WZMOCNIONA REAKCJA LOTNYCH BIOMARKERÓW W OCENIE RAKA PRZEŁYKU I ŻOŁĄDKA (AROMA2) (AROMA2)

Wczesne wykrywanie raka przełyku i żołądka: wyzwanie kliniczne

Wykrywanie raka przełyku i żołądka we wczesnym stadium pozostaje niezaspokojoną potrzebą kliniczną. Jego częstość występowania w Wielkiej Brytanii i wielu innych krajach zachodnich znacznie wzrosła w ostatnich latach. Wyzwania w diagnozowaniu wynikają z w dużej mierze niespecyficznego charakteru wczesnych objawów, które pokrywają się z łagodnymi schorzeniami żołądkowo-jelitowymi, a także z intensywnością zasobów i inwazyjnością obecnych ścieżek diagnostycznych, takich jak endoskopia. Tak zwane objawy "czerwonej flagi", które skłaniają do pilniejszego badania, często są związane z zaawansowaną chorobą, w której możliwości leczenia radykalnego są ograniczone. W rezultacie pięcioletni wskaźnik przeżycia dla raka przełyku i żołądka w Wielkiej Brytanii pozostaje niepokojąco niski, wynosząc 15-20%, co jest jednym z najgorszych wskaźników w Europie. Wczesne wykrycie daje najlepszą szansę na skuteczną interwencję, w której małoinwazyjne zabiegi i procedury chirurgiczne mogą prowadzić do wskaźników przeżycia przekraczających 85%.

Rosnąca liczba dowodów wskazuje, że lotne związki organiczne (LZO), które są małymi cząsteczkami wydychanymi w oddechu, mają potencjał jako nieinwazyjne biomarkery do wykrywania nowotworów w formie testu oddechowego. Nasze prace sugerują, że LZO są wytwarzane zarówno przez komórki nowotworowe, jak i przez mikrobiom związany z guzem. Nasze zrozumienie szlaków prowadzących do produkcji LZO pozwala nam zaproponować wzmocnienie testu oddechowego poprzez zastosowanie określonych składników odżywczych w celu zwiększenia produkcji lotnych markerów i poprawy dokładności testu.

Opracowaliśmy test oddechowy do diagnozowania raka przełyku i żołądka, zaczynając od odkrycia lotnych biomarkerów i przechodząc do wieloośrodkowego badania klinicznego finansowanego przez NIHR, które wykazało czułość 80% i swoistość 81%. Aby zbadać pochodzenie LZO w raku przełyku i żołądka, opracowaliśmy in vivo model ludzki, który umożliwił przedziałowy pomiar LZO z przewodu pokarmowego, dróg oddechowych i mieszanego oddechu podczas znieczulenia ogólnego. Porównywalne poziomy lotnych kwasów tłuszczowych zarówno w mieszanym, jak i oskrzelowym oddechu pacjentów z rakiem sugerują, że głównym źródłem tych LZO są płuca, prawdopodobnie przedostające się do oddechu przez krążenie systemowe.

Równolegle opracowaliśmy standardowe procedury operacyjne do analizy LZO z platformą do wysokoprzepustowej analizy oddechu zgodną ze standardami akredytacji ISO. Nasza zwalidowana metodologia ma granicę oznaczania LZO na poziomie 1,25 ng/L z ustalonymi procedurami zapewnienia i kontroli jakości.

Program AROMA to kompleksowa inicjatywa mająca na celu zrozumienie szlaków leżących u podstaw produkcji LZO pochodzących z nowotworów. Zamiast skupiać się tylko na poprawie czułości sprzętu detekcyjnego, nasze proponowane rozwiązanie obejmuje zwiększenie produkcji LZO poprzez wprowadzenie prostych składników odżywczych. Oczekuje się, że te składniki odżywcze będą szybko metabolizowane przez komórki nowotworowe i mikrobiom związany z rakiem, aby zwiększyć produkcję specyficznych dla raka LZO. Wykorzystując te szlaki LZO, opracujemy test oddechowy na raka przełyku i żołądka, który będzie miał klinicznie akceptowalną czułość i swoistość. Po przeprowadzeniu eksperymentów optymalizacyjnych w badaniu dowodu koncepcji (AMNED; REC Ref:18/LO/0078), opracowaliśmy napój stymulujący doustnie (OSD) składający się z glukozy, glicerolu, aminokwasów i żelaza. Oddech pacjentów z rakiem przełyku i żołądka (n=30) i osób kontrolnych (n=30) był zbierany przez 2 godziny w 30-minutowych odstępach po spożyciu OSD. Szczytowa odpowiedź LZO była różna, ale występowała w ciągu godziny od spożycia. Wykazaliśmy również, że produkcję LZO przez bakterie związane z rakiem przełyku i żołądka można zwiększyć przy użyciu tych samych substratów odżywczych.

W badaniu AROMA1 (n=648) opracowano model wykrywania raka oparty na teście oddechowym, wzmocnionym przez OSD. Bioresource AROMA (n=335) stworzył kompleksowe biozasoby tkanek od pacjentów z rakiem i bez raka, aby zrozumieć szlaki prowadzące do pochodzenia LZO.

Uzasadnienie dla AROMA2

Badanie AROMA2 to kluczowy kolejny krok w tym programie. AROMA2 przetestuje test oddechowy w wieloośrodkowym, potrójnie zaślepionym badaniu klinicznym, oceniając jego czułość i swoistość u pacjentów skierowanych do ścieżki nowotworów górnego odcinka przewodu pokarmowego (GI). Ci pacjenci zgłaszają objawy sugerujące raka górnego odcinka przewodu pokarmowego, ale mają nieznaną diagnozę. Zapewni to niezbędną walidację testu oddechowego w rzeczywistym środowisku klinicznym, aby ustalić dokładność diagnostyczną testu w kontekście klinicznym.

Metody

Co najmniej 5400 osób z podejrzeniem raka górnego odcinka przewodu pokarmowego, skierowanych z podstawowej opieki zdrowotnej wzdłuż ścieżek nowotworów górnego odcinka przewodu pokarmowego, zostanie zrekrutowanych z ponad 20 ośrodków. Celem jest uzyskanie 216 przypadków raka i 5184 osób kontrolnych z kompletnym zestawem danych (wiarygodne dane oddechowe i wyniki testu referencyjnego). Próbki oddechu, przed i po napoju stymulującym doustnie (OSD), będą zbierane na rurkach do desorpcji termicznej, które będą analizowane przy użyciu chromatografii gazowej ze spektrometrią mas (GC-MS). Zostanie przetestowana dokładność diagnostyczna testu oddechowego w wykrywaniu raka.

Oczekiwany wpływ i rozpowszechnienie: Nieinwazyjny test oddechowy przyniesie bezpośrednie korzyści pacjentom dzięki wcześniejszemu i dokładnemu wykrywaniu nowotworów górnego odcinka przewodu pokarmowego, a także większej akceptacji przez pacjentów. Zapewnienie terminowego skierowania przełoży się na leczenie radykalne i poprawę długoterminowego przeżycia. Wyniki zostaną rozpowszechnione poprzez prezentacje na konferencjach, publikacje, lokalną grupę doradczą publiczną (PAG), organizacje charytatywne, lokalną stronę internetową badań i media społecznościowe.