The present review is an update of the research and development efforts regarding the use of molecular biomarkers in the lung cancer screening setting. The two main unmet clinical needs, namely, the refinement of risk to improve the selection of individuals undergoing screening and the characterization of undetermined nodules found during the computed tomography-based screening process are the object of the biomarkers described in the present review. We first propose some principles to optimize lung cancer biomarker discovery projects. Then, we summarize the discovery and developmental status of currently promising molecular candidates, such as autoantibodies, complement fragments, microRNAs, circulating tumor DNA, DNA methylation, blood protein profiling, or RNA airway or nasal signatures. We also mention other emerging biomarkers or new technologies to follow, such as exhaled breath biomarkers, metabolomics, sputum cell imaging, genetic predisposition studies, and the integration of next-generation sequencing into study of circulating DNA. We also underline the importance of integrating different molecular technologies together with imaging, radiomics, and artificial intelligence. We list a number of completed, ongoing, or planned trials to show the clinical utility of molecular biomarkers. Finally, we comment on future research challenges in the field of biomarkers in the context of lung cancer screening and propose a design of a trial to test the clinical utility of one or several candidate biomarkers.

中文翻译：

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肺癌筛查中的生物标志物：成就、前景和挑战

本综述是关于在肺癌筛查环境中使用分子生物标志物的研究和开发工作的更新。两个主要未满足的临床需求，即风险的细化以改进接受筛查的个体的选择以及在基于计算机断层扫描的筛查过程中发现的未确定结节的特征是本综述中描述的生物标志物的对象。我们首先提出了一些优化肺癌生物标志物发现项目的原则。然后，我们总结了当前有前景的候选分子的发现和发展状况，例如自身抗体、补体片段、microRNA、循环肿瘤 DNA、DNA 甲基化、血液蛋白分析或 RNA 气道或鼻腔特征。我们还提到了其他新兴的生物标志物或新技术，例如呼气生物标志物、代谢组学、痰细胞成像、遗传易感性研究，以及将下一代测序整合到循环 DNA 研究中。我们还强调将不同分子技术与成像、放射组学和人工智能相结合的重要性。我们列出了许多已完成、正在进行或计划进行的试验，以展示分子生物标志物的临床效用。最后，我们评论了肺癌筛查背景下生物标志物领域未来的研究挑战，并提出了一项试验设计，以测试一种或几种候选生物标志物的临床效用。以及将下一代测序整合到循环 DNA 的研究中。我们还强调将不同分子技术与成像、放射组学和人工智能相结合的重要性。我们列出了许多已完成、正在进行或计划进行的试验，以展示分子生物标志物的临床效用。最后，我们评论了肺癌筛查背景下生物标志物领域未来的研究挑战，并提出了一项试验设计，以测试一种或几种候选生物标志物的临床效用。以及将下一代测序整合到循环 DNA 的研究中。我们还强调将不同分子技术与成像、放射组学和人工智能相结合的重要性。我们列出了许多已完成、正在进行或计划进行的试验，以展示分子生物标志物的临床效用。最后，我们评论了肺癌筛查背景下生物标志物领域未来的研究挑战，并提出了一项试验设计，以测试一种或几种候选生物标志物的临床效用。或计划中的试验来展示分子生物标志物的临床效用。最后，我们评论了肺癌筛查背景下生物标志物领域未来的研究挑战，并提出了一项试验设计，以测试一种或几种候选生物标志物的临床效用。或计划中的试验来展示分子生物标志物的临床效用。最后，我们评论了肺癌筛查背景下生物标志物领域未来的研究挑战，并提出了一项试验设计，以测试一种或几种候选生物标志物的临床效用。