Convalida dell'accuratezza diagnostica del naso elettronico nella rilevazione del cancro alla tiroide

Il cancro alla tiroide è il cancro endocrino più comune al mondo. Nella maggior parte dei paesi sviluppati, l'incidenza del cancro alla tiroide è aumentata rapidamente negli ultimi tre decenni. Nei Paesi Bassi, a 700 pazienti viene diagnosticato un cancro alla tiroide ogni anno. Le forme istologiche più comuni sono il carcinoma papillare e follicolare ben differenziato, che comprende l'80-85% di tutti i tumori della tiroide

I pazienti spesso si presentano con un nodulo tiroideo, che può essere benigno o maligno. L'attuale work-up diagnostico include l'ecografia del collo, che ha portato al Thyroid Imaging Reporting And Data System (TI-RADS). Questo sistema di stratificazione del rischio per i noduli tiroidei si basa sulle caratteristiche ecografiche. Quando indicato, viene eseguita la citologia per aspirazione con ago sottile (FNAC), che porta alla classificazione Bethesda per segnalare il rischio di malignità. La FNAC è stata considerata la procedura diagnostica gold standard nei sospetti noduli tiroidei. Sfortunatamente, il valore predittivo sia negativo che positivo della FNAC è scarso, il che spesso comporta la necessità di un'emitiroidectomia diagnostica per una diagnosi definitiva. Il 40-94% dei noduli tiroidei sospetti sembra essere benigno dopo la resezione. Dopo la rimozione chirurgica, i pazienti con carcinoma tiroideo differenziato a volte ricevono un trattamento adiuvante con iodio radioattivo. Successivamente, i pazienti devono affrontare un follow-up a lungo termine poiché la recidiva della malattia può verificarsi anni dopo la rimozione del tumore primario. Sulla base della stratificazione del rischio, i livelli sierici di tireoglobulina (Tg) vengono determinati una o due volte all'anno con o senza imaging aggiuntivo (ad es. ecografia tiroidea o scintigrafia total body). Pertanto, sia la diagnosi che il follow-up del cancro alla tiroide sono associati a procedure invasive e spiacevoli per il paziente.

Dopo la rimozione chirurgica, i pazienti con carcinoma tiroideo differenziato a volte ricevono un trattamento adiuvante con iodio radioattivo. Successivamente, i pazienti saranno sottoposti a un follow-up a lungo termine poiché la recidiva della malattia può verificarsi anni dopo la rimozione del tumore primario. Sulla base della stratificazione del rischio, i livelli sierici di tireoglobulina (Tg) vengono determinati una o due volte all'anno con o senza imaging aggiuntivo (ad es. ecografia tiroidea o scintigrafia total body). Pertanto, sia la diagnosi che il follow-up del cancro alla tiroide sono associati a procedure invasive e spiacevoli per il paziente.

Uno sviluppo promettente nel rilevamento del cancro si basa sui composti organici volatili (COV), prodotti di degradazione gassosa di processi biochimici rilevabili nel respiro espirato. Durante i processi fisiopatologici legati alla crescita del tumore, le alterazioni del metabolismo cellulare portano a uno spostamento nella produzione di COV. I pattern dei COV possono essere rilevati dall'Aeonose™ attraverso la loro reazione ai sensori di ossido di metallo in questo dispositivo. Uno studio pilota condotto presso il Maastricht University Medical Center+ ha dimostrato che, creando una rete neurale artificiale (ANN) dai modelli VOC di numerosi pazienti e dalla loro specifica diagnosi istopatologica, Aeonose™ ha un'elevata accuratezza diagnostica per discriminare i noduli tiroidei benigni da quelli maligni .

Lo scopo di questo studio è convalidare l'accuratezza dell'Aeonose™, prevenire interventi chirurgici non necessari e studiare l'uso dell'Aeonose™ come strumento di sorveglianza nel follow-up postoperatorio del carcinoma tiroideo differenziato.

Scopo

Questo studio si compone di tre obiettivi:

1. Confermare i risultati dello studio pilota sull'uso di Aeonose™ per distinguere i noduli tiroidei benigni da quelli maligni in uno studio di validazione multicentrico.
2. Implementare l'uso di Aeonose™ nella pratica clinica, con l'obiettivo di ridurre gli interventi chirurgici non necessari a <10%.
3. Indagare sull'uso di Aeonose™ per rilevare il cancro alla tiroide ricorrente in un modo amichevole per il paziente e non invasivo rispetto al follow-up regolare in uno studio pilota.

Abbiamo in programma di condurre uno studio multicentrico osservazionale prospettico internazionale in dodici ospedali nei Paesi Bassi, in Belgio e in Germania per convalidare le prestazioni diagnostiche di Aeonose™ e per studiarne l'efficacia nel follow-up del carcinoma tiroideo differenziato. In primo luogo, verrà creato un database di schemi respiratori per sviluppare una ANN. Uno studio di convalida esterno sarà condotto utilizzando modelli di respirazione espirata di un totale di 500 pazienti per affrontare il primo obiettivo. I dati dello studio di validazione insieme ai parametri clinici saranno utilizzati per determinare la necessità di un'emitiroidectomia diagnostica. Verrà valutato il numero di interventi chirurgici non necessari. Per affrontare il terzo obiettivo, sarà condotto uno studio pilota. Ai pazienti con carcinoma tiroideo differenziato istologicamente provato viene chiesto di respirare l'Aeonose™ parallelamente a ogni regolare momento di follow-up. L'Aeonose™ sarà addestrato dall'input di dati di pazienti che sviluppano o meno una recidiva per sviluppare una ANN che può essere utilizzata come strumento di sorveglianza per rilevare la recidiva in modo non invasivo.

Prima di iniziare lo studio di convalida, la rete neurale artificiale (ANN) che è stata costruita nello studio pilota verrà ampliata nello studio di addestramento. Maggiore è il numero di pazienti inclusi con una varietà di schemi respiratori (come risultato ad es. sesso, età, abitudine al fumo, assunzione di cibo, uso di farmaci), più stabile e robusto diventa il modello. Per questo studio di formazione, è necessario un totale di 200 pazienti con carcinoma tiroideo differenziato provato istopatologicamente. Supponendo che la prevalenza del cancro alla tiroide tra i noduli tiroidei sospetti sia del 20%, per lo studio di addestramento sarebbero necessari un totale di 1000 pazienti. I dati dei pazienti che hanno partecipato allo studio pilota saranno utilizzati nello studio di addestramento. Lo studio di formazione sarà effettuato in tutti i 12 ospedali.

Studio di validazione Subito dopo aver terminato lo studio di training, verrà avviato lo studio di validazione in "nuovi" pazienti che non hanno partecipato allo studio di training.

Ogni paziente con sospetto nodulo tiroideo, indicato per ulteriori procedure diagnostiche tra cui un'ecografia della ghiandola tiroidea (risultante nella classificazione TIRADS) seguita da un agoaspirato per citologia (risultante nella classificazione Bethesda), sarà invitato a partecipare. Forniremo informazioni sullo studio e otterremo un consenso informato firmato. Ci aspettiamo che, in particolare, l'FNAC possa influenzare i modelli dei COV nel respiro espirato, misurati dall'Aeonose™. Per questo motivo, includeremo i pazienti in questo studio prima che abbia luogo FNAC.

Ai pazienti nello studio di convalida verrà chiesto di partecipare solo una volta respirando Aeonose™ per cinque minuti, seguito dalla compilazione di un breve questionario sui fattori noti che possono influenzare i modelli respiratori.

Sarà necessario un minimo di 500 pazienti per convalidare la sensibilità dello studio pilota.

Questo studio non ha vantaggi specifici per i pazienti partecipanti. I rischi dell'utilizzo dell'Aeonose sono molto ridotti. Possibili effetti collaterali durante le misurazioni sono vertigini e nausea, solitamente dovuti all'iperventilazione. Altri effetti collaterali sono ipo o iper salivazione durante le misurazioni. Il sangue verrà raccolto durante la normale raccolta del sangue preoperatoria, senza conseguente puntura cutanea aggiuntiva. Inoltre, i pazienti partecipanti compileranno due questionari a risposta rapida e un breve case report form (CRF). L'utilizzo di Aeonose come strumento diagnostico non invasivo, rapido ed economico potrebbe rappresentare un grande vantaggio per i pazienti con noduli tiroidei grazie al processo diagnostico più rapido e meno invasivo. I vantaggi per i pazienti con malattie tiroidee benigne includono la possibilità di rinunciare a trattamenti invasivi non necessari come la chirurgia (diagnostica).

Ipotizziamo che l'elevato valore predittivo negativo dello studio pilota sarà confermato nello studio di validazione e prevediamo che l'implementazione di Aeonose™ nella pratica clinica ridurrà successivamente il numero di interventi chirurgici non necessari al di sotto del 10% per i pazienti con noduli Bethesda ≥ III. Per lo studio pilota sul follow-up, ipotizziamo che l'Aeonose™ possa svolgere un ruolo importante nella rilevazione non invasiva della malattia ricorrente. Entro diversi anni, l'analisi del respiro esalato utilizzando Aeonose™ svolgerà un ruolo importante nella rilevazione del cancro alla tiroide e/o della sua recidiva e, pertanto, avrà una posizione nel regolare processo decisionale clinico