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呼吸分析电子仪在癌症免疫疗法中的应用

2020-01-08
来源:电子发烧友
关键词: 医疗设备 医疗技术

  一项针对晚期非小细胞肺癌(NSCLC)患者的前瞻性观察性试验发现,检测呼吸中化学物质的电子鼻装置可以准确地识别出对最新免疫疗法有反应或无反应的患者,准确率为85%。该试验的结果发表在《肿瘤学年鉴》上 ,表明对PD-L1生物标志物的eNOSE表现出比有创且耗时的免疫组织化学(IHC)测试更好的预测准确性,PD-L1生物标志物是目前预测NSCLC对Aβ应答的金标准。抗PD-1免疫疗法,例如nivolumab或pembrolizumab。

  研究共同第一作者Mirte Muller说:“我们发现,在开始免疫疗法治疗之前,对非小细胞肺癌患者的呼气进行eNose分析可以区分反应者和非反应者,准确度达85%。” ,荷兰癌症研究所胸部肿瘤学系博士。“与其他可用的医学技术,诊断测试和生物标记相比,eNose技术便宜。eNose有资格作为无创且快速的即时护理测试,可在医生办公室的数秒内提供反馈。我们的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。该研究在题为“通过呼出气的电子鼻分析预测非小细胞肺癌患者对PD-1治疗的反应。”

  作者写道,免疫检查点抑制剂(ICIs)“显着改善”了晚期NSCLC的治疗,但仅对部分患者有效,“当我们开始研究时,这一比例约为20%,” Michel van den Heuvel评论说,拉德布德大学医学中心(荷兰奈梅亨)胸腔肿瘤学教授是该研究的负责人。“目前,除了通过免疫组织化学进行的PD-L1检测外,尚无可准确预测谁将从该治疗中受益的检测方法。尽管在分析是否使用免疫疗法治疗患者的临床决策上存在分析和预测方面的局限性,但这仍是当今的生物标记。”

  作者建议,一种替代IHC测试的潜在方法是呼出空气的分子谱分析。我们从肺中呼出的空气中含有数千种挥发性有机化合物(VOC)。这些VOC可能会根据身体不同部位(例如肺部)发生的代谢过程而有所不同。eNose是一种小型设备,包含可以检测呼出空气中这些VOC的传感器。研究人员认为,晚期NSCLC患者呼吸中的VOC混合可能表明患者是否会对抗PD1治疗产生反应。

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  共同首次研究的作者Rianne de Vries解释说:“我们假设,使用eNose技术进行呼气分析可能是当前标准的一种非侵入性且快速的替代方法,它将使医生避免对他们无反应的免疫疗法治疗患者。”阿姆斯特丹大学医学中心呼吸内科的一名博士生。de Vries是位于荷兰的Breathomix的首席运营官,该公司正在开发eNose设备。

  “使用eNose时,患者会深吸一口气,屏住五秒钟,然后慢慢向设备呼气,” de Vries解释说。“ eNose传感器可对呼出气中的VOC进行完全混合;每个传感器对不同的分子组具有最高的灵敏度。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,以进行数据的实时处理和环境空气校正,因为您呼出的空气受您吸入的空气的影响。测量只需不到一分钟的时间,然后将结果与在线数据库进行比较,在该数据库中,机器学习算法可立即确定患者是否可能对抗PD1治疗产生反应。”

  荷兰癌症研究所的研究人员在2016年3月至2018年2月之间进行了eNose试验,招募了143例晚期NSCLC患者。在开始使用nivolumab或pembrolizumab治疗前两周,使用eNose设备记录患者的呼吸状况。三个月后,应用标准标准(固体肿瘤反应评估标准,RECIST)评估每个患者是否对治疗有反应。2016年3月至2017年2月开始治疗的前92名患者(训练集)的结果通过其余51名患者的相同测试的结果进行了验证,后者于2017年4月之后开始治疗。

  总体发现表明,eNose在预测对免疫疗法的反应中显示出85%的准确性。“我们的发现表明,通过eNose进行呼吸分析可以潜在地避免对被eNose识别为对免疫疗法无反应的患者进行无效治疗,在我们的研究中,该患者为24%,” Muller补充说。“这意味着在24%的NSCLC患者中可以避免这种治疗,而不会否认任何有效的治疗方法。”研究结果还发现,“与目前使用的生物标志物相比,eNose在所有领域均优于PD-L1,”研究人员表示。

  尽管免疫疗法的副作用往往比化学疗法要少(疲劳是最常见的),但它可以在大约10%的患者中引发更严重的副作用。当人体的免疫系统开始攻击自己的细胞时,其中包括肺,肝和肠等器官的炎症。确定谁对免疫疗法无反应意味着可以避免患者遭受潜在的副作用。

  van den Heuvel总结道:“我们坚信这项研究只是表面的。它代表了现代精密医学的首次引入,即可以轻松获得分子指纹并在现场快速进行分析。这确实为个体患者和医生提供了新的可能性。此eNose系统的功能在于,它已在技术和临床上得到正确验证,这一点至关重要。我们相信,呼气分析将成为重要的诊断工具,并将指导肿瘤学以及许多其他疾病的未来治疗。”

  据作者所知,该报道的研究是第一项使用eNose识别抗PD-1治疗反应的研究。他们写道:“我们的研究扩展了Shlomi等人的工作,他们能够使用eNose技术将具有EGFR突变的肺癌患者与具有野生型EGFR的肺癌患者区分开来。我们最近表明呼气分析可以在医护点对慢性气道疾病进行临床和炎性表型分析,因此可以促进个性化的抗炎策略,鉴于临床上适用的技术,目前的数据可能使呼吸评估符合以下条件:一种用于NSCLC患者分层的实时工具。”


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