結腸直腸癌スクリーニングのためのハイブリッドセンサー呼気分析 (HYCOR)
2022年2月14日 更新者：Marcis Leja、University of Latvia
結腸直腸癌スクリーニングのためのハイブリッドセンサー呼気分析 (HYCOR)
このプロジェクトの目的は、目的のための新しいハイブリッド アナライザーのアプリケーションの開発を進めることによって、大腸がん (CRC) スクリーニングのための呼気揮発性マーカーの概念を促進することです。
ハイブリッド アナライザーのコンセプトは、金属酸化物 (MOX) センサーと赤外線スペクトル (IR) センサーの取得データを組み合わせることでメリットが期待されます。 現在の研究は、CRC 検出におけるこの概念に対処する世界初の研究となります。 さらに、従来の方法、特に質量分析法と組み合わせたガスクロマトグラフィー (GC-MS) を使用して、がん組織からの VOC 放出の生物学的関連性に対処し、ハイブリッド センシング アプローチのさらなる進歩を支援します。
調査の概要
状態
募集
詳細な説明
プロジェクトの目的に対処するために、4 つの具体的な研究目標が設定されています。
- がん組織から放出される VOC と非がん組織 (ex vivo 手術材料) から放出される VOC を GC-MS で比較することにより、CRC 組織から放出されるがん関連 VOC を特定する。
- 人間の呼気を CRC 患者および対照と区別する VOC を特定し (GC-MS により)、CRC 患者の呼気の化学的特徴を癌組織の化学的特徴と比較する。
- ハイブリッド分析器の一連のセンサーの性能と、CRC を検出するための特定のセンサーの性能を評価する。 CRC 検出の数学的モデルを開発および検証する。
- 実際の CRC スクリーニング設定でハイブリッド アナライザーを検証するため、つまり、一般に受け入れられている糞便潜血検出の CRC スクリーニング アプローチと比較します。
- CRC グループとコントロールの間で糞便マイクロバイオームを比較します。
現在のプロジェクトで得られる科学的成果は、CRCの揮発性バイオマーカーの起源と代謝を解明することが期待されています。 今回の成果により、新たに開発したハイブリッド分析装置による新たなスクリーニング検査の医療現場への導入が容易になります。
コントロールと比較した場合のCRC患者のセンサーアレイによるVOCパターンの識別。 これらの目的に取り組むことで、CRC 患者の呼気 VOC の生理学的背景を深く理解できるようになり、呼気サンプルから疾患とその前兆を特定できる技術の開発が促進されます。
研究の種類
観察的
入学 (予想される)
3000
連絡先と場所
このセクションには、調査を実施する担当者の連絡先の詳細と、この調査が実施されている場所に関する情報が記載されています。
研究連絡先
- 名前：Linda Mezmale, MD
- 電話番号：+37129918302
- メール：linda.mezmale@lu.lv
研究場所
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Riga、ラトビア
- 募集
- University of Latvia
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コンタクト：
- Linda Mezmale, MD
- 電話番号：+37129918302
- メール：linda.mezmale@lu.lv
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参加基準
研究者は、適格基準と呼ばれる特定の説明に適合する人を探します。これらの基準のいくつかの例は、人の一般的な健康状態または以前の治療です。
適格基準
就学可能な年齢
18年歳以上 (アダルト、OLDER_ADULT)
健康ボランティアの受け入れ
いいえ
受講資格のある性別
全て
サンプリング方法
非確率サンプル
調査対象母集団
がん患者グループ：診断目的、内科的または外科的管理のためにラトビアの主要な専門がんセンターに入院している、既知または疑われる結腸直腸腺がんの患者が募集されます。
対照群の患者は、ラトビアの主要な専門内視鏡検査センター (消化器疾患センター「GASTRO」) で募集されます。
平均リスク集団：胃腸がんの予兆がない、組み入れ時に40～64歳の男女両方の平均リスク集団が募集されます。 それらは、GPレジストリまたは国民健康サービスのレジストリから積極的に招待されます（このアプローチの規制当局の承認はすでに利用可能です）. 男女間で同じ割合がターゲットとなります。
説明
包含基準:
- 成人（18歳以上）
- 同意書に署名したこと
- 協力する意欲
呼気サンプルを提供できる
- がんグループの場合：結腸直腸腺がんは組織学的に記録する必要があります（胃手術後の組織学的診断も受け入れられます）、または研究の過程で腺がんが確認された患者。
- 非がんグループの場合: 対照グループ - 結腸内視鏡検査の医学的適応がある患者
除外基準:
- 患者は同意書に署名していません
- 完全な腸洗浄を受けた患者
- その他の進行中の悪性腫瘍
- ネオアジュバント化学療法、放射線療法は現在進行中です
- 急性疾患（患者の緊急手術）
- 過去の小腸切除
- 末期腎不全（慢性腎不全ステージ4）
- I型糖尿病
- 気管支喘息（活動性）
研究計画
このセクションでは、研究がどのように設計され、研究が何を測定しているかなど、研究計画の詳細を提供します。
研究はどのように設計されていますか？
デザインの詳細
コホートと介入
グループ/コホート |
介入・治療 |
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平均リスク母集団
胃腸がんの警告症状を欠く組み入れ時の40～64歳の男女の平均リスク集団
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グループの説明と層別化のための血清、血漿サンプリング。
微生物叢検査用の糞便サンプル。
大腸内視鏡検査は、臨床適応症に従ってのみ使用されます。
全体で少なくとも 1000 人の比較的健康な 40 ～ 64 歳の人口ベースの収集された個人が募集されます。 研究対象者にハイブリッド呼気分析器に息を吹き込むように依頼することにより、呼気サンプルが収集されます。 重大な結腸直腸病変を除外するために、糞便中の便潜血の集団コホートグループに検査室ベースのFIT検査が提供されます。 追加の検査が必要な場合に備えて、血清と血漿のサンプルも入手します。 カットオフ値を超える FIT テスト値 (> 10 μg/g 糞便) を持つ個人は、大腸内視鏡検査に招待されます。 データ分析手順と分類モデルは、この一般集団でテストされ、FIT と大腸内視鏡検査の結果と照合されます。 |
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大腸がん患者
組織学的に確認された大腸がん（腺がん）の患者
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呼気サンプリングは、ハイブリッド センサー デバイスまたは GC-MS 分析 (吸着管に呼気サンプルを収集することによって) を使用して実行されます。
呼気サンプリングを標準化し、交絡因子の影響を制限するために、呼気サンプリングの前に被験者に厳しい要件が課されます。
グループの説明と層別化のための血清、血漿サンプリング。
微生物叢検査用の糞便サンプル。
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結腸直腸癌のない対照群患者
大腸内視鏡検査で得られたデータによる大腸悪性疾患のない患者
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呼気サンプリングは、ハイブリッド センサー デバイスまたは GC-MS 分析 (吸着管に呼気サンプルを収集することによって) を使用して実行されます。
呼気サンプリングを標準化し、交絡因子の影響を制限するために、呼気サンプリングの前に被験者に厳しい要件が課されます。
グループの説明と層別化のための血清、血漿サンプリング。
微生物叢検査用の糞便サンプル。
大腸内視鏡検査は、臨床適応症に従ってのみ使用されます。
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手術を受ける大腸がん患者
-組織学的に確認された結腸直腸癌（腺癌）の患者 外科的管理が計画されています
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グループの説明と層別化のための血清、血漿サンプリング。
微生物叢検査用の糞便サンプル。
CRCの手術中に対の組織サンプルが採取されます。
同じ患者からの組織材料は、癌組織および悪性浸潤のない正常な切除材料から得られる。
サンプルごとに各組織の最低 100 mg が得られます。
妥当な数のがん症例における GC-MS による CRC 組織手術材料中の VOC の放出を正常組織からの放出と比較すること。
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ポリープ切除術を受けるポリープ患者
ポリペクトミーを行う結腸ポリープのある患者
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呼気サンプリングは、ハイブリッド センサー デバイスまたは GC-MS 分析 (吸着管に呼気サンプルを収集することによって) を使用して実行されます。
呼気サンプリングを標準化し、交絡因子の影響を制限するために、呼気サンプリングの前に被験者に厳しい要件が課されます。
グループの説明と層別化のための血清、血漿サンプリング。
微生物叢検査用の糞便サンプル。
大腸内視鏡検査は、臨床適応症に従ってのみ使用されます。
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この研究は何を測定していますか？
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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結腸直腸癌検出のための特徴的な VOC パターンの識別
時間枠：患者募集開始から2年
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センサー分析とその性能指標に基づく特徴的な VOC パターンが検出されます。
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患者募集開始から2年
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呼気中の特定の化学物質の同定
時間枠：患者募集開始から2年
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結腸直腸癌に由来する特定の化学物質の同定 (GC-MS 分析)。
揮発性物質は、一定流量のヘリウムで動作する Rt-Q-BOND カラムを使用して分離されます。
カラム温度プログラムは、観測された揮発性物質の検出に向けて最適化されます。
SCANは、呼気サンプルの化合物の非標的分析と同定、およびより豊富な種の定量化に使用されます。
ピーク積分は、抽出されたイオンクロマトグラムに基づきます。
化合物の同定は、2 つのステップで実行されます。
ピーク スペクトルは、NIST 質量スペクトル ライブラリに対してチェックされます。
NIST の同定は、それぞれの保持時間を純粋な化合物から調製された標準混合物に基づいて得られた保持時間と比較することによって確認されます。
可能な限り、純粋な液体または気体物質から調製されたキャリブレーション混合物を使用して、VOC 排出量を定量化します。
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患者募集開始から2年
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二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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最高性能のセンサーの特定
時間枠：患者募集開始から3年
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CRC 検出用のセンサー アナライザーに含まれる可能性がある呼吸センサーの最適なセットに関する決定。
対象疾患の同定における異なるセンサー性能の性能比較分析。
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患者募集開始から3年
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呼気VOCに関連する腸内細菌叢分析
時間枠：患者募集開始から3年
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呼気中のVOCの起源における糞便微生物叢の役割の分析。
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患者募集開始から3年
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その他の成果指標
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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交絡因子分析
時間枠：患者募集開始から3年
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交絡因子の役割は、VOC 排出におけるそれらの役割に対処するために対処されます。 交絡因子の影響を制限するために、呼気サンプリングの前に被験者に厳しい要件が課されます。 これらには以下が含まれます。一晩絶食（最低 12 時間）、サンプリングの少なくとも 2 時間前から喫煙を控え、アルコールの摂取を控え（サンプリングの 1 日前）、検査の 1 時間前から過度の身体活動を避け、ブレスミント/チューインガムの使用を控えるテストの日。 呼気の呼気終末部分は、緩衝または CO2 制御サンプリングを使用して収集されます。 呼気サンプルは、吸着剤チューブを使用して予備濃縮し、-86℃で保存します。 保管期間を 2 か月に制限するように努めます。 次に、GC-MS を使用してサンプルを分析します。 |
患者募集開始から3年
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協力者と研究者
ここでは、この調査に関係する人々や組織を見つけることができます。
出版物と役立つリンク
研究に関する情報を入力する責任者は、自発的にこれらの出版物を提供します。これらは、研究に関連するあらゆるものに関するものである可能性があります。
一般刊行物
- Arnold M, Sierra MS, Laversanne M, Soerjomataram I, Jemal A, Bray F. Global patterns and trends in colorectal cancer incidence and mortality. Gut. 2017 Apr;66(4):683-691. doi: 10.1136/gutjnl-2015-310912. Epub 2016 Jan 27.
- Jurs PC, Bakken GA, McClelland HE. Computational methods for the analysis of chemical sensor array data from volatile analytes. Chem Rev. 2000 Jul 12;100(7):2649-78. doi: 10.1021/cr9800964. No abstract available.
- van Keulen KE, Jansen ME, Schrauwen RWM, Kolkman JJ, Siersema PD. Volatile organic compounds in breath can serve as a non-invasive diagnostic biomarker for the detection of advanced adenomas and colorectal cancer. Aliment Pharmacol Ther. 2020 Feb;51(3):334-346. doi: 10.1111/apt.15622. Epub 2019 Dec 20.
- Zhou W, Tao J, Li J, Tao S. Volatile organic compounds analysis as a potential novel screening tool for colorectal cancer: A systematic review and meta-analysis. Medicine (Baltimore). 2020 Jul 2;99(27):e20937. doi: 10.1097/MD.0000000000020937.
- Sonoda H, Kohnoe S, Yamazato T, Satoh Y, Morizono G, Shikata K, Morita M, Watanabe A, Morita M, Kakeji Y, Inoue F, Maehara Y. Colorectal cancer screening with odour material by canine scent detection. Gut. 2011 Jun;60(6):814-9. doi: 10.1136/gut.2010.218305. Epub 2011 Jan 31.
- Konvalina G, Haick H. Effect of humidity on nanoparticle-based chemiresistors: a comparison between synthetic and real-world samples. ACS Appl Mater Interfaces. 2012 Jan;4(1):317-25. doi: 10.1021/am2013695. Epub 2011 Dec 15.
- Hagemann LT, Ehrle S, Mizaikoff B. Optimizing the Analytical Performance of Substrate-Integrated Hollow Waveguides: Experiment and Simulation. Appl Spectrosc. 2019 Dec;73(12):1451-1460. doi: 10.1177/0003702819867342. Epub 2019 Aug 22.
- Hagemann LT , McCartney MM , Fung AG , Peirano DJ , Davis CE , Mizaikoff B . Portable combination of Fourier transform infrared spectroscopy and differential mobility spectrometry for advanced vapor phase analysis. Analyst. 2018 Nov 19;143(23):5683-5691. doi: 10.1039/c8an01192c.
- Tutuncu E, Nagele M, Becker S, Fischer M, Koeth J, Wolf C, Kostler S, Ribitsch V, Teuber A, Groger M, Kress S, Wepler M, Wachter U, Vogt J, Radermacher P, Mizaikoff B. Advanced Photonic Sensors Based on Interband Cascade Lasers for Real-Time Mouse Breath Analysis. ACS Sens. 2018 Sep 28;3(9):1743-1749. doi: 10.1021/acssensors.8b00477. Epub 2018 Aug 20.
- Glockler J, Jaeschke C, Kocaoz Y, Kokoric V, Tutuncu E, Mitrovics J, Mizaikoff B. iHWG-MOX: A Hybrid Breath Analysis System via the Combination of Substrate-Integrated Hollow Waveguide Infrared Spectroscopy with Metal Oxide Gas Sensors. ACS Sens. 2020 Apr 24;5(4):1033-1039. doi: 10.1021/acssensors.9b02554. Epub 2020 Mar 31.
- Chandrapalan S, Arasaradnam RP. Urine as a biological modality for colorectal cancer detection. Expert Rev Mol Diagn. 2020 May;20(5):489-496. doi: 10.1080/14737159.2020.1738928. Epub 2020 Mar 11.
- Gasenko E, Leja M, Polaka I, Hegmane A, Murillo R, Bordin D, Link A, Kulju M, Mochalski P, Shani G, Malfertheiner P, Herrero R, Haick H. How do international gastric cancer prevention guidelines influence clinical practice globally? Eur J Cancer Prev. 2020 Sep;29(5):400-407. doi: 10.1097/CEJ.0000000000000580.
- Lawler M, Alsina D, Adams RA, Anderson AS, Brown G, Fearnhead NS, Fenwick SW, Halloran SP, Hochhauser D, Hull MA, Koelzer VH, McNair AGK, Monahan KJ, Nathke I, Norton C, Novelli MR, Steele RJC, Thomas AL, Wilde LM, Wilson RH, Tomlinson I; Bowel Cancer UK Critical Research Gaps in Colorectal Cancer Initiative. Critical research gaps and recommendations to inform research prioritisation for more effective prevention and improved outcomes in colorectal cancer. Gut. 2018 Jan;67(1):179-193. doi: 10.1136/gutjnl-2017-315333.
- Broza YY, Mochalski P, Ruzsanyi V, Amann A, Haick H. Hybrid volatolomics and disease detection. Angew Chem Int Ed Engl. 2015 Sep 14;54(38):11036-48. doi: 10.1002/anie.201500153. Epub 2015 Jul 31.
研究記録日
これらの日付は、ClinicalTrials.gov への研究記録と要約結果の提出の進捗状況を追跡します。研究記録と報告された結果は、国立医学図書館 (NLM) によって審査され、公開 Web サイトに掲載される前に、特定の品質管理基準を満たしていることが確認されます。
主要日程の研究
研究開始 (実際)
2022年2月1日
一次修了 (予期された)
2023年11月30日
研究の完了 (予期された)
2023年11月30日
試験登録日
最初に提出
2021年10月24日
QC基準を満たした最初の提出物
2021年12月10日
最初の投稿 (実際)
2021年12月29日
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
2022年2月15日
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
2022年2月14日
最終確認日
2022年2月1日
詳しくは
この情報は、Web サイト clinicaltrials.gov から変更なしで直接取得したものです。研究の詳細を変更、削除、または更新するリクエストがある場合は、register@clinicaltrials.gov。 までご連絡ください。 clinicaltrials.gov に変更が加えられるとすぐに、ウェブサイトでも自動的に更新されます。