不到1分钟!电子鼻“嗅出”肺癌免疫疗法适用者,准确率达85%
2019/09/18
国际研究人员开发了一种电子鼻(eNose),能够检测肺癌患者呼吸中的化学物质,并确定患者是否对免疫治疗有反应,准确率高达85%。

免疫疗法极大地改善了晚期非小细胞肺癌(NSCLC)的治疗,但是不幸的是,它仅对一部分患者有效,这一比例约为20%。尽管免疫疗法的副作用往往比化疗要少,但大约10%的患者会产生更严重的副作用。当人体免疫系统开始攻击自身细胞时,肺部、肝脏和肠道等器官可能会发炎。

如果能提前正确识别对免疫治疗无反应的患者,就可以避免与治疗相关的副作用。目前,评估免疫疗法是否有效的常规手段是免疫组织化学分析(IHC),然而这种方法不仅具有侵入性而且耗时较久。


患者吹入eNose装置,测量挥发性有机化合物的混合物以评估患者是否会对抗PD-1免疫治疗有何反应。图片来源:阿姆斯特丹大学医学中心


荷兰阿姆斯特丹大学医学中心日前研发出一种快速检测方法——电子鼻(eNose),或许能够打破这一僵局。研究人员利用“电子鼻”分析晚期非小细胞肺癌患者呼出的化学物质,就可以确定患者是否适用免疫疗法。只需不到1分钟的时间,准确率达85%。相关研究结果发表在《Annals of Oncology》杂志上。

eNose是一种小型设备,其中包含用于检测挥发性有机化合物(VOC)的传感器,这些化学物质占我们呼出气体的约1%。研究人员认为,晚期非小细胞肺癌患者呼吸中VOC的混合可能表明患者是否会对抗PD-1治疗产生反应,VOC可以根据全身或其他部位(例如肺)发生的代谢过程而变化。


https://doi.org/10.1093/annonc/mdz279

这是一项前瞻性观察研究。具体来说,荷兰阿姆斯特丹癌症研究所的研究人员招募了2016年3月至2018年2月期间接受PD-1抑制剂Keytruda(pembrolizumab)及Opdivo(nivolumab)治疗的143名晚期NSCLC患者,并将其分为训练组(92人)和验证组(51人)。通过eNose来分析使用PD-1抑制剂Keytruda(pembrolizumab)及Opdivo(nivolumab)治疗前两周患者的呼吸曲线。三个月后,研究人员使用实体肿瘤的反应评估标准(RECIST)来评估患者是否对治疗响应。结果显示,用eNose分析NSCLC患者呼气成分来区分应答者和非应答者,准确率为85%。

阿姆斯特丹癌症研究所胸部肿瘤学Mirte Muller博士说:“我们的研究结果表明,eNose呼吸分析可以有效避免部分对免疫治疗无效的患者进行免疫疗法。在我们的研究中,有24%的患者对免疫治疗无效。最新的这项研究结果为下一步在大型前瞻性多中心研究中验证这些发现奠定了坚实的基础。”

荷兰阿姆斯特丹大学医学中心呼吸医学系的博士生、目前正在生产eNose的Breathomix首席运营官Rianne de Vries女士说:“当使用eNose时,患者深呼吸,保持5秒钟,然后慢慢呼气进入设备。eNose传感器响应呼出气体中VOC的完全混合;每个传感器对不同分子组具有最高灵敏度。传感器读数直接发送到在线服务器并存储在在线服务器上,用于实时处理数据、校正环境空气,因为您呼出的空气受到您吸入的空气的影响。测量时间不到一分钟,并将结果与在线数据库进行比较,在线数据库中机器学习算法立即确定患者是否可能响应抗PD1治疗。”

与其他可用的医疗技术、诊断测试和生物标志物相比,eNose技术更便宜。而且eNose是一种非侵入性、快速的检查点测试,可以在医生办公室内几秒钟内提供反馈。研究人员相信,呼气分析将成为一个重要的诊断工具,并将指导未来在肿瘤学和许多其他疾病的治疗。

参考资料:

[1] Electronic nose can sniff out which lung cancer patients will respond to immunotherapy

[2] eNose gets the sniff on lung cancer

[3]Breathalyzer Sniffs Out Potential Cancer Immunotherapy Responders

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