呼吸和顶空分析中的挥发物 - 诊断标记 (Volatolome)
2018年8月20日 更新者：University of Latvia
呼吸和顶空分析中的挥发性有机化合物 - 疾病的诊断和监测标记
通过顶空分析（皮肤、手术材料、其他组织）和呼出气直接从组织中检测挥发性有机化合物 (VOC) 是可行的，使用可准确用于筛选和监测目的的经济实惠的用户友好型新型纳米化学传感器
研究概览
地位
邀请报名
详细说明
研究建议探索一种新的疾病诊断和监测方法。 该方法基于对从细胞中释放的挥发性有机化合物 (VOC) 的检测，并直接从组织（例如皮肤、手术材料、血液以及呼出的气体）中检测到。
在文献中有几篇关于 VOC 的报道，可以通过气相色谱-质谱法 (GC-MS) 直接从：(i) TB 细胞的顶空（即捕获在 TB 细胞上方的挥发性生物标志物的混合物密封容器）； (ii) 呼出的气体或 (iii) 尿液。 Nakhleh 等人展示了使用纳米传感器阵列检测结核病的出色结果，使用带有单个传感器的电子鼻设备在区分健康和患病患者方面实现了 90% 的灵敏度、93% 的特异性和 92% 的准确度。 报告的研究均未确定与结核病相关的 VOC 的初步识别，也没有量化患病和健康对照样本之间的浓度差异。 通过 GC-MS 手段进一步研究呼出气结核相关 VOC 将增加知识，同时将有助于改进纳米传感器阵列设计。
几项研究表明，疾病等级的 VOC 模式可以通过皮肤传播，因此，皮肤可以用作疾病检测和识别的来源。 这种检测方法的原理是，与疾病相关的变化通过血液交换反映在皮肤的可测量变化中。 此外，一些研究表明，即使在疾病的早期阶段，VOC 水平也会升高，因为它们反映了人体化学变化（由于疾病状况的发展），而不是受感染细胞的数量. 补充研究表明，挥发性有机化合物出现在人体感染部位后，几分钟内就会释放到皮肤上。 这种方法特别重要的是，每种类型的（传染性）疾病都有其独特的 VOC 模式，因此，一种（传染性）疾病的存在不会筛查其他疾病类型。 然而，据我们所知，尚未检查通过皮肤检测肺结核挥发性有机化合物。 此外，所有针对皮肤 VOC 的研究都是通过光谱测定和光谱技术进行的。 在少数情况下，使用了电子鼻设备。 这些技术是检测 VOC 的强大工具。 然而，迄今为止，这些技术的使用受到中等到高度昂贵设备的需要、操作此类仪器所需的高水平专业知识、采样和分析所需的速度以及预浓缩技术的需要的阻碍。 为了在临床实践中广泛使用结核病的 VOC 皮肤测试和呼吸测试，需要在结核病特异性 VOC 知识和传感器开发方面取得一些进展。 包含基于有机薄膜的柔性传感器的纳米颗粒更有可能成为临床诊断工具，因为它们体积更小、更易于使用且成本更低。
近年来，综合研究表明，使用呼出气中的 VOC 作为诊断胃癌的工具的极好数据。 在中国和拉脱维亚中心开展的一项规模最大的研究中，交叉验证后，无论胃病患者是否存在重要的混杂因素（如吸烟或饮酒和幽门螺杆菌感染），恶性肿瘤的识别灵敏度为 89%，特异性为 90% . 用于 GC 分期的呼吸测试也可以通过区分 I 和 II 期癌症与 III 和 IV 期癌症来证明，灵敏度为 89%，特异性为 94%。 这些研究同时使用了质谱和纳米传感器技术。 2017 年 1 月发表在 ASC Nano 期刊上的最新研究报道了纳米阵列传感器在呼吸分析中的更广泛使用，盲法实验表明人工智能纳米阵列可以实现 86% 的准确度，从而可以检测和区分所检查的不同疾病状况（慢性肾功能衰竭、特发性帕金森病、非典型帕金森病、多发性硬化症、克罗恩病、溃疡性结肠炎、肠易激综合征、肺动脉高压、孕妇先兆子痫、头颈癌、肺癌、结直肠癌、膀胱癌、肾癌、前列腺癌、胃癌和卵巢癌。 对人工智能纳米阵列的分析还表明，每种疾病都有其独特的呼吸印记，一种疾病的存在不会排除其他疾病。
因此，本研究旨在测试VOCs检测技术作为消化道和传染病的诊断和监测工具。
研究类型
观察性的
注册 (预期的)
3000
联系人和位置
本节提供了进行研究的人员的详细联系信息，以及有关进行该研究的地点的信息。
学习地点
-
-
-
Riga、拉脱维亚、LV 1586
- University of Latvia
-
-
参与标准
研究人员寻找符合特定描述的人，称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。
资格标准
适合学习的年龄
18年 及以上 (成人、OLDER_ADULT)
接受健康志愿者
是的
有资格学习的性别
全部
取样方法
概率样本
研究人群
转诊进行诊断测试和治疗的患者 来自一般人群的健康个体
描述
纳入标准：
- 签署知情同意书
- 有目标疾病/病变的个体（结核病、胃癌、胃发育不良、高/正常/低风险胃病变、结直肠癌、高风险结直肠病变、低风险结直肠腺瘤、胰腺癌、慢性胰腺炎、肝癌、慢性肝病疾病、其他传染病、其他地方的肿瘤疾病）
排除标准：
- 未签署知情同意书
- 纳入特定研究组时的其他活动性癌症
学习计划
本节提供研究计划的详细信息，包括研究的设计方式和研究的衡量标准。
研究是如何设计的？
设计细节
队列和干预
团体/队列 |
干预/治疗 |
|---|---|
|
活动性肺结核
患有活动性结核病的参与者 干预：诊断测试：呼吸和皮肤顶部空间中的 VOC 检测 程序/手术：全血/血浆/血清采样 干预：诊断测试：呼吸采样 干预：生物材料的顶空分析
|
将通过离线和在线测试检测呼吸中的 VOC，并通过离线检测检测皮肤顶部空间中的 VOC
用于 VOC 检测的呼吸采样将使用基于纳米传感器的设备（电子鼻）进行
全血/血浆/血清采样将用于获取组分层信息
手术标本、活检材料、血液/血浆、微生物群等顶空的 VOC 分析。
|
|
对照组（肺结核）
没有活动性结核病的参与者 干预：诊断测试：呼吸和皮肤顶部空间中的 VOC 检测 程序/手术：全血/血浆/血清采样 干预：诊断测试：呼吸采样 干预：生物材料的顶空分析
|
将通过离线和在线测试检测呼吸中的 VOC，并通过离线检测检测皮肤顶部空间中的 VOC
用于 VOC 检测的呼吸采样将使用基于纳米传感器的设备（电子鼻）进行
全血/血浆/血清采样将用于获取组分层信息
手术标本、活检材料、血液/血浆、微生物群等顶空的 VOC 分析。
|
|
胃癌
经组织学证实的胃癌患者 干预：诊断测试：呼吸采样 干预：程序/手术：上消化道内窥镜活检 干预：程序/手术：全血/血浆/血清采样 干预：诊断测试：粪便采样 干预：生物材料的顶空分析干预：程序/手术：手术标本的组织学检查
|
用于 VOC 检测的呼吸采样将使用基于纳米传感器的设备（电子鼻）进行
全血/血浆/血清采样将用于获取组分层信息
手术标本、活检材料、血液/血浆、微生物群等顶空的 VOC 分析。
上消化道内窥镜检查和适当的活检检查将用于胃部病变的识别和分层，以及获取活检样本以进行微生物群测试
将获得面部样本用于粪便潜血测试和微生物群分析
接受根治性或姑息性手术的患者的常规组织学检查。
手术适应症是根据基础条件设定的。
研究不会干扰手术治疗的决策
|
|
胃发育不良
没有胃腺癌但有组织学证实的胃异型增生（高级或低级）的患者 干预：诊断测试：呼吸采样 干预：程序/手术：上消化道内窥镜检查和活检 干预：程序/手术：全血/血浆/血清取样 干预：生物材料的顶空分析 干预：诊断测试：粪便取样 干预：程序/手术：手术标本的组织学检查
|
用于 VOC 检测的呼吸采样将使用基于纳米传感器的设备（电子鼻）进行
全血/血浆/血清采样将用于获取组分层信息
手术标本、活检材料、血液/血浆、微生物群等顶空的 VOC 分析。
上消化道内窥镜检查和适当的活检检查将用于胃部病变的识别和分层，以及获取活检样本以进行微生物群测试
将获得面部样本用于粪便潜血测试和微生物群分析
接受根治性或姑息性手术的患者的常规组织学检查。
手术适应症是根据基础条件设定的。
研究不会干扰手术治疗的决策
|
|
高危胃部病变
根据OLGIM（Operative Link of Gastric Intestinal Metaplasia Assessment）分期系统分级III-IV期患者，根据OLGA（Operative Link for Gastric Atrophy Assessment）分级III-IV期患者，以及不完全型肠化生患者，但不包括那些发育异常 干预：诊断测试：呼吸采样 干预：程序/手术：带活组织检查的上内窥镜检查 干预：程序/手术：全血/血浆/血清采样 干预：诊断测试：粪便采样 干预：程序/手术：手术标本的组织学检查 干预: 生物材料的顶空分析
|
用于 VOC 检测的呼吸采样将使用基于纳米传感器的设备（电子鼻）进行
全血/血浆/血清采样将用于获取组分层信息
手术标本、活检材料、血液/血浆、微生物群等顶空的 VOC 分析。
上消化道内窥镜检查和适当的活检检查将用于胃部病变的识别和分层，以及获取活检样本以进行微生物群测试
将获得面部样本用于粪便潜血测试和微生物群分析
接受根治性或姑息性手术的患者的常规组织学检查。
手术适应症是根据基础条件设定的。
研究不会干扰手术治疗的决策
|
|
正常和低风险的胃部病变
根据 OLGIM 分期 0-III。
应排除发育不良 干预：诊断测试：呼吸采样 干预：程序/手术：上消化道内窥镜活检 干预：程序/手术：全血/血浆/血清采样 干预：诊断测试：粪便采样 干预：生物材料的顶空分析
|
用于 VOC 检测的呼吸采样将使用基于纳米传感器的设备（电子鼻）进行
全血/血浆/血清采样将用于获取组分层信息
手术标本、活检材料、血液/血浆、微生物群等顶空的 VOC 分析。
上消化道内窥镜检查和适当的活检检查将用于胃部病变的识别和分层，以及获取活检样本以进行微生物群测试
将获得面部样本用于粪便潜血测试和微生物群分析
|
|
大肠癌
经组织学证实的结直肠癌（腺癌）患者 干预：诊断测试：呼吸采样 干预：程序/手术：结肠镜检查和活检 干预：程序/手术：全血/血浆/血清采样 干预：诊断测试：粪便采样 干预：顶空分析生物材料 干预：程序/手术：手术标本的组织学检查
|
用于 VOC 检测的呼吸采样将使用基于纳米传感器的设备（电子鼻）进行
全血/血浆/血清采样将用于获取组分层信息
手术标本、活检材料、血液/血浆、微生物群等顶空的 VOC 分析。
将获得面部样本用于粪便潜血测试和微生物群分析
接受根治性或姑息性手术的患者的常规组织学检查。
手术适应症是根据基础条件设定的。
研究不会干扰手术治疗的决策
结肠镜检查与适当的活检或息肉切除材料后处理将用于结直肠病变的鉴定和分层以及微生物群测试的活检采集
|
|
结直肠高危病变
非结直肠腺癌，但携带高危腺瘤性息肉且符合下列情况之一的患者： 1) 大小≥1 cm； 2）高度异型增生； 3) 绒毛状成分。
去除病灶前 干预：诊断测试：呼吸采样 干预：程序/手术：结肠镜检查和活检 干预：生物材料的顶空分析 干预：程序/手术：全血/血浆/血清采样 干预：诊断测试：粪便采样 干预: 程序/手术：手术标本的组织学检查
|
用于 VOC 检测的呼吸采样将使用基于纳米传感器的设备（电子鼻）进行
全血/血浆/血清采样将用于获取组分层信息
手术标本、活检材料、血液/血浆、微生物群等顶空的 VOC 分析。
将获得面部样本用于粪便潜血测试和微生物群分析
接受根治性或姑息性手术的患者的常规组织学检查。
手术适应症是根据基础条件设定的。
研究不会干扰手术治疗的决策
结肠镜检查与适当的活检或息肉切除材料后处理将用于结直肠病变的鉴定和分层以及微生物群测试的活检采集
|
|
结直肠低危腺瘤
无结直肠腺癌和无结直肠高危病变的患者 干预：诊断测试：呼气采样 干预：程序/手术：结肠镜活检 干预：程序/手术：全血/血浆/血清采样 干预：诊断测试：粪便采样 干预：顶空生物材料分析
|
用于 VOC 检测的呼吸采样将使用基于纳米传感器的设备（电子鼻）进行
全血/血浆/血清采样将用于获取组分层信息
手术标本、活检材料、血液/血浆、微生物群等顶空的 VOC 分析。
将获得面部样本用于粪便潜血测试和微生物群分析
接受根治性或姑息性手术的患者的常规组织学检查。
手术适应症是根据基础条件设定的。
研究不会干扰手术治疗的决策
结肠镜检查与适当的活检或息肉切除材料后处理将用于结直肠病变的鉴定和分层以及微生物群测试的活检采集
|
|
对照组（结直肠）
在没有结直肠病变证据的情况下接受结肠镜检查的患者 干预：诊断测试：呼吸采样 干预：程序/手术：结肠镜检查和活检 干预：程序/手术：全血/血浆/血清采样 干预：诊断测试：粪便采样 干预：顶空分析对于生物材料 干预：程序/手术：手术标本的组织学检查
|
用于 VOC 检测的呼吸采样将使用基于纳米传感器的设备（电子鼻）进行
全血/血浆/血清采样将用于获取组分层信息
手术标本、活检材料、血液/血浆、微生物群等顶空的 VOC 分析。
将获得面部样本用于粪便潜血测试和微生物群分析
结肠镜检查与适当的活检或息肉切除材料后处理将用于结直肠病变的鉴定和分层以及微生物群测试的活检采集
|
|
一般风险人群
纳入时 40-64 岁的男女平均风险人群 缺乏胃肠道癌症警报症状 干预：诊断测试：呼吸采样 干预：程序/手术：全血/血浆/血清采样 干预：诊断测试：粪便采样 干预：生物材料的顶空分析
|
用于 VOC 检测的呼吸采样将使用基于纳米传感器的设备（电子鼻）进行
全血/血浆/血清采样将用于获取组分层信息
手术标本、活检材料、血液/血浆、微生物群等顶空的 VOC 分析。
将获得面部样本用于粪便潜血测试和微生物群分析
|
|
胰腺癌
经组织学证实的胰腺癌患者 干预：诊断测试：呼吸采样 干预：程序/手术：全血/血浆/血清采样 干预：生物材料的顶空分析
|
用于 VOC 检测的呼吸采样将使用基于纳米传感器的设备（电子鼻）进行
全血/血浆/血清采样将用于获取组分层信息
手术标本、活检材料、血液/血浆、微生物群等顶空的 VOC 分析。
接受根治性或姑息性手术的患者的常规组织学检查。
手术适应症是根据基础条件设定的。
研究不会干扰手术治疗的决策
|
|
慢性胰腺炎
临床和/或组织学和/或放射学证实的慢性胰腺炎患者 干预：诊断测试：呼吸采样 干预：程序/手术：全血/血浆/血清采样 干预：生物材料的顶空分析
|
用于 VOC 检测的呼吸采样将使用基于纳米传感器的设备（电子鼻）进行
全血/血浆/血清采样将用于获取组分层信息
手术标本、活检材料、血液/血浆、微生物群等顶空的 VOC 分析。
|
|
肝癌
经组织学证实的原发性肝癌患者 干预：诊断测试：呼吸采样 干预：程序/手术：全血/血浆/血清采样 干预：生物材料的顶空分析
|
用于 VOC 检测的呼吸采样将使用基于纳米传感器的设备（电子鼻）进行
全血/血浆/血清采样将用于获取组分层信息
手术标本、活检材料、血液/血浆、微生物群等顶空的 VOC 分析。
接受根治性或姑息性手术的患者的常规组织学检查。
手术适应症是根据基础条件设定的。
研究不会干扰手术治疗的决策
|
|
慢性肝病
经组织学证实为病毒性或其他病原学肝硬化的患者 干预：诊断测试：呼吸采样 干预：程序/手术：全血/血浆/血清采样 干预：生物材料的顶空分析
|
用于 VOC 检测的呼吸采样将使用基于纳米传感器的设备（电子鼻）进行
全血/血浆/血清采样将用于获取组分层信息
手术标本、活检材料、血液/血浆、微生物群等顶空的 VOC 分析。
|
|
上呼吸道急性感染
血清学确诊的传染病患者或高危人群（如
流感流行季节的人口）。
该组不包括结核病 干预：诊断测试：呼吸采样 干预：程序/手术：全血/血浆/血清采样 干预：生物材料的顶空分析
|
用于 VOC 检测的呼吸采样将使用基于纳米传感器的设备（电子鼻）进行
全血/血浆/血清采样将用于获取组分层信息
手术标本、活检材料、血液/血浆、微生物群等顶空的 VOC 分析。
|
|
其他地方的肿瘤疾病
患有经组织学证实的肿瘤疾病的患者，不包括胃癌、结直肠癌、胰腺癌和原发性肝癌 干预：诊断测试：呼吸采样 干预：程序/手术：全血/血浆/血清采样 干预：生物材料的顶空分析
|
用于 VOC 检测的呼吸采样将使用基于纳米传感器的设备（电子鼻）进行
全血/血浆/血清采样将用于获取组分层信息
手术标本、活检材料、血液/血浆、微生物群等顶空的 VOC 分析。
接受根治性或姑息性手术的患者的常规组织学检查。
手术适应症是根据基础条件设定的。
研究不会干扰手术治疗的决策
|
研究衡量的是什么？
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
|---|---|---|
|
检测到特定 VOC
大体时间：2年
|
在呼吸和皮肤顶部空间中检测到肺结核特异性 VOC
|
2年
|
|
纳米阵列传感器测试检测目标病变和疾病的性能
大体时间：呼吸采样时
|
灵敏度、特异性、VOCs 纳米阵列传感器测试的整体准确性，以检测盲法分析中的目标病变
|
呼吸采样时
|
次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
|---|---|---|
|
针对目标疾病或病变和风险组的特定 VOC 模式
大体时间：呼吸采样时
|
通过 GC-MS 测定的 VOC 列表，研究组之间存在统计学差异
|
呼吸采样时
|
|
处理后 VOC 模式发生变化
大体时间：基线、治疗后 3 和/或 6 个月（根据研究组的其他时间范围）
|
特定所需治疗后 VOC 模式变化（药物根除细菌/病毒、手术/内窥镜切除癌症或高风险病变）
|
基线、治疗后 3 和/或 6 个月（根据研究组的其他时间范围）
|
|
疾病复发的VOC模式变化及早识别和治疗
大体时间：基线、治疗后 3 和/或 6 个月（根据研究组的其他时间范围）
|
在复发（恶性疾病）的情况下，监测时 VOC 模式会发生变化。
|
基线、治疗后 3 和/或 6 个月（根据研究组的其他时间范围）
|
|
与挥发性有机化合物相关的胃肠道微生物群
大体时间：取样时
|
与特定 VOC 呈正相关的胃肠道微生物群列表（门/属水平）
|
取样时
|
合作者和调查者
在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。
调查人员
- 研究主任：Mārcis Leja, PhD, MD、University of Latvia
- 首席研究员：Lelde Lauka, MD、University of Latvia
- 首席研究员：Andra Cīrule, MD、Riga East University Hospital
出版物和有用的链接
负责输入研究信息的人员自愿提供这些出版物。这些可能与研究有关。
一般刊物
- Nakhleh MK, Amal H, Jeries R, Broza YY, Aboud M, Gharra A, Ivgi H, Khatib S, Badarneh S, Har-Shai L, Glass-Marmor L, Lejbkowicz I, Miller A, Badarny S, Winer R, Finberg J, Cohen-Kaminsky S, Perros F, Montani D, Girerd B, Garcia G, Simonneau G, Nakhoul F, Baram S, Salim R, Hakim M, Gruber M, Ronen O, Marshak T, Doweck I, Nativ O, Bahouth Z, Shi DY, Zhang W, Hua QL, Pan YY, Tao L, Liu H, Karban A, Koifman E, Rainis T, Skapars R, Sivins A, Ancans G, Liepniece-Karele I, Kikuste I, Lasina I, Tolmanis I, Johnson D, Millstone SZ, Fulton J, Wells JW, Wilf LH, Humbert M, Leja M, Peled N, Haick H. Diagnosis and Classification of 17 Diseases from 1404 Subjects via Pattern Analysis of Exhaled Molecules. ACS Nano. 2017 Jan 24;11(1):112-125. doi: 10.1021/acsnano.6b04930. Epub 2016 Dec 21.
- Xu ZQ, Broza YY, Ionsecu R, Tisch U, Ding L, Liu H, Song Q, Pan YY, Xiong FX, Gu KS, Sun GP, Chen ZD, Leja M, Haick H. A nanomaterial-based breath test for distinguishing gastric cancer from benign gastric conditions. Br J Cancer. 2013 Mar 5;108(4):941-50. doi: 10.1038/bjc.2013.44.
- Amal H, Leja M, Broza YY, Tisch U, Funka K, Liepniece-Karele I, Skapars R, Xu ZQ, Liu H, Haick H. Geographical variation in the exhaled volatile organic compounds. J Breath Res. 2013 Dec;7(4):047102. doi: 10.1088/1752-7155/7/4/047102. Epub 2013 Nov 1.
研究记录日期
这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查，以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。
研究主要日期
学习开始 (实际的)
2017年7月24日
初级完成 (预期的)
2019年12月20日
研究完成 (预期的)
2025年12月31日
研究注册日期
首次提交
2017年7月21日
首先提交符合 QC 标准的
2017年7月21日
首次发布 (实际的)
2017年7月24日
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
2018年8月21日
上次提交的符合 QC 标准的更新
2018年8月20日
最后验证
2018年8月1日
更多信息
与本研究相关的术语
其他相关的 MeSH 术语
其他研究编号
- 2017/20329
药物和器械信息、研究文件
研究美国 FDA 监管的药品
不
研究美国 FDA 监管的设备产品
不
此信息直接从 clinicaltrials.gov 网站检索，没有任何更改。如果您有任何更改、删除或更新研究详细信息的请求，请联系 register@clinicaltrials.gov. clinicaltrials.gov 上实施更改，我们的网站上也会自动更新.