Hybridní senzorová analýza dechu pro screening kolorektálního karcinomu (HYCOR)
Hybridní senzorová analýza dechu pro screening kolorektálního karcinomu (HYCOR)
Cílem tohoto projektu je propagovat koncept dechových těkavých markerů pro screening kolorektálního karcinomu (CRC) pokrokem ve vývoji aplikace nového hybridního analyzátoru pro tento účel.
Očekává se, že koncept hybridního analyzátoru bude těžit z kombinace dat získaných ze senzoru oxidu kovu (MOX) a infračerveného spektra (IR). Současná studie bude první globálně, která se tímto konceptem v detekci CRC zabývá. Kromě toho budou k řešení biologického významu emisí VOC z rakovinné tkáně použity tradiční metody, zejména plynová chromatografie spojená s hmotnostní spektrometrií (GC-MS), a napomohou k dalšímu pokroku v přístupu hybridního snímání.
Přehled studie
Postavení
Intervence / Léčba
Detailní popis
Pro řešení cílů projektu byly stanoveny čtyři konkrétní výzkumné cíle:
- Identifikovat VOC související s rakovinou emitované tkání CRC prostřednictvím srovnání VOC emitovaných z rakovinné tkáně s VOC emitovanými nerakovinnou tkání (ex vivo chirurgický materiál) pomocí GC-MS.
- Identifikovat VOC odlišující lidský dech od pacientů s CRC a kontrol (pomocí GC-MS) a také porovnat chemický podpis dechu pacientů s CRC s chemickým podpisem rakovinné tkáně.
- Vyhodnotit výkon sady senzorů v hybridním analyzátoru a výkon jednotlivých senzorů pro detekci CRC; vyvinout a ověřit matematický model pro detekci CRC.
- Pro ověření hybridního analyzátoru v reálném prostředí screeningu CRC, tj. ve srovnání s obecně uznávaným přístupem screeningu CRC detekce okultního krvácení ve stolici.
- Porovnat fekální mikrobiom mezi CRC skupinou a kontrolou.
Očekává se, že vědecké výsledky, které mají být získány během současného projektu, objasní původ a metabolismus těkavých biomarkerů CRC. Tento úspěch pak usnadní implementaci nového screeningového testu založeného na nově vyvinutém hybridním analyzátoru do lékařské praxe.
Identifikace vzorů VOC pomocí senzorového pole pro pacienty s CRC ve srovnání s kontrolami. Řešení těchto cílů umožní hloubkové pochopení fyziologického pozadí vydechovaných VOC u pacientů s CRC a usnadní vývoj technologií schopných identifikovat onemocnění a jeho prekurzory ze vzorku vydechovaného vzduchu.
Typ studie
Zápis (Očekávaný)
Kontakty a umístění
Studijní kontakt
- Jméno: Linda Mezmale, MD
- Telefonní číslo: +37129918302
- E-mail: linda.mezmale@lu.lv
Studijní místa
-
-
-
Riga, Lotyšsko
- Nábor
- University of Latvia
-
Kontakt:
- Linda Mezmale, MD
- Telefonní číslo: +37129918302
- E-mail: linda.mezmale@lu.lv
-
-
Kritéria účasti
Kritéria způsobilosti
Věk způsobilý ke studiu
Přijímá zdravé dobrovolníky
Pohlaví způsobilá ke studiu
Metoda odběru vzorků
Studijní populace
Skupina pacientů s rakovinou: budou přijati pacienti se známým nebo suspektním kolorektálním adenokarcinomem, kteří budou přijati do hlavního specializovaného onkologického centra v Lotyšsku za účelem diagnostiky, lékařského nebo chirurgického řízení.
Pacienti kontrolní skupiny budou přijati do hlavního specializovaného endoskopického centra (Centrum pro trávicí choroby „GASTRO“) v Lotyšsku.
Populace s průměrným rizikem m: bude přijata průměrná riziková populace obou pohlaví ve věku 40–64 let v době zařazení, postrádající alarsymptomy pro rakovinu gastrointestinálního traktu. Ti budou aktivně zváni z registrů praktických lékařů nebo registru národních zdravotních služeb (regulační schválení pro tento přístup je již k dispozici). Zaměří se na stejný poměr mezi pohlavími.
Popis
Kritéria pro zařazení:
- Dospělí jedinci (>18 let)
- Po podepsání formuláře souhlasu
- Ochota spolupracovat
Schopnost poskytnout vzorek dechu
- Pro skupinu s rakovinou: kolorektální adenokarcinom musí být zdokumentován histologicky (akceptována je i histologická diagnóza po operaci žaludku) nebo pacienti, u kterých byl adenokarcinom potvrzen v průběhu studie.
- Pro nenádorovou skupinu: kontrolní skupina - každý pacient, který má zdravotní indikaci pro kolonoskopii
Kritéria vyloučení:
- Pacient nepodepsal formulář souhlasu
- Pacienti, kteří podstoupili kompletní očistu střev
- Jiné aktivní malignity
- V současné době probíhá neoadjuvantní chemoterapie, radioterapie
- Akutní stavy (urgentní operace pro pacienta)
- Resekce tenkého střeva v minulosti
- Terminální selhání ledvin (chronické selhání ledvin stadium 4)
- Diabetes typu I
- Bronchiální astma (aktivní)
Studijní plán
Jak je studie koncipována?
Detaily designu
Kohorty a intervence
Skupina / kohorta |
Intervence / Léčba |
|---|---|
|
Průměrná riziková populace
Průměrná riziková populace obou pohlaví ve věku 40–64 let v době zařazení bez alarmujících příznaků rakoviny trávicího traktu
|
Odběr vzorků séra, plazmy pro popis skupiny a stratifikaci.
Vzorky stolice pro testování mikroflóry.
Kolonoskopie bude použita pouze podle klinických indikací.
Dohromady bude rekrutováno minimálně 1000 jedinců relativně zdravých 40-64letých shromážděných jedinců. Vzorky dechu budou odebírány tak, že se pokusné osoby nadechnou do hybridního analyzátoru dechu. K vyloučení signifikantních kolorektálních lézí bude skupině populace nabídnuto laboratorní testování FIT na okultní krev ve stolici. Budou také získány vzorky séra a plazmy, aby byly k dispozici, pokud bude vyžadováno další testování. Jedinci s hodnotou testu FIT nad mezní hodnotou (>10 mikrog/g stolice) budou pozváni ke kolonoskopii. Postupy analýzy dat a klasifikační modely budou testovány v této obecné populaci a křížově zkontrolovány s výsledky FIT a kolonoskopie. |
|
Pacienti s kolorektálním karcinomem
Pacienti s histologicky potvrzeným kolorektálním karcinomem (adenokarcinom)
|
Odběr vzorků dechu bude prováděn pomocí hybridního senzorového zařízení a nebo analýzy GC-MS (sběrem vzorků dechu do adsorbčních zkumavek).
Před odběrem vzorků dechu budou stanoveny přísné požadavky na subjekty, aby se standardizoval odběr dechu a omezil se vliv zkreslujících faktorů.
Odběr vzorků séra, plazmy pro popis skupiny a stratifikaci.
Vzorky stolice pro testování mikroflóry.
|
|
Kontrolní skupina pacientů bez kolorektálního karcinomu
Pacienti bez kolorektálního maligního onemocnění podle údajů získaných v kolonoskopii
|
Odběr vzorků dechu bude prováděn pomocí hybridního senzorového zařízení a nebo analýzy GC-MS (sběrem vzorků dechu do adsorbčních zkumavek).
Před odběrem vzorků dechu budou stanoveny přísné požadavky na subjekty, aby se standardizoval odběr dechu a omezil se vliv zkreslujících faktorů.
Odběr vzorků séra, plazmy pro popis skupiny a stratifikaci.
Vzorky stolice pro testování mikroflóry.
Kolonoskopie bude použita pouze podle klinických indikací.
|
|
Pacienti s kolorektálním karcinomem podstupující operaci
Pacienti s histologicky potvrzeným kolorektálním karcinomem (adenokarcinom) plánovaní k chirurgickému řešení
|
Odběr vzorků séra, plazmy pro popis skupiny a stratifikaci.
Vzorky stolice pro testování mikroflóry.
Párové vzorky tkáně budou odebrány během operace CRC.
Tkáňový materiál od stejného pacienta bude získán z rakovinné tkáně i z normálního resekovaného materiálu bez maligní infiltrace.
Získá se minimálně 100 mg každé tkáně na vzorek.
Porovnat emise VOC v tkáňovém chirurgickém materiálu CRC s emisemi z normální tkáně pomocí GC-MS u rozumného počtu případů rakoviny.
|
|
Pacienti s polypy podstupující polypektomii
Pacienti s polypy tlustého střeva, kteří budou provádět polypektomii
|
Odběr vzorků dechu bude prováděn pomocí hybridního senzorového zařízení a nebo analýzy GC-MS (sběrem vzorků dechu do adsorbčních zkumavek).
Před odběrem vzorků dechu budou stanoveny přísné požadavky na subjekty, aby se standardizoval odběr dechu a omezil se vliv zkreslujících faktorů.
Odběr vzorků séra, plazmy pro popis skupiny a stratifikaci.
Vzorky stolice pro testování mikroflóry.
Kolonoskopie bude použita pouze podle klinických indikací.
|
Co je měření studie?
Primární výstupní opatření
Měření výsledku |
Popis opatření |
Časové okno |
|---|---|---|
|
Identifikace charakteristického vzoru VOC pro detekci kolorektálního karcinomu
Časové okno: 2 roky po zahájení náboru pacientů
|
Bude detekován charakteristický vzor VOC založený na analýze senzoru a jeho výkonnostních indikátorech.
|
2 roky po zahájení náboru pacientů
|
|
Specifická identifikace chemie ve vydechovaném dechu
Časové okno: 2 roky po zahájení náboru pacientů
|
Identifikace specifických chemických látek (GC-MS analýza) pocházejících z kolorektálního karcinomu.
Těkavé látky budou separovány pomocí kolony Rt-Q-BOND pracující v konstantním toku helia.
Teplotní program kolony bude optimalizován pro detekci pozorovaných těkavých látek.
SCAN bude sloužit k necílené analýze a identifikaci sloučenin vzorků dechu i ke kvantifikaci hojnějších druhů.
Integrace píku bude založena na extrahovaných iontových chromatogramech.
Identifikace sloučenin bude provedena ve dvou krocích.
Špičkové spektrum bude porovnáno s knihovnou hmotnostních spekter NIST.
Identifikace NIST bude potvrzena porovnáním příslušných retenčních časů s retenčními časy získanými na základě standardních směsí připravených z čistých sloučenin.
Kdykoli je to možné, emise VOC budou kvantifikovány pomocí kalibračních směsí připravených z čistých kapalných nebo plynných látek.
|
2 roky po zahájení náboru pacientů
|
Sekundární výstupní opatření
Měření výsledku |
Popis opatření |
Časové okno |
|---|---|---|
|
Identifikace nejvýkonnějších senzorů
Časové okno: 3 roky po zahájení náboru pacientů
|
Rozhodnutí o optimální sadě dechových senzorů, které budou potenciálně zahrnuty do senzorového analyzátoru pro detekci CRC.
Srovnávací analýza mezi výkonem různých výkonů senzorů při identifikaci cílového onemocnění.
|
3 roky po zahájení náboru pacientů
|
|
Analýza střevní mikroflóry ve vztahu k VOC v dechu
Časové okno: 3 roky po zahájení náboru pacientů
|
Analýza úlohy fekální mikroflóry při vzniku VOC ve vydechovaném dechu.
|
3 roky po zahájení náboru pacientů
|
Další výstupní opatření
Měření výsledku |
Popis opatření |
Časové okno |
|---|---|---|
|
Analýza matoucích faktorů
Časové okno: 3 roky po zahájení náboru pacientů
|
Role matoucích faktorů se bude zabývat jejich úlohou v emisích VOC. Před odběrem vzorků dechu budou stanoveny přísné požadavky na subjekty, aby se omezil vliv matoucích faktorů. Ty budou zahrnovat mj.; celonoční hladovění (min 12h), zdržení se kouření alespoň 2 hodiny před odběrem, zdržení se konzumace alkoholu (1 den před odběrem), vyhýbání se nadměrné fyzické aktivitě 1 hodinu před testováním a zdržení se používání mentolky/žvýkačky na den zkoušky. Část výdechu na konci výdechu bude odebírána pomocí pufrovaného nebo CO2 řízeného vzorkování. Vzorky dechu budou předem koncentrovány pomocí sorbentových zkumavek a skladovány při -86 °C. Snahou bude omezit dobu skladování na 2 měsíce. Dále budou vzorky analyzovány pomocí GC-MS. |
3 roky po zahájení náboru pacientů
|
Spolupracovníci a vyšetřovatelé
Sponzor
Publikace a užitečné odkazy
Obecné publikace
- Arnold M, Sierra MS, Laversanne M, Soerjomataram I, Jemal A, Bray F. Global patterns and trends in colorectal cancer incidence and mortality. Gut. 2017 Apr;66(4):683-691. doi: 10.1136/gutjnl-2015-310912. Epub 2016 Jan 27.
- Jurs PC, Bakken GA, McClelland HE. Computational methods for the analysis of chemical sensor array data from volatile analytes. Chem Rev. 2000 Jul 12;100(7):2649-78. doi: 10.1021/cr9800964. No abstract available.
- van Keulen KE, Jansen ME, Schrauwen RWM, Kolkman JJ, Siersema PD. Volatile organic compounds in breath can serve as a non-invasive diagnostic biomarker for the detection of advanced adenomas and colorectal cancer. Aliment Pharmacol Ther. 2020 Feb;51(3):334-346. doi: 10.1111/apt.15622. Epub 2019 Dec 20.
- Zhou W, Tao J, Li J, Tao S. Volatile organic compounds analysis as a potential novel screening tool for colorectal cancer: A systematic review and meta-analysis. Medicine (Baltimore). 2020 Jul 2;99(27):e20937. doi: 10.1097/MD.0000000000020937.
- Sonoda H, Kohnoe S, Yamazato T, Satoh Y, Morizono G, Shikata K, Morita M, Watanabe A, Morita M, Kakeji Y, Inoue F, Maehara Y. Colorectal cancer screening with odour material by canine scent detection. Gut. 2011 Jun;60(6):814-9. doi: 10.1136/gut.2010.218305. Epub 2011 Jan 31.
- Konvalina G, Haick H. Effect of humidity on nanoparticle-based chemiresistors: a comparison between synthetic and real-world samples. ACS Appl Mater Interfaces. 2012 Jan;4(1):317-25. doi: 10.1021/am2013695. Epub 2011 Dec 15.
- Hagemann LT, Ehrle S, Mizaikoff B. Optimizing the Analytical Performance of Substrate-Integrated Hollow Waveguides: Experiment and Simulation. Appl Spectrosc. 2019 Dec;73(12):1451-1460. doi: 10.1177/0003702819867342. Epub 2019 Aug 22.
- Hagemann LT , McCartney MM , Fung AG , Peirano DJ , Davis CE , Mizaikoff B . Portable combination of Fourier transform infrared spectroscopy and differential mobility spectrometry for advanced vapor phase analysis. Analyst. 2018 Nov 19;143(23):5683-5691. doi: 10.1039/c8an01192c.
- Tutuncu E, Nagele M, Becker S, Fischer M, Koeth J, Wolf C, Kostler S, Ribitsch V, Teuber A, Groger M, Kress S, Wepler M, Wachter U, Vogt J, Radermacher P, Mizaikoff B. Advanced Photonic Sensors Based on Interband Cascade Lasers for Real-Time Mouse Breath Analysis. ACS Sens. 2018 Sep 28;3(9):1743-1749. doi: 10.1021/acssensors.8b00477. Epub 2018 Aug 20.
- Glockler J, Jaeschke C, Kocaoz Y, Kokoric V, Tutuncu E, Mitrovics J, Mizaikoff B. iHWG-MOX: A Hybrid Breath Analysis System via the Combination of Substrate-Integrated Hollow Waveguide Infrared Spectroscopy with Metal Oxide Gas Sensors. ACS Sens. 2020 Apr 24;5(4):1033-1039. doi: 10.1021/acssensors.9b02554. Epub 2020 Mar 31.
- Chandrapalan S, Arasaradnam RP. Urine as a biological modality for colorectal cancer detection. Expert Rev Mol Diagn. 2020 May;20(5):489-496. doi: 10.1080/14737159.2020.1738928. Epub 2020 Mar 11.
- Gasenko E, Leja M, Polaka I, Hegmane A, Murillo R, Bordin D, Link A, Kulju M, Mochalski P, Shani G, Malfertheiner P, Herrero R, Haick H. How do international gastric cancer prevention guidelines influence clinical practice globally? Eur J Cancer Prev. 2020 Sep;29(5):400-407. doi: 10.1097/CEJ.0000000000000580.
- Lawler M, Alsina D, Adams RA, Anderson AS, Brown G, Fearnhead NS, Fenwick SW, Halloran SP, Hochhauser D, Hull MA, Koelzer VH, McNair AGK, Monahan KJ, Nathke I, Norton C, Novelli MR, Steele RJC, Thomas AL, Wilde LM, Wilson RH, Tomlinson I; Bowel Cancer UK Critical Research Gaps in Colorectal Cancer Initiative. Critical research gaps and recommendations to inform research prioritisation for more effective prevention and improved outcomes in colorectal cancer. Gut. 2018 Jan;67(1):179-193. doi: 10.1136/gutjnl-2017-315333.
- Broza YY, Mochalski P, Ruzsanyi V, Amann A, Haick H. Hybrid volatolomics and disease detection. Angew Chem Int Ed Engl. 2015 Sep 14;54(38):11036-48. doi: 10.1002/anie.201500153. Epub 2015 Jul 31.
Termíny studijních záznamů
Hlavní termíny studia
Začátek studia (AKTUÁLNÍ)
Primární dokončení (OČEKÁVANÝ)
Dokončení studie (OČEKÁVANÝ)
Termíny zápisu do studia
První předloženo
První předloženo, které splnilo kritéria kontroly kvality
První zveřejněno (AKTUÁLNÍ)
Aktualizace studijních záznamů
Poslední zveřejněná aktualizace (AKTUÁLNÍ)
Odeslaná poslední aktualizace, která splnila kritéria kontroly kvality
Naposledy ověřeno
Více informací
Termíny související s touto studií
Klíčová slova
Další relevantní podmínky MeSH
- Nemoci trávicího systému
- Novotvary
- Novotvary podle místa
- Gastrointestinální novotvary
- Novotvary trávicího systému
- Gastrointestinální onemocnění
- Onemocnění tlustého střeva
- Střevní nemoci
- Patologické stavy, anatomické
- Střevní novotvary
- Rektální onemocnění
- Polypy
- Střevní polypy
- Kolorektální novotvary
- Colonické polypy
Další identifikační čísla studie
- 1.1.1.1/20/A/035
Plán pro data jednotlivých účastníků (IPD)
Plánujete sdílet data jednotlivých účastníků (IPD)?
Informace o lécích a zařízeních, studijní dokumenty
Studuje lékový produkt regulovaný americkým FDA
Studuje produkt zařízení regulovaný americkým úřadem FDA
Tyto informace byly beze změn načteny přímo z webu clinicaltrials.gov. Máte-li jakékoli požadavky na změnu, odstranění nebo aktualizaci podrobností studie, kontaktujte prosím register@clinicaltrials.gov. Jakmile bude změna implementována na clinicaltrials.gov, bude automaticky aktualizována i na našem webu .