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Erschienen in: Diseases of the Colon & Rectum 9/2008

01.09.2008 | Original Contribution

Spectral Slope from the Endoscopically-Normal Mucosa Predicts Concurrent Colonic Neoplasia: A Pilot Ex-Vivo Clinical Study

verfasst von: Hemant K. Roy, M.D., Vladimir Turzhitsky, M.S., Young L. Kim, Ph.D., Michael J. Goldberg, M.D., Joseph P. Muldoon, M.D., Yang Liu, Ph.D., Randall E. Brand, M.D., Curtis Hall, M.D., Nahla Hasabou, M.D., Mohammed Jameel, M.D., Vadim Backman, Ph.D.

Erschienen in: Diseases of the Colon & Rectum | Ausgabe 9/2008

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Abstract

Purpose

We previously reported that analysis of histologically normal intestinal epithelium for spectral slope, a marker for aberrations in nanoscale tissue architecture, had outstanding accuracy in identifying field carcinogenesis in preclinical colorectal cancer models. In this study, we assessed the translatability of spectral slope analysis to human colorectal cancer screening.

Methods

Subjects (n = 127) undergoing colonoscopy had spectral slope determined from two endoscopically normal midtransverse colonic biopsies using four-dimensional elastic light-scattering fingerprinting and correlated with clinical findings.

Results

Four-dimensional elastic light-scattering fingerprinting analysis showed the submicron particles size progressively shifted toward larger sizes in subjects harboring neoplasia. There was a corresponding decrease in spectral slope values from the endoscopically normal mucosa in subjects harboring adenomas (n = 41) and advanced adenomas (n = 10), compared to neoplasia-free subjects (P ≤ 0.00001). These factors did not appear to be confounded by either age or adenoma location. For detecting advanced adenomas, spectral slope had a negative and positive predictive value of 95 percent and 50 percent respectively.

Conclusions

We demonstrate, for the first time, that spectral slope in “normal” mucosa can accurately risk-stratify patients for colonic neoplasia. This proof of concept study serves to underscore the promise of four-dimensional elastic light-scattering fingerprinting analysis for colorectal cancer screening.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Jemal A, Siegel R, Ward E, Murray T, Xu J, Thun MJ. Cancer statistics, 2007. CA Cancer J Clin 2007;57:43–66.PubMedCrossRef Jemal A, Siegel R, Ward E, Murray T, Xu J, Thun MJ. Cancer statistics, 2007. CA Cancer J Clin 2007;57:43–66.PubMedCrossRef
2.
Zurück zum Zitat Winawer S, Fletcher R, Rex D, et al. Colorectal cancer screening and surveillance: clinical guidelines and rationale. Update based on new evidence. Gastroenterology 2003;124:544–60.PubMedCrossRef Winawer S, Fletcher R, Rex D, et al. Colorectal cancer screening and surveillance: clinical guidelines and rationale. Update based on new evidence. Gastroenterology 2003;124:544–60.PubMedCrossRef
3.
Zurück zum Zitat Braakhuis BJ, Tabor MP, Kummer JA, Leemans CR, Brakenhoff RH. A genetic explanation of Slaughter's concept of field cancerization: evidence and clinical implications. Cancer Res 2003;63:1727–30.PubMed Braakhuis BJ, Tabor MP, Kummer JA, Leemans CR, Brakenhoff RH. A genetic explanation of Slaughter's concept of field cancerization: evidence and clinical implications. Cancer Res 2003;63:1727–30.PubMed
4.
Zurück zum Zitat Chen L, Hao C, Chiu Y, et al. Alteration of gene expression in normal-appearing colon mucosa of APCmin mice and human cancer patients. Cancer Res 2004;64:3694–700.PubMedCrossRef Chen L, Hao C, Chiu Y, et al. Alteration of gene expression in normal-appearing colon mucosa of APCmin mice and human cancer patients. Cancer Res 2004;64:3694–700.PubMedCrossRef
5.
Zurück zum Zitat Imperiale TF, Wagner DR, Lin CY, Larkin GN, Rogge JD, Ransohoff DF. Risk of advanced proximal neoplasms in asymptomatic adults according to the distal colorectal findings. N Engl J Med 2000;343:169–74.PubMedCrossRef Imperiale TF, Wagner DR, Lin CY, Larkin GN, Rogge JD, Ransohoff DF. Risk of advanced proximal neoplasms in asymptomatic adults according to the distal colorectal findings. N Engl J Med 2000;343:169–74.PubMedCrossRef
6.
Zurück zum Zitat Schoenfeld P, Shad J, Ormseth E, et al. Military Colorectal Cancer Screening Trials Group. Predictive value of diminutive colonic adenoma trial: the PREDICT trial. Clin Gastroenterol Hepatol 2003;1:195–201.PubMedCrossRef Schoenfeld P, Shad J, Ormseth E, et al. Military Colorectal Cancer Screening Trials Group. Predictive value of diminutive colonic adenoma trial: the PREDICT trial. Clin Gastroenterol Hepatol 2003;1:195–201.PubMedCrossRef
7.
Zurück zum Zitat Regueiro CR. AGA Future Trends Committee report: Colorectal cancer: a qualitative review of emerging screening and diagnostic technologies. Gastroenterology 2005;129:1083–103.PubMedCrossRef Regueiro CR. AGA Future Trends Committee report: Colorectal cancer: a qualitative review of emerging screening and diagnostic technologies. Gastroenterology 2005;129:1083–103.PubMedCrossRef
8.
Zurück zum Zitat Backman V, Wallace MB, Perelman LT, et al. Detection of preinvasive cancer cells. Nature 2000;406:35–6.PubMedCrossRef Backman V, Wallace MB, Perelman LT, et al. Detection of preinvasive cancer cells. Nature 2000;406:35–6.PubMedCrossRef
9.
Zurück zum Zitat Backman V, Gopal V, Kalashnikov M, et al. Measuring cellular structure at submicrometer scale with light scattering spectroscopy. EEE J Sel Top Quantum Electron 2001;7:887–93.CrossRef Backman V, Gopal V, Kalashnikov M, et al. Measuring cellular structure at submicrometer scale with light scattering spectroscopy. EEE J Sel Top Quantum Electron 2001;7:887–93.CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Roy HK, Liu Y, Wali RK, et al. Four-dimensional elastic light-scattering fingerprints as preneoplastic markers in the rat model of colon carcinogenesis. Gastroenterology 2004;126:1071–81, 948.PubMedCrossRef Roy HK, Liu Y, Wali RK, et al. Four-dimensional elastic light-scattering fingerprints as preneoplastic markers in the rat model of colon carcinogenesis. Gastroenterology 2004;126:1071–81, 948.PubMedCrossRef
11.
Zurück zum Zitat Roy HK, Iversen P, Hart J, et al. Down-regulation of SNAIL suppresses MIN mouse tumorigenesis: modulation of apoptosis, proliferation, and fractal dimension. Mol Cancer Ther 2004;3:1159–65.PubMedCrossRef Roy HK, Iversen P, Hart J, et al. Down-regulation of SNAIL suppresses MIN mouse tumorigenesis: modulation of apoptosis, proliferation, and fractal dimension. Mol Cancer Ther 2004;3:1159–65.PubMedCrossRef
12.
Zurück zum Zitat Roy HK, Kim YL, Wali RK, et al. Spectral markers in preneoplastic intestinal mucosa: an accurate predictor of tumor risk in the MIN mouse. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2005;14:1639–45.PubMedCrossRef Roy HK, Kim YL, Wali RK, et al. Spectral markers in preneoplastic intestinal mucosa: an accurate predictor of tumor risk in the MIN mouse. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2005;14:1639–45.PubMedCrossRef
13.
Zurück zum Zitat van Rijn JC, Reitsma JB, Stoker J, Bossuyt PM, van Deventer SJ, Dekker E. Polyp miss rate determined by tandem colonoscopy: a systematic review. Am J Gastroenterol 2006;101:343–50.PubMedCrossRef van Rijn JC, Reitsma JB, Stoker J, Bossuyt PM, van Deventer SJ, Dekker E. Polyp miss rate determined by tandem colonoscopy: a systematic review. Am J Gastroenterol 2006;101:343–50.PubMedCrossRef
14.
Zurück zum Zitat Takayama T, Katsuki S, Takahashi Y, et al. Aberrant crypt foci of the colon as precursors of adenoma and cancer. N Engl J Med 1998;339:1277–84.PubMedCrossRef Takayama T, Katsuki S, Takahashi Y, et al. Aberrant crypt foci of the colon as precursors of adenoma and cancer. N Engl J Med 1998;339:1277–84.PubMedCrossRef
15.
Zurück zum Zitat Bernstein C, Bernstein H, Garewal H, et al. A bile acid-induced apoptosis assay for colon cancer risk and associated quality control studies. Cancer Res 1999;59:2353–7.PubMed Bernstein C, Bernstein H, Garewal H, et al. A bile acid-induced apoptosis assay for colon cancer risk and associated quality control studies. Cancer Res 1999;59:2353–7.PubMed
16.
Zurück zum Zitat Anti M, Marra G, Armelao F, et al. Rectal epithelial cell proliferation patterns as predictors of adenomatous colorectal polyp recurrence. Gut 1993;34:525–30.PubMedCrossRef Anti M, Marra G, Armelao F, et al. Rectal epithelial cell proliferation patterns as predictors of adenomatous colorectal polyp recurrence. Gut 1993;34:525–30.PubMedCrossRef
17.
Zurück zum Zitat Cui H, Cruz-Correa M, Giardiello FM, et al. Loss of IGF2 imprinting: a potential marker of colorectal cancer risk. Science 2003;299:1753–5.PubMedCrossRef Cui H, Cruz-Correa M, Giardiello FM, et al. Loss of IGF2 imprinting: a potential marker of colorectal cancer risk. Science 2003;299:1753–5.PubMedCrossRef
18.
Zurück zum Zitat Zisman A, Nickolov A, Brand R, Gorchow A, Roy H. Associations between the age at diagnosis and location of colorectal cancer and the use of alcohol and tobacco: implications for screening. Arch Intern Med 2006;166:629–34.PubMedCrossRef Zisman A, Nickolov A, Brand R, Gorchow A, Roy H. Associations between the age at diagnosis and location of colorectal cancer and the use of alcohol and tobacco: implications for screening. Arch Intern Med 2006;166:629–34.PubMedCrossRef
19.
Zurück zum Zitat Polley A, Mulholland F, Pin C, et al. Proteomic analysis reveals field-wide changes in protein expression in the morphologically normal mucosa of patients with colorectal neoplasia. Cancer Res 2006;66:6553–62.PubMedCrossRef Polley A, Mulholland F, Pin C, et al. Proteomic analysis reveals field-wide changes in protein expression in the morphologically normal mucosa of patients with colorectal neoplasia. Cancer Res 2006;66:6553–62.PubMedCrossRef
20.
Zurück zum Zitat Imperiale TF, Ransohoff DF, Itzkowitz SH, Turnbull BA, Ross ME. Fecal DNA vs. fecal occult blood for colorectal-cancer screening in an average-risk population. N Engl J Med 2004;351:2704–14.PubMedCrossRef Imperiale TF, Ransohoff DF, Itzkowitz SH, Turnbull BA, Ross ME. Fecal DNA vs. fecal occult blood for colorectal-cancer screening in an average-risk population. N Engl J Med 2004;351:2704–14.PubMedCrossRef
Metadaten
Titel
Spectral Slope from the Endoscopically-Normal Mucosa Predicts Concurrent Colonic Neoplasia: A Pilot Ex-Vivo Clinical Study
verfasst von
Hemant K. Roy, M.D.
Vladimir Turzhitsky, M.S.
Young L. Kim, Ph.D.
Michael J. Goldberg, M.D.
Joseph P. Muldoon, M.D.
Yang Liu, Ph.D.
Randall E. Brand, M.D.
Curtis Hall, M.D.
Nahla Hasabou, M.D.
Mohammed Jameel, M.D.
Vadim Backman, Ph.D.
Publikationsdatum
01.09.2008
Verlag
Springer-Verlag
Erschienen in
Diseases of the Colon & Rectum / Ausgabe 9/2008
Print ISSN: 0012-3706
Elektronische ISSN: 1530-0358
DOI
https://doi.org/10.1007/s10350-008-9384-3

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