنۈمىنى تەكشۈردى. بۇ مېتىللىنىش مەنزىرىسى بىئوماركېرى پەقەت مەۋجۇت تېز سۈرئەتلىك لېيكېمىيە تەكشۈرۈش ئۇسۇللىرىدىن ئۈستۈن تۇرۇپلا قالماي، يەنە بۇ ئاددىي ۋە ئېنىق سىناق ئۇسۇلى ئارقىلىق كەڭ دائىرىلىك راك كېسەللىكلىرىنى بالدۇر بايقاشنىڭ مۇمكىنلىكىنى نامايان قىلدى.

31 لېيكېمىيە بىمارى ۋە 12 ساغلام ئادەمنىڭ قان ئەۋرىشكىسىدىن ئېلىنغان DNA ئانالىز قىلىندى. 2a-رەسىمدىكى قۇتا سىزىقىدا كۆرسىتىلگەندەك، راك ئەۋرىشكىسىنىڭ نىسپىي سۈمۈرۈلۈشى (ΔA650/525) نورمال ئەۋرىشكىلەردىكى DNA دىن تۆۋەن بولدى. بۇ ئاساسلىقى راك DNA سىنىڭ زىچ توپلىنىشىغا سەۋەب بولغان سۇدىن قورقۇشنىڭ كۈچىيىشىدىن كېلىپ چىققان بولۇپ، بۇ Cyst/AuNP نىڭ توپلىنىشىنىڭ ئالدىنى ئالغان. نەتىجىدە، بۇ نانو زەررىچىلەر راك توپلىمىنىڭ سىرتقى قەۋىتىگە پۈتۈنلەي تارقالغان، بۇنىڭ نەتىجىسىدە نورمال ۋە راك DNA توپلىمىغا سۈمۈرۈلگەن Cyst/AuNP نىڭ تارقىلىشى ئوخشىمايدۇ. ئاندىن ROC ئەگرى سىزىقى ئەڭ تۆۋەن قىممەتنى ΔA650/525 دىن ئەڭ چوڭ قىممەتكىچە ئۆزگەرتىش ئارقىلىق ھاسىل قىلىندى.

2-رەسىم.(a) كىستا/AuNPs ئېرىتمىلىرىنىڭ نىسپىي سۈمۈرۈش قىممىتى، ئەلالاشتۇرۇلغان شارائىتتا نورمال (كۆك) ۋە راك (قىزىل) DNA نىڭ بارلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.

(DA650/525) قۇتا جەدۋەللىرىنىڭ؛ (b) دىئاگنوز قويۇش سىنىقىنىڭ ROC ئانالىزى ۋە باھالىشى. (c) نورمال ۋە راك كېسىلى بىمارلىرىنىڭ دىئاگنوزىنى بېكىتىشتىكى قالايمىقانچىلىق ماترىتسىسى. (d) تەرەققىي قىلدۇرۇلغان ئۇسۇلنىڭ سەزگۈرلۈكى، ئۆزگىچەلىكى، ئىجابىي مۆلچەر قىممىتى (PPV)، مەنپىي مۆلچەر قىممىتى (NPV) ۋە توغرىلىقى.

2b-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، تەرەققىي قىلدۇرۇلغان سېنزور ئۈچۈن قولغا كەلتۈرۈلگەن ROC ئەگرى سىزىقى ئاستىدىكى رايون (AUC = 0.9274) يۇقىرى سەزگۈرلۈك ۋە ئۆزگىچەلىكنى كۆرسەتتى. قۇتا دىئاگراممىسىدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، نورمال DNA گۇرۇپپىسىنى ئىپادىلەيدىغان ئەڭ تۆۋەن نۇقتا راك DNA گۇرۇپپىسىنى ئىپادىلەيدىغان ئەڭ يۇقىرى نۇقتىدىن ياخشى ئايرىلمىغان؛ شۇڭا، نورمال ۋە راك گۇرۇپپىلىرىنى پەرقلەندۈرۈش ئۈچۈن لوگىكىلىق رېگرېسسىيە ئىشلىتىلگەن. مۇستەقىل ئۆزگەرگۈچى مىقدارلار توپلىمى بېرىلگەندە، ئۇ راك ياكى نورمال گۇرۇپپا قاتارلىق ۋەقەنىڭ يۈز بېرىش ئېھتىماللىقىنى مۆلچەرلەيدۇ. باغلىنىشلىق ئۆزگەرگۈچى مىقدار 0 دىن 1 گىچە بولىدۇ. شۇڭا نەتىجىدە ئېھتىماللىق بولىدۇ. بىز ΔA650/525 گە ئاساسەن راكنى ئېنىقلاش ئېھتىماللىقىنى (P) تۆۋەندىكىدەك بېكىتتۇق.

بۇ يەردە b=5.3533,w1=-6.965. ئەۋرىشكە تۈرگە ئايرىش ئۈچۈن، ئېھتىماللىق 0.5 تىن تۆۋەن بولسا نورمال ئەۋرىشكە، ئېھتىماللىق 0.5 ياكى ئۇنىڭدىن يۇقىرى بولسا راك ئەۋرىشكىسىنى كۆرسىتىدۇ. 2c-رەسىمدە تۈرگە ئايرىش ئۇسۇلىنىڭ مۇقىملىقىنى جەزملەشتۈرۈش ئۈچۈن ئىشلىتىلگەن، ئايرىم-ئايرىم ھالدا كرېست تەكشۈرۈشتىن كېلىپ چىققان قالايمىقانچىلىق ماترىتسىسى كۆرسىتىلگەن. 2d-رەسىمدە بۇ ئۇسۇلنىڭ دىئاگنوز قويۇش سىنىقىنى باھالاش، جۈملىدىن سەزگۈرلۈك، خاسلىق، ئىجابىي مۆلچەر قىممىتى (PPV) ۋە مەنپىي مۆلچەر قىممىتى (NPV) خۇلاسىلەنگەن.

ئەقلىي تېلېفون ئاساسلىق بىئوسېنزورلار

سپېكتروفوتومېتىر ئىشلەتمەي تۇرۇپ ئەۋرىشكە سىنىقىنى تېخىمۇ ئاددىيلاشتۇرۇش ئۈچۈن، تەتقىقاتچىلار سۈنئىي ئەقىل (AI) ئارقىلىق ئېرىتمىنىڭ رەڭگىنى چۈشەندۈرۈش ۋە نورمال ۋە راك كېسىلىگە گىرىپتار بولغان شەخسلەرنى پەرقلەندۈرۈشنى ئىشقا ئاشۇردى. بۇنى نەزەرگە ئېلىپ، كومپيۇتېر كۆرۈش ئىقتىدارى ئارقىلىق Cyst/AuNPs ئېرىتمىسىنىڭ رەڭگىنى نورمال DNA (بىنەپشە رەڭ) ياكى راك كېسىلىگە گىرىپتار بولغان DNA (قىزىل رەڭ) غا ئايلاندۇرۇپ، يانفون كامېراسى ئارقىلىق تارتىلغان 96 ئۆڭكۈرلۈك تاختايلارنىڭ رەسىملىرىنى ئىشلەتتى. سۈنئىي ئەقىل ھېچقانداق ئوپتىكىلىق ئۈسكۈنە ئەقلىي تېلېفون قوشۇمچە زاپچاسلىرىنى ئىشلەتمەي، نانو زەررىچە ئېرىتمىسىنىڭ رەڭگىنى چۈشەندۈرۈشتە چىقىمنى تۆۋەنلىتىپ، قولايلىقنى ئاشۇرالايدۇ. ئاخىرىدا، Random Forest (RF) ۋە Support Vector Machine (SVM) قاتارلىق ئىككى ماشىنا ئۆگىنىش مودېلى مودېللارنى ياساشقا تەربىيەلەندى. RF ۋە SVM مودېللىرىنىڭ ھەر ئىككىسى ئەۋرىشكىلەرنى %90.0 توغرىلىق بىلەن مۇسبەت ۋە سەلبىي دەپ توغرا تۈرگە ئايرىدى. بۇ، يانفونغا ئاساسلانغان بىئوسېنزوردا سۈنئىي ئەقىلنى ئىشلىتىشنىڭ مۇمكىن ئىكەنلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.

3-رەسىم.(a) رەسىم ئېلىش باسقۇچى ئۈچۈن ئەۋرىشكە تەييارلاش جەريانىدا خاتىرىلەنگەن ئېرىتمىنىڭ نىشان سىنىپى. (b) رەسىم ئېلىش باسقۇچىدا ئېلىنغان مىسال رەسىم. (c) رەسىمدىن ئېلىنغان 96-ئۆڭكۈرلۈك تاختاينىڭ ھەر بىر تۆشۈكىدىكى كىستا/AuNPs ئېرىتمىسىنىڭ رەڭ قويۇقلۇقى (b).

تەتقىقاتچىلار Cyst/AuNP لارنى ئىشلىتىپ، مېتىللىنىش مەنزىرىسىنى بايقاش ئۈچۈن ئاددىي سېزىش سۇپىسى ۋە ھەقىقىي قان ئەۋرىشكىسىنى ئىشلىتىپ لېيكېمىيە تەكشۈرۈشتە نورمال DNA نى راك DNA دىن پەرقلەندۈرەلەيدىغان سېنزورنى مۇۋەپپەقىيەتلىك تەرەققىي قىلدۇردى. تەرەققىي قىلدۇرۇلغان سېنزور ھەقىقىي قان ئەۋرىشكىسىدىن ئېلىنغان DNA نىڭ لېيكېمىيە بىمارلىرىدا 15 مىنۇت ئىچىدە تېز ۋە ئەرزان باھادا ئاز مىقداردىكى راك DNA نى (3nM) بايقىيالايدىغانلىقىنى ۋە توغرىلىق نىسبىتىنىڭ %95.3 ئىكەنلىكىنى كۆرسەتتى. سپېكتروفوتومېتىرغا بولغان ئېھتىياجنى يوقىتىش ئارقىلىق ئەۋرىشكە سىنىقىنى تېخىمۇ ئاددىيلاشتۇرۇش ئۈچۈن، ماشىنا ئۆگىنىشى ئارقىلىق ئېرىتمىنىڭ رەڭگىنى چۈشەندۈرۈش ۋە يانفون سۈرىتى ئارقىلىق نورمال ۋە راك كېسىلىگە گىرىپتار بولغانلارنى پەرقلەندۈرۈش ئېلىپ بېرىلدى، توغرىلىق نىسبىتىمۇ %90 كە يەتتى.

پايدىلىنىش ماتېرىيالى: DOI: 10.1039/d2ra05725e