Haihtuvat orgaaniset yhdisteet maksasairauden arviointiin (VOCAL)

Ihmiskehosta vapautuvat haihtuvat orgaaniset yhdisteet (VOC) ovat kiinnostaneet tutkijoita useiden vuosikymmenien ajan. Vuonna 1971 Pauling ym. raportoivat, että hengitys ja virtsa sisälsivät noin 250 ja 280 VOC:ta normaaleilla ihmisillä. VOC-yhdisteitä mitataan perinteisesti elintarviketeollisuudessa ja terrorismin torjunnassa. Rutiininomaisiin kliinisiin sovelluksiin kuuluvat alkoholialkomittari, 13-C urea-hengitystesti H. pylorin varalta, typpioksidin testi astmassa ja vety/metaanitesti bakteerien liikakasvun varalta.

Alustava työ on osoittanut, että maksasairauspotilaiden VOC-profiilissa on muutoksia. On ehdotettu, että fibroosin lisääntyessä maksan toiminta heikkenee, mikä johtaa tiettyjen yhdisteiden tasojen nousuun. Näitä yhdisteitä on sitten korkeammalla tasolla verenkierrossa, ja kun ne saavuttavat keuhkoihin, ne hengitetään ulos. On myös tehty työtä, jossa on osoitettu muutos VOC-profiilissa syöpien sisällä, mikä osoittaa erityisiä "hengitysmerkkejä" potilailla, joilla on ruokatorven syöpä. Imperial College Londonissa Marker ym. ovat kehittäneet hengitystestin ruokatorven syövän seulontatestiksi, jonka herkkyys ja spesifisyys ovat verrattavissa muihin seulontamenetelmiin (esim. ulosteen piilevän veren testaus). Tutkijoiden tavoitteena on saavuttaa samanlainen maksa-sappisairaus prospektiivisen poikkileikkaustutkimuksen avulla, jonka tarkoituksena on määrittää uloshengityksen haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) diagnostinen tarkkuus maksasairauden havaitsemiseksi.

Potilaat rekrytoidaan Imperial College Healthcare Trustin poliklinikoilta ja sairaaloiden osastoilta. Heidät voidaan myös palkata radiologian osastolta, kun he osallistuvat maksabiopsiaan tai hepatosellulaarisen karsinooman seurantaan ultraäänitutkimuksiin. Osallistuessaan tapaamiseen tutkimusryhmän jäsen keskustelee tutkimusprojektista potilaan kanssa ja selittää, että se vaatii potilaalta hengityksen +/- virtsanäytteen. Potilaille toimitetaan potilastiedote. Jos potilas suostuu tähän, häntä pyydetään allekirjoittamaan kirjallinen suostumuslomake. Jos äskettäin tehtyä PHES-testiä ei ole tehty, se tehdään, muuten potilailta ei vaadita lisätutkimuksia, invasiivisia tai muita tutkimuksia.

Potilailta, jotka ovat säännöllisesti seurannassa säätiön sisällä, heiltä voidaan pyytää suostumusta uusien hengitysnäytteiden ottamiseen tulevilla tapaamisilla pitkittäisen seurannan helpottamiseksi. Potilaalla on oikeus vetäytyä milloin tahansa.

Endoskopiaan, fibroskaaniin tai maksabiopsiaan osallistuvat potilaat ovat olleet nollassa suun kautta 4-6 tuntia ennen toimenpidettä paikallisten ohjeiden mukaisesti. Jos heidän kliininen tiiminsä tunnistaa avohoidon vastaanotolle, tutkijat pyrkivät ottamaan yhteyttä potilaisiin ja pyytämään heitä paastoamaan. Jos heitä ei paastoa, heitä voidaan pyytää suorittamaan perussuuhygieniatekniikoita (esim. huuhtele suu vedellä) ennen hengitysnäytteen ottamista. Edeltävän 24 tunnin ruokapäiväkirja otetaan osana näytteenottoa edeltävää kyselyä.

Osana suostumusprosessia potilailta kysytään myös lupa saada pääsy sairaalatietoihinsa vain tutkimusta varten, mukaan lukien verikokeet, radiologian ja patologian tulokset. Kaikki tiedot anonymisoidaan ja kaikkia sairaalatietoja käsitellään tiukasti luottamuksellisesti vuoden 1998 tietosuojalain ja yleisen tietosuoja-asetuksen (GDPR) mukaisesti.

Potilaita pyydetään antamaan useita uloshengityskertoja hengityksen näytteenottolaitteeseen, kunnes määrätty hengitystilavuus on otettu. Tämä voidaan tehdä yhdellä useista tekniikoista. Tutkijoiden suosima vaihtoehto on, että he hengittävät mittatilaustyönä suunniteltuun nalofaanipussiin, joka on kiinnitetty lämpödesorptioputkiin ja hengityksen näytteenottolaitteeseen. Vaihtoehtoisesti potilasta voidaan pyytää hengittämään normaalisti hengityksen aikana, kun hän käyttää kasvonaamaria, mikä kestää keskimäärin noin 2 minuuttia. St Mary's Hospitalissa olevia potilaita voidaan myös pyytää hengittämään suoraan massaspektrometrilaitteeseen (SYFT Voice200Ultra). Tämä massaspektrometrilaite on itsenäinen mobiililaite, jota voidaan siirtää St Mary's Hospitalin kliinisten alueiden välillä. Näytteenotto tällä menetelmällä sisältää yhden syvän sisäänhengityksen nenän kautta, mitä seuraa täydellinen uloshengitys heidän suun kautta muovisylinteriin, joka on yhdistetty itse massaspektrometriin johtavaan putkeen. Tämä toistetaan kolme kertaa 60 sekunnin ikkunassa. Tutkijat arvioivat, että hengitysilmanäytteenottoprosessi kestää yhteensä enintään 5-10 minuuttia. Potilaita pyydetään virtsaamaan standardoituun 60 ml:n virtsanäytepulloon, joka suljetaan välittömästi. 20 ml virtsaa jaetaan tavanomaiseen 60 ml:n näytepulloon.

Hengityksestä peräisin olevat VOC:t jäävät kiinni adsorbenttiputkiin, jotka on asetettu hengityslaitteeseen. Näytteenoton jälkeen adsorbenttiputki poistetaan laitteesta, suljetaan ja kuljetetaan takaisin St Mary's Hospital Londonin laboratorioon analysoitavaksi. Näytteet kuljettaa kuriirin tai tutkimusryhmän jäsen. Näyte(t) analysoidaan massaspektrometrialaitteilla Lontoon St Mary's Hospitalissa.

Adsorbenttiputkista otetut hengityksen VOC-näytteet analysoidaan 48 tunnin kuluessa keräämisestä. Näytteen ainesosat tuhotaan massaspektrometrissä havaitsemista varten, mikä tarkoittaa, että kliinistä materiaalia ei jää jäljelle massaspektrometrialaitteilla suoritetun analyysin jälkeen. Virtsanäytteet säilytetään rekisteröidyssä kudospankissa ihmiskudoslain mukaisesti ja hävitetään analyysin jälkeen.

Osana tutkimusta tutkijat pyrkivät seuraamaan potilaita pituussuunnassa varmistaakseen, muuttuuko osallistujan VOC-profiili maksasairauden etenemisen tai taantumisen myötä. Jokaisella tapaamiskerralla ennen näytteenottoa käydään läpi osallistujan suostumus, ja jos osallistuja on edelleen halukas jatkamaan tutkimusta, otetaan sitten lisää hengitys- ja virtsanäytteitä. Tämä olisi enintään 24 kuukautta.