Vereinfachte bewegungsbasierte Risikobewertung bei Lungenkrebs (EXHALE-CO2)

Lungenkrebs bleibt weltweit eine der häufigsten Ursachen für krebsbedingte Mortalität. Die chirurgische Resektion bietet bei ausgewählten Patienten eine potenzielle Heilung; jedoch ist das Risiko schwerwiegender postoperativer kardiopulmonaler Komplikationen erheblich. Eine genaue prätherapeutische Risikostratifizierung ist daher entscheidend, um Behandlungsentscheidungen zu leiten, die perioperative Versorgung zu optimieren und die Ergebnisse zu verbessern. Die derzeitige klinische Praxis umfasst kardiopulmonale Belastungstests (CPET), um die physiologische Reserve zu beurteilen, insbesondere die maximale Sauerstoffaufnahme (VO₂peak) und die ventilatorische Effizienz (VE/VCO₂-Slope). Obwohl wirksam, ist CPET ressourcenintensiv, erfordert spezielle Ausrüstung und geschultes Personal und ist daher in vielen Gesundheitseinrichtungen nur begrenzt verfügbar.

Diese Studie bewertet eine vereinfachte, ressourcenschonende Methode zur Beurteilung der ventilatorischen Effizienz mittels endtidalem Kohlendioxid (PetCO₂), das während eines kurzen, niedrigintensiven Fahrradergometertests gemessen wird. Frühere Forschungen der Studiengruppe haben gezeigt, dass PetCO₂ die ventilatorische Effizienz widerspiegelt und einen prädiktiven Wert hat, der mit CPET-basierten Messungen für postoperative Komplikationen vergleichbar ist. Besonders bemerkenswert ist, dass PetCO₂, gemessen während niedrigintensiver Belastung, das stärkste prognostische Signal zu liefern scheint. Da PetCO₂ mit einem tragbaren Gerät und einer Nasenkanüle gemessen werden kann, hat dieser Ansatz das Potenzial, einen zugänglichen, skalierbaren physiologischen Risikobewertungsansatz zu ermöglichen.

Das primäre Ziel ist zu bestimmen, ob PetCO₂, gemessen während eines standardisierten niedrigintensiven Fahrradergometertests, Patienten mit niedrigem versus hohem Risiko für schwerwiegende Komplikationen oder Tod innerhalb von 90 Tagen nach Lungenkrebsoperation (Lobektomie) identifizieren kann. Sekundäre Ziele umfassen: (1) Vergleich der prädiktiven Genauigkeit mit etablierter CPET-basierter Risikostratifizierung; (2) Bewertung von PetCO₂ als Prädiktor für schwere unerwünschte Ereignisse während systemischer Krebstherapie (Chemotherapie und/oder Immuntherapie); und (3) Beurteilung seines prognostischen Werts für das Gesamtüberleben nach zwei Jahren unabhängig vom Behandlungsmodus.

Dies ist eine prospektive, multizentrische Kohortenstudie, die in mehreren Krankenhäusern in Schweden durchgeführt wird, einschließlich regionaler und universitäter Zentren. Patienten, die zur Abklärung eines Verdachts auf Lungenkrebs überwiesen werden, sind für die Einschließung geeignet. Die Studie ist beobachtend; alle Teilnehmer durchlaufen die Standarddiagnostik und Behandlung gemäß der routinemäßigen klinischen Praxis. Der Untersuchungstest beeinflusst nicht die klinische Entscheidungsfindung, da die Ergebnisse den behandelnden Klinikern nicht mitgeteilt werden.

Teilnehmer, die ihre Einwilligung nach Aufklärung geben, führen einen standardisierten, submaximalen Fahrradergometertest bei einer festen niedrigen Belastung (20 W) durch. PetCO₂ wird kontinuierlich mit einem tragbaren Kapnographiegerät und Nasenkanüle vor der Belastung, nach 2 Minuten sitzender Ruhe und während 5 Minuten Radfahren gemessen. Der Test ist kurz (ca. 5 Minuten), erfordert keinen Kleidungswechsel und kann von geschultem Gesundheitspersonal ohne spezielle Expertise durchgeführt werden.

Klinische und physiologische Daten, einschließlich Demografie, Raucherstatus, Lungenfunktion und PetCO₂-Messungen, werden in einem zentralen elektronischen Datenerfassungssystem (REDCap) aufgezeichnet. Die Dateneingabe erfolgt lokal an jedem Standort mittels standardisierter Fallberichtsformulare. Für Teilnehmer, die im Rahmen der Routineversorgung einen CPET durchführen, werden CPET-Daten separat erfasst und für vergleichende Analysen verknüpft. Ein retrospektiver CPET-Datensatz (2008-2023) wird zur Validierung der identifizierten PetCO₂-Schwellenwerte verwendet.

Ergebnisdaten werden durch strukturierte Krankenaktenüberprüfung erhoben, die von geschultem Forschungspersonal durchgeführt wird, das bezüglich der Ausgangs-PetCO₂-Werte verblindet ist. Der primäre Endpunkt ist ein zusammengesetzter Endpunkt aus schwerwiegenden kardiopulmonalen Komplikationen innerhalb von 90 Tagen nach der Operation, einschließlich Ereignissen wie Myokardinfarkt, Herzinsuffizienz, Arrhythmie, Schlaganfall, Lungenembolie, Pneumonie, respiratorische Insuffizienz, akutes Atemnotsyndrom oder Tod. Sekundäre Endpunkte umfassen schwere unerwünschte Ereignisse (Grad ≥3 nach CTCAE v5) während der systemischen Therapie und die Gesamtmortalität innerhalb von zwei Jahren, wobei letztere durch Verknüpfung mit nationalen Mortalitätsregistern ermittelt wird.

Die geplante Stichprobengröße basiert auf dem primären Endpunkt und zielt darauf ab, etwa 105 Patienten, die sich einer Lobektomie unterziehen, einzuschließen, was einer geschätzten Gesamtkohorte von etwa 1.050 Teilnehmern entspricht, die den Index-Test durchführen. Diese Berechnung geht von einer erwarteten Komplikationsrate von etwa 14-17 %, einer Fläche unter der Kurve (AUC) von 0,70, einer Power von 80 % und einem einseitigen Signifikanzniveau von 0,05 aus. Die Rekrutierung wird voraussichtlich über etwa 18 Monate an den teilnehmenden Standorten erfolgen.

Qualitätssicherungsverfahren umfassen die Verwendung standardisierter Arbeitsanweisungen (SOPs) für Testdurchführung, Datenerhebung und Dateneingabe an allen Standorten. Schulungsmaterialien werden bereitgestellt, um die Konsistenz der Testdurchführung sicherzustellen. Die Datenvalidierung erfolgt innerhalb des REDCap-Systems mittels vordefinierter Bereichsprüfungen und Konsistenzregeln. Die Vollständigkeit und Qualität der Daten wird regelmäßig zentral überwacht. Die Quell-Daten-Verifikation erfolgt durch Abgleich mit Krankenakten während der Endpunkt-Adjudikation. Die Daten werden vor der Analyse pseudonymisiert, um die Vertraulichkeit der Patienten zu gewährleisten.

Ein strukturiertes Datenwörterbuch definiert alle Variablen, einschließlich Messmethoden, Kodierungsschemata und klinisch relevanter Bereiche. Standardisierte Definitionen werden für klinische Endpunkte verwendet (z.B. CTCAE für unerwünschte Ereignisse), um die Harmonisierung zwischen den Standorten sicherzustellen. Verfahren zum Umgang mit fehlenden oder inkonsistenten Daten umfassen vordefinierte Regeln für Ausschluss, Imputation oder Sensitivitätsanalysen, abhängig von Art und Umfang der Fehlwerte.

Der statistische Analyseplan umfasst die Bewertung der prädiktiven Leistung mittels Receiver-Operating-Characteristic(ROC)-Analyse, die Schätzung optimaler PetCO₂-Schwellenwerte und den Vergleich mit CPET-basierten Metriken. Multivariable Regressionsmodelle werden zur Adjustierung für potenzielle Störfaktoren verwendet. Überlebensanalysen werden mit Zeit-zu-Ereignis-Methoden durchgeführt. Explorative Analysen werden Subgruppeneffekte und behandlungsspezifische Ergebnisse untersuchen.

Die Studie birgt ein minimales Risiko für die Teilnehmer, da die Intervention aus einem kurzen, niedrigintensiven Belastungstest besteht, der mit Aktivitäten des täglichen Lebens vergleichbar ist. Die Hauptrisiken betreffen den Umgang mit sensiblen personenbezogenen Daten, die durch sichere Datenverwaltung und Pseudonymisierung gemindert werden. Die ethische Genehmigung wurde beantragt, und die Teilnahme ist freiwillig nach Aufklärung und Einwilligung.

Bei Validierung könnte dieser vereinfachte Test schnell in die Routineversorgung implementiert werden, um den Zugang zur physiologischen Risikobewertung zu verbessern, die Abhängigkeit von ressourcenintensiven Tests zu verringern und eine effizientere und individuellere Behandlungsentscheidung in der Lungenkrebsversorgung zu unterstützen.