Nachweis abnormaler respiratorischer Zellpopulationen bei Patienten mit Lungenkrebs-Screening mithilfe des CyPath-Lung-Assays

Es gibt zahlreiche Begünstigte des Verteidigungsministeriums (DoD), die an den verschiedenen Lungenkrebs-Früherkennungsprogrammen im gesamten Verteidigungsministerium teilnehmen. Hierbei handelt es sich um eine prospektive Beobachtungsstudie zur Sputumzytologie mittels Durchflusszytometrie zur Analyse von Sputumproben von Patienten, die sich einem jährlichen Lungenkrebs-Screening unterziehen. Das Hauptziel dieser Studie ist die Analyse der Zellprofile von Sputumproben, die mit Hilfe des Acapella®-Atemwegsunterstützungsgeräts bei Patienten mit einem höheren Risiko für Lungenkrebs gesammelt wurden. Die Zielgruppe sind Patienten mit hohem Risiko für die Entwicklung von Lungenkrebs im Alter von 50 bis 80 Jahren mit einer erheblichen Rauchergeschichte.

Eine Sputumprobe wird vom Patienten über einen Zeitraum von drei Tagen zu Hause mit dem Atemwegsunterstützungsgerät Acapella® (Smiths Medical) entnommen. Das Acapella-Gerät ist ein nichtinvasives Atemwegswiderstandsgerät, das bei Patienten mit Bronchiektasen und anderen ähnlichen Erkrankungen das Husten unterstützt und den Schleim aus den Atemwegen befreit. Eingeschrieben werden männliche und weibliche Teilnehmer, die im aktiven Militärdienst sind und ein hohes Risiko für Lungenkrebs haben und sich einer jährlichen Niedrigdosis-CT (LDCT) des Brustkorbs unterziehen, um auf neue Knötchen zu untersuchen. Zu den Personen mit einem hohen Risiko für Lungenkrebs zählen Teilnehmer im Alter von 50 bis 80 Jahren, die 30 Jahre oder länger das Äquivalent einer Schachtel Zigaretten pro Tag geraucht haben und in den letzten 15 Jahren nicht mit dem Rauchen aufgehört haben. Die Patienten werden nach dem Vorliegen oder Fehlen neuer CT-Befunde ausgewählt. Die Hälfte der Kohorte wird keine neuen CT-Befunde haben und die andere Hälfte der Kohorte wird neue Veränderungen im CT haben, die auf eine mögliche Malignität hinweisen.

Teilnehmer, die eine Einverständniserklärung unterzeichnen und die Einschluss-/Ausschlusskriterien erfüllen, werden in die Forschungsstudie aufgenommen. Die Sputumprobe wird vom Teilnehmer zu Hause über einen Zeitraum von drei (3) Tagen (1 Probe/Tag) unter Verwendung des Acapella©-Atemwegsunterstützungsgeräts gemäß den Geräteanweisungen entnommen. Die Probanden bündeln ihre 3 Sputumproben in einem Sammelbecher und geben den Becher innerhalb von 2 Wochen nach Abschluss ihrer geplanten LDCT an die Sammelstelle in der Lungenklinik des Brooke Army Medical Center zurück. Die Teilnehmer verwenden Acapella®, um ihren Schleim zu lösen und bei der Entnahme der Sputumprobe zu helfen. Der Studienkoordinator wird den Teilnehmer bei Besuch 1 in die Verwendung des Acapella® gemäß den Geräteanweisungen einweisen. Nach der Verwendung von acapella® wird der Teilnehmer angewiesen, fünf Minuten zu warten, bis sich Schleim im Rachenraum ansammelt, und dann zu husten, um den Auswurf auszustoßen. Anschließend wird der Teilnehmer angewiesen, durch Husten in den Probensammelbecher Sputum zu spucken, ohne sich dabei den Hals zu kratzen. Die Teilnehmer sollten einen Sammelbecher, das Acapella®-Gerät und Anweisungen zum Mitnehmen erhalten. Die Teilnehmer sollten alle drei Proben innerhalb von drei Tagen zu Hause in einem einzigen Sammelbecher sammeln. Nach der dritten Sputumentnahme zu Hause mit der Acapella® gibt der Teilnehmer die kombinierte Sputumprobe in einem Sammelbecher an die Entnahmestelle zurück.

Nach Erhalt an der Entnahmestelle werden die Sputumproben gekühlt und, wenn möglich, noch am selben Tag mit einer Kühlpackung an das bioAffinity (BA)-Labor zur Verarbeitung mit dem CyPath Lung Assay versandt. Die Erfassung von Daten zu Zellen in den Sputumproben wird von BA-Forschern mithilfe des Navios-Durchflusszytometers bei Precision Pathology Services (PPS) durchgeführt.

Sputumproben werden in einem sterilen Sammelbecher ohne Konservierungsmittel gesammelt und bis zum Versand gekühlt (2–8 °C) aufbewahrt. Die Patienten bewahren ihre Proben gekühlt auf, bis sie an die Lungenklinik geliefert werden. Die Proben werden bis zum Versand gekühlt in der Lungenklinik aufbewahrt. In den BA-Laboren wird die Probe verarbeitet, mit Antikörpern und Farbstoffen markiert, um Zellpopulationen zu identifizieren, und anschließend werden Daten erfasst und mittels Durchflusszytometrie analysiert. Die Probenverarbeitung wird unter einer Schutzhaube durchgeführt. Die Vorbereitung der Sputumprobe für die Durchflusszytometrieanalyse besteht aus der chemischen Dissoziation des Sputums, um eine einzelne Zellsuspensionsprobe zu erzeugen, die mit fluoreszierend markierten Antikörpern markiert ist, die Leukozytenpopulationen wie Granulozyten, Alveolarmakrophagen sowie T- und B-Lymphozyten unterscheiden. Antikörper färben auch spezifisch nichtentzündliche Zelltypen wie Plattenepithelzellen im Sputum an. Die Sputumprobe ist mit dem fluoreszierenden Porphyrin meso-tetra-(4-carboxyphenyl) (TCPP) markiert, das sich bevorzugt an Krebszellen und krebsverwandte Zellen im Sputum bindet. Mithilfe einer Lebensfähigkeitsfärbung werden abgestorbene Zellen, einschließlich kontaminierender Plattenepithelzellen (Wangenzellen), aus der Analyse ausgeschlossen. Die Gating-Strategie schließt auch Dubletts und Trümmer von der Analyse aus. Das Vorhandensein von Alveolarmakrophagen bestätigt, dass die Probe aus den Atemwegen stammt.

Von der Entnahmestelle gesammelte Proben werden außer eindeutig zugewiesenen Studienteilnehmernummern nicht mit einer Probandenidentifikation gekennzeichnet. Die Person, die für die Entnahme der Proben verantwortlich ist, ist nicht dieselbe Person, die die Tests durchführt. Folglich sind BA-Forscher hinsichtlich der Identität der Teilnehmer blind.

Forscher, die keine Kenntnis von der Identität des Teilnehmers haben, werden die Experimente durchführen, bei denen die Eigenschaften der Proben verglichen werden. Die Erkenntnisse aus dieser Forschung werden nicht an Anbieter zur Diagnose bösartiger Erkrankungen bei Teilnehmern weitergegeben oder bei nachfolgenden Behandlungsentscheidungen verwendet.

Wenn die Probenentnahme unzureichend ist, erhalten die Patienten ein einzelnes zusätzliches Entnahmekit, um die Sputumprobe erneut einzusenden.

Die folgenden klinischen Daten werden für jeden Patienten erhoben.

1. Demografische Daten (Alter, Geschlecht, Größe, Gewicht)
2. Medizinische und chirurgische Vorgeschichte, einschließlich Lungenerkrankungen.
3. Medikamenteneinnahme
4. Geschichte des Rauchens
5. Ergebnisse der letzten Niedrigdosis-CT (LDCT) für das Vorhandensein/Fehlen neuer Befunde.