Ei-invasiivinen rintasyövän havaitseminen hengitysanalyysillä (BreathBC)

Tämän prospektiivisen havainnointitutkimuksen tavoitteena on verrata invasiivista rintasyöpää sairastavan potilaan uloshengityshengitysprofiileja ja verrokkihenkilöitä onkologian diagnostisen sovelluksen näkökulmasta.

Pääkysymys, johon se pyrkii vastaamaan, on, voidaanko rintasyöpäpotilaiden uloshengitysprofiilia erottaa kontrollihenkilöiden uloshengitysprofiilista.

Tutkimukseen osallistujat rekrytoidaan ensimmäiseen löytösarjaan, joka sisältää noin 500 koehenkilöä, ja seuraavaan riippumattomaan validointisarjaan, joka sisältää yli 400 henkilöä. Hengitysnäytteet kerätään erillisessä huoneessa näytepussien avulla ja noudattaen Covid-19-toimenpiteitä. Vain valtuutetut henkilöt pääsivät näytteenottotilaan, joka oli varustettu HEPA Filter -ilmanpuhdistusjärjestelmällä. Näytteenottopussit on valmistettu Nalophan®-putkimaisesta kalvosta ja kahdesta hanasta, joista toisessa tutkimukseen osallistuja puhaltaa hengityksensä avulla ja sulkee käytön jälkeen, kun taas toista käytetään hengitysnäytteiden syöttämiseen analysaattoriin. Pussit steriloidaan Sterrad™-järjestelmällä H2O2-höyryillä ennen käyttöä. Jotta osanottajan uloshengityshengitys sisältää mahdollisesti tarttuvia hiukkasia, pussin hanaan on asennettu sähköstaattinen suodatin, jolla pussi täytetään hengityksellä. Kaikille osallistujille toimitetaan esite, jossa selitetään tutkimuksen tavoitteet ja tekniset/kliiniset tiedot. Jokaisen hengitysnäytteen ottamisen yhteydessä tutkimuksen osallistujia pyydetään olemaan tupakoimatta, syömättä, juomatta (paitsi vettä), harjaamatta hampaitaan tai käyttämättä huulipunaa vähintään 2 tunnin ajan ennen hengityksen keräämistä kontaminanttimolekyylien esiintymisen minimoimiseksi uloshengitetyssä hengityksessä.

Hengityksen profilointi suoritetaan massaspektrometrialla käyttämällä kohdentamatonta lähestymistapaa. Hengitysnäytteet profiloidaan sekundaarisella sähkösumutusionisaatiolla - korkean erotuskyvyn massaspektrometrialla (SESI-HR-MS) käyttämällä korkean resoluution instrumentointia (LTQ Orbitrap Elite, Thermo Fisher Scientific), joka on varustettu SuperSESI-ionisaatiolähteellä (Fossiliontech).

Data-analyysi perustuu aikaisempaan työhön (Martínez-Lozano el al., 2015 J Breath Res 9:031001) ja se toteutetaan koneoppimisen ja muiden tekoälyn (AI) menetelmien avulla.

Kun kaikki hengitysprofiilit on kerätty ja analysoitu, tutkijat vertaavat rintasyöpäpotilaiden tietoja ja kasvaimettomien koehenkilöiden tietoja tunnistaakseen menetelmät ja mallit, jotka pystyvät tunnistamaan patologiset hengitysnäytteet ja erottamaan ne kontrollihengitysnäytteistä.