Atemtests bei frühem und spätem Kehlkopfkrebs

Weltweit werden jährlich 130.000 neue Kehlkopfkrebserkrankungen diagnostiziert, die zu 82.000 Todesfällen führen. Das Überleben nach der Diagnose von Kehlkopfkrebs hängt vom Anfangsstadium ab. Bei T3N0Mo-Larynxkarzinomen liegt die 5-Jahres-Überlebensrate zwischen 59 und 66 %. Die Überlebensraten der Patienten sind wie folgt: Chemotherapie (59,2 %), Bestrahlung allein (42,7 %), Patienten nach Operation mit Bestrahlung (65,2 %) und Operation allein (63,3 %). Im Gegensatz dazu reichen die Überlebensraten bei Kehlkopfkrebs im Frühstadium von 90–100 %. Tamura et al. berichteten über therapeutische Ergebnisse von 130 Fällen mit Kehlkopfkrebs, die zwischen 1995 und 2004 im Universitätskrankenhaus Kyoto behandelt wurden[3]. Insgesamt waren 121 Männer und 9 Frauen beteiligt. Ihr Alter lag zwischen 40 und 92 Jahren (Durchschnitt 66 Jahre). Bei allen Tumoren handelte es sich um Plattenepithelkarzinome, die in 111 Fällen an der Glottis, in 18 Fällen an der Supraglottis und in 1 Fall an der Subglottis auftraten. Die meisten Glottiskarzinome (77,5 %) wurden als Stadium I oder II klassifiziert, während die meisten supraglottischen Karzinome (77,8 %) sich im Stadium III oder IV befanden. Krebserkrankungen im Stadium I/II wurden grundsätzlich mit konventioneller Strahlentherapie (60–66 Gy) bzw. zweimal täglicher hyperfraktionierter Strahlentherapie (70–74 Gy) behandelt, wobei versucht wurde, den Kehlkopf zu erhalten. Bei der Behandlung von Fällen im Stadium III/IV wurde eine totale Laryngektomie mit Neck dissection durchgeführt. Die krankheitsspezifischen Fünf-Jahres-Überlebensraten betrugen 100 %, 96 %, 100 % bzw. 68 % für die Stadien I, II, III und IV. Die 5-Jahres-Kehlkopferhaltungsraten betrugen 98 %, 100 %, 86 %, 0 % bzw. 0 % für T1a, T1b, T2, T3 und T4 des Glottiskarzinoms. Lokalrezidive traten in fünf Fällen von Glottiskarzinom im Stadium I/II auf, das erfolgreich gerettet werden konnte.

Chera et al. berichteten über hervorragende Behandlungsergebnisse der definitiven Strahlentherapie (RT) für Plattenepithelkarzinome (SCCA) des Kehlkopfes im Frühstadium. Die endoskopische Laserresektion kann auch bei Kehlkopfkrebs im Frühstadium ein hervorragendes Ergebnis erzielen. Schrivers et al. [5]berichteten über eine Überlebensanalyse von 100 Patienten mit T1a-Glottiskarzinom, die mit CO(2)-Laserchirurgie (n = 49) oder Strahlentherapie (n = 51) behandelt wurden. Es wurden keine signifikanten Unterschiede in der lokalen Kontrolle und im Gesamtüberleben gefunden. Die endgültige 5-Jahres-Kehlkopferhaltung war signifikant besser in der CO(2)-Laserchirurgie-Gruppe (95 % vs. 77 %, p = 0,043).

Atemtests mit flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) bei der Krebserkennung Das Konzept für VOC-Tests besteht darin, dass VOCs, hauptsächlich Alkane und aromatische Verbindungen, bevorzugt von Krebspatienten produziert und ausgeatmet werden und als genaue Marker für Malignität verwendet werden können. Bereits 1971 identifizierten Tests mit normalem Atem mehr als 100 flüchtige organische Verbindungen. In den 1980er Jahren verwendeten Gordon und Preti Massenspektroskopie und Gaschromatographie, um spezifische Veränderungen im Profil flüchtiger organischer Verbindungen im Atem von Lungenkrebspatienten zu identifizieren[16]. In zwei Arbeiten aus den Jahren 1999 und 2003 verfeinerte Phillips diese ursprünglichen Daten weiter, um eine Gruppe von 9 flüchtigen organischen Verbindungen zu identifizieren, die hochempfindlich und spezifisch für das Vorhandensein von Lungenkrebs waren. Die Konzentration dieser oxidativen Alkan- und Methylalkan-Stressprodukte war im Atem von Lungenkrebspatienten verringert.

Querschnittsstudien haben ausgeatmete Biomarker als Funktion der Krankheit untersucht, sowohl als Biomarker des Krankheitszustands als auch als prädiktive Marker. In Querschnittsstudien wird eine Kontrollgruppe mit einer Patienten- oder Krankengruppe verglichen und Atemmarker werden analysiert, um qualitative oder quantitative Unterschiede zwischen den beiden Gruppen zu identifizieren. Phillips und Mitarbeiter [14] untersuchten alveoläre Gradienten (d. h. Häufigkeit in der Atemluft minus Häufigkeit in der Raumluft) von C4- bis C20-Alkanen und monomethylierten Alkanen in der Atemluft als Tumormarker bei primärem Lungenkrebs. Sie kamen zu dem Schluss, dass ein Atemtest für C4- bis C20-Alkane und monomethylierte Alkane einen rationalen neuen Satz von Markern lieferte, der Lungenkrebs in einer Gruppe von Patienten mit histologisch bestätigter Krankheit identifizierte. Die analytische Methodik wurde 2003 beschrieben, wo berichtet wurde, dass unter Rauchern und Ex-Rauchern eine Sensitivität für Malignität von 86 % (55/64) und eine Spezifität von 83 % (19/23) bestanden. Dies im Vergleich zu Sensitivität und Spezifität bei Nichtrauchern von 66 % (2/3) und 78 % (14/18). Insgesamt wurde der VOC-Atemtest also nicht vom Raucherstatus beeinflusst.

Änderungen der VOC-Muster im Atem sind unabhängig von der Größe des Lungenkrebses bei diesen T1-Tumoren (

Atemtests bei Kehlkopfkrebs In einem kürzlich erschienenen Artikel beschrieben Hakim et al. [24] zum ersten Mal, dass Kopf-Hals-Krebs durch Atemtests identifiziert werden kann.

Alveolärer Atem wurde von 87 Freiwilligen (HNC- und LC-Patienten und gesunde Kontrollpersonen) in einer klinischen Querschnittsstudie gesammelt. Die Unterscheidungskraft einer maßgeschneiderten Nanoscale Artificial Nose (NA-NOSE) basierend auf einer Anordnung von fünf Gold-Nanopartikel-Sensoren wurde anhand von 62 Atemproben getestet. Die NA-NOSE-Signale wurden analysiert, um statistisch signifikante Unterschiede zwischen den Subpopulationen unter Verwendung von (i) Hauptkomponentenanalyse mit ANOVA und Student's t-Test und (ii) Support Vector Machines und Kreuzvalidierung zu erkennen. Die Ergebnisse zeigten, dass Atemtests klar zwischen (i) HNC-Patienten und gesunden Kontrollen, (ii) LC-Patienten und gesunden Kontrollen und (iii) HNC- und LC-Patienten unterscheiden konnten. Die GC-MS-Analyse zeigte statistisch signifikante Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung der Atemluft der drei Gruppen.

Der Cyranose/Enose VOC-Test mit der eNose ermöglicht es, Patientengruppen auf Unterschiede oder Ähnlichkeiten des Atemsignals zu testen. Ein einzelner Atemzug wird in einem Probenbeutel gesammelt, dann saugt eine Pumpe die Probe in das Gerät, wo sie über 32 elektronische Sensoren geleitet wird. Über 400 mögliche Chemikalien beeinflussen diese Sensoren auf unterschiedliche Weise, und es wird ein Muster elektronischer Signale erzeugt. Es ist die Verteilung der elektrischen Signale über die 32 Sensoren, die das Muster ergibt. Die Software im Gerät bestimmt, welcher der 32 Sensoren bei jedem Test das stärkste Signal liefert, und verwendet diese Sensorergebnisse in einem Kombinationsergebnis, das als Faktor bezeichnet wird. Dies wird als Hauptkomponentenanalyse bezeichnet. Beim Vergleich von 3 Patientengruppen generiert die Software 2 Faktoren für jede Atemprobe und zeichnet diese in einem Diagramm auf. Wenn eine Gruppe von Patienten ein charakteristisches Signal hat, wird die Faktorenanalyse diese Gruppe in einem bestimmten "Abstand" auf dem Diagramm von der anderen Gruppe zusammenfassen. Je größer der Abstand t (Mahalobinus-Abstand), desto unterschiedlicher sind die Gruppen. Zahlreiche Autoren haben Daten zu dieser Art von Analyse für eine Vielzahl von Krankheitszuständen, insbesondere Lungenkrebs, veröffentlicht. Dieser Ansatz ist technisch sehr einfach und führt zu einer weiteren Untersuchung der einzelnen VOCs, die für das Signal verantwortlich sind. Basierend auf Ergebnissen aus anderen Tumoren ist es jedoch wahrscheinlich, dass eine Kombination von VOCs bei Krebspatienten in unterschiedlichen Mengen vorhanden ist, im Gegensatz zu einer einzelnen VOC. Der ENose-Ansatz wurde weder bei Patienten mit Kopf-Hals-Krebs angewendet, noch gab es Berichte über den Nachweis von In-situ-Krebs.

Aufgrund der schrittweisen Entwicklung von Plattenepithelkarzinomen ist es durchaus möglich, dass In-situ-Fälle mit fortgeschrittenen Fällen von Plattenepithelkarzinomen zusammengefasst werden und dass sich beide von Rauchkontrollen unterscheiden. Alternativ kann es sein, dass sich das Signal in den frühen Fällen von späteren Stadien, aber auch von Kontrollen unterscheidet, so dass sowohl frühe als auch fortgeschrittene Fälle durch Atemtests diagnostiziert werden könnten.

Es ist bekannt, dass sowohl der CT- als auch der VOC-Atemtest Lungenkrebs im Stadium 1 erkennen können, der eine Heilungsrate von mindestens 50 % aufweist. Es besteht jedoch die Möglichkeit, dass VOC sogar frühere Stadien von Lungenkrebs erkennen können, wie z. B. In-situ-Karzinome, die bei richtiger Inszenierung und Behandlung eine langfristige Heilungsrate von über 95 % aufweisen. Es ist möglich, dass VOC-Tests letztendlich beim Kehlkopfkrebs-Screening entweder als erster Schritt (hoher negativer prädiktiver Wert) oder als Zweitlinientest verwendet werden, um zweideutige Ergebnisse des Low-Dose-CT-Brustscreening-Screenings weiter zu bewerten. Außerdem verfügen wir über Fachkenntnisse in NBI und Fluoreszenzbronchoskopie, und unser Schwerpunkt liegt auf der Behandlung der Art von frühen Läsionen, die bei diesem Ansatz gefunden werden.

Methoden Atemtests werden unter Verwendung des Cyranose ENose in der Thoraxmedizin etablierten Protokolls für Tests aus der Lungenkrebsstudie durchgeführt, x 2 einzelne Ausatmungen in einen Sammelbeutel Idealerweise wird dies am besten durchgeführt, wenn eine Läsion von einem HNO-Chirurgen gesehen wurde, aber BEVOR sie biopsiert wird (um verwirrende Effekte auf die VOCs der Gewebezerstörung durch die Biopsie zu vermeiden) Die ENose-Software ermöglicht Vergleiche von 3 Gruppen mit jeweils 10 Probanden – 10 Tis/T1, 10 fortgeschrittene Larynx-Ca, 10 rauchende Kontrollen mit nachgewiesenem normalen HNO- und Tracheobronchialbaum.

Die Patienten würden sich vor der Behandlung mit NBI einer routinemäßigen Panendoskopie unterziehen, um eine begleitende zweite Primärerkrankung entweder im Kopf-Hals-Bereich oder im Bronchialbaum auszuschließen

Potenzielle Bedeutung Nachweis des Prinzips des Screenings zum Nachweis gut behandelbarer Läsionen Unterstützende Daten für ähnliche Tumore, insbesondere Plattenepithelkarzinom der Bronchien, nämlich die Vorteile der Früherkennung

Verfahren Alle werden in der Abteilung für Thoraxmedizin durchgeführt. Atemprobenentnahme für VOCs: Ein tragbares Atemsammelgerät erfasst VOCs in einer Ausatmungsprobe mit langsamer Vitalkapazität unter Verwendung des bereits vorhandenen Standardverfahrens. Es werden zwei Proben entnommen, wobei der Patient jeweils 5 Minuten lang sanft über ein Mundstück mit Nasenklammer atmet. Patienten sollten es sein

1. Nil durch den Mund
2. 12 Stunden nicht rauchen
3. Kein Alkohol für >24 Stunden Atem wird verarbeitet von 1. Die Enose und 2. Gaschromatographie/Massenspektroskopie