ROZŠÍŘENÁ ODPOVĚĎ TĚKAVÝCH BIOMARKERŮ PŘI HODNOCENÍ KARCINOMU JÍCNU A ŽALUDKU (AROMA2) (AROMA2)

Včasná detekce karcinomu jícnu a žaludku: klinická výzva

Detekce karcinomu jícnu a žaludku v raném stádiu zůstává nenaplněnou klinickou potřebou. Jeho incidence ve Spojeném království a mnoha dalších západních zemích v posledních letech dramaticky vzrostla. Výzvy v diagnostice jsou přičítány z velké části nespecifické povaze jeho časných příznaků, které se překrývají s benigními gastrointestinálními stavy, spolu s náročnou na zdroje a invazivní povahou současných diagnostických postupů, jako je endoskopie. Takzvané ‚varovné‘ příznaky, které vedou k naléhavějšímu vyšetření, jsou často spojeny s pokročilým onemocněním, kde jsou kurativní léčby omezené. V důsledku toho zůstává pětileté přežití karcinomu jícnu a žaludku ve Spojeném království znepokojivě nízké na 15–20 %, což je jedno z nejhorších v Evropě. Včasná detekce nabízí nejlepší šanci na účinný zásah, kde minimálně invazivní léčby a chirurgické zákroky mohou vést k přežití přes 85 %.

Stále více důkazů naznačuje, že těkavé organické sloučeniny (VOCs), což jsou malé molekuly vydechované v dechu, slibují jako neinvazivní biomarkery pro detekci rakoviny ve formě dechového testu. Naše práce naznačuje, že VOCs jsou produkovány jak rakovinovými buňkami, tak mikrobiomem asociovaným s nádorem. Naše porozumění cestám vedoucím k produkci VOCs nám umožňuje navrhnout augmentaci dechového testu pomocí určitých živin ke zvýšení produkce těkavých markerů a zlepšení přesnosti testů.

Vyvinuli jsme dechový test pro diagnostiku karcinomu jícnu a žaludku, počínaje objevem těkavých biomarkerů a pokračujícím do multicentrické klinické studie financované NIHR, která prokázala senzitivitu 80 % a specificitu 81 %. Pro zkoumání původu VOCs v karcinomu jícnu a žaludku jsme vyvinuli in-vivo lidský model, který umožnil kompartmentální měření VOCs z gastrointestinálního traktu, dýchacích cest a smíšeného dechu během celkové anestezie. Srovnatelné hladiny těkavých mastných kyselin jak ve smíšeném, tak v bronchiálním dechu u pacientů s rakovinou naznačují, že primárním zdrojem těchto VOCs jsou plíce, pravděpodobně vstupující do dechu systémovou cirkulací.

Současně jsme vyvinuli standardizované operační postupy pro analýzu VOCs s platformou pro vysokokapacitní analýzu dechu v souladu s normami ISO. Naše ověřená metodologie má limit kvantifikace VOCs 1,25 ng/l se zavedenými postupy zajištění a kontroly kvality.

Program AROMA je komplexní iniciativa zaměřená na porozumění cestám podmiňujícím produkci VOCs odvozených od rakoviny. Namísto pouhého zaměření na zlepšení senzitivity detekčního zařízení naše navrhované řešení zahrnuje augmentaci produkce VOCs zavedením jednoduchých živin. Předpokládá se, že tyto živiny budou rychle metabolizovány rakovinovými buňkami a mikrobiomem asociovaným s rakovinou, aby augmentovaly produkci rakovinově specifických VOCs. Využitím těchto VOC-cest vyvineme dechový test pro karcinom jícnu a žaludku, který bude mít klinicky přijatelnou senzitivitu a specificitu. Po provedení optimalizačních experimentů v průkazové studii (AMNED; REC Ref:18/LO/0078) jsme vyvinuli orální stimulační nápoj (OSD) složený z glukózy, glycerolu, aminokyselin a železa. Dech pacientů s karcinomem jícnu a žaludku (n=30) a kontrol (n=30) byl sbírán po dobu 2 hodin v 30minutových intervalech po konzumaci OSD. Špičková odezva VOC se lišila, ale nastala do hodiny od konzumace. Také jsme ukázali, že produkci VOCs bakteriemi asociovanými s karcinomem jícnu a žaludku lze zvýšit pomocí stejných živinových substrátů.

Ve studii AROMA1 (n=648) byl vyvinut model detekce rakoviny založený na dechovém testu, augmentovaný OSD. Biobanka AROMA (n=335) vytvořila komplexní biobanku tkání od pacientů s rakovinou i bez rakoviny, aby porozuměla cestám vedoucím k původu VOCs.

Odůvodnění pro AROMA2

Studie AROMA2 je klíčovým dalším krokem v tomto programu. AROMA2 otestuje dechový test v multicentrické trojitě zaslepené klinické studii, vyhodnocující jeho senzitivitu a specificitu u pacientů odeslaných na cestu karcinomu horního gastrointestinálního (GI) traktu. Tito pacienti vykazují příznaky naznačující karcinom horního GI traktu, ale mají neznámou diagnózu. Poskytne nezbytnou validaci dechového testu v reálném klinickém prostředí, aby se stanovila diagnostická přesnost testu v klinickém kontextu.

Metody

Bude rekrutováno nejméně 5400 jedinců s podezřením na karcinom horního GI traktu, odeslaných z primární péče po cestách karcinomu horního gastrointestinálního traktu, z více než 20 center. Cílem je mít 216 karcinomů a 5184 kontrol s kompletní datovou sadou (spolehlivá dechová data a výsledky referenčního testu). Vzorky dechu před a po orálním stimulačním nápoji (OSD) budou sbírány na trubice pro tepelnou desorpci, které budou analyzovány pomocí plynové chromatografie-hmotnostní spektrometrie (GC-MS). Bude testována diagnostická přesnost dechového testu pro detekci rakoviny.

Očekávaný dopad a šíření: Neinvazivní dechový test přinese přímý prospěch pacientům prostřednictvím dřívější a přesné detekce karcinomů horního GI traktu, spolu s vyšší přijatelností pro pacienty. Zajištění včasného odeslání povede k kurativní léčbě a zlepšenému dlouhodobému přežití. Výsledky budou šířeny prostřednictvím konferenčních prezentací, publikací, místní veřejné poradní skupiny (PAG), charitativních organizací, místního výzkumného webu a sociálních médií.