一項針對晚期非小細胞肺癌(NSCLC)患者的前瞻性觀察性試驗發現，檢測呼吸中化學物質的電子鼻裝置可以準確地識別出對最新免疫療法有反應或無反應的患者，準確率為85%。該試驗的結果發表在《腫瘤學年鑒》上 ，表明對PD-L1生物標志物的eNOSE表現出比有創且耗時的免疫組織化學(IHC)測試更好的預測準確性，PD-L1生物標志物是目前預測NSCLC對Aβ應答的金標準。抗PD-1免疫療法，例如nivolumab或pembrolizumab。
研究共同第一作者Mirte Muller說：“我們發現，在開始免疫療法治療之前，對非小細胞肺癌患者的呼氣進行eNose分析可以區分反應者和非反應者，準確度達85%。” ，荷蘭癌癥研究所胸部腫瘤學系博士。“與其他可用的醫學技術，診斷測試和生物標記相比，eNose技術便宜。eNose有資格作為無創且快速的即時護理測試，可在醫生辦公室的數秒內提供反饋。我們的研究結果為下一步在大型前瞻性多中心研究中驗證這些發現奠定了堅實的基礎。該研究在題為“通過呼出氣的電子鼻分析預測非小細胞肺癌患者對PD-1治療的反應。”
作者寫道，免疫檢查點抑制劑(ICIs)“顯著改善”了晚期NSCLC的治療，但僅對部分患者有效，“當我們開始研究時，這一比例約為20%，” Michel van den Heuvel評論說，拉德布德大學醫學中心(荷蘭奈梅亨)胸腔腫瘤學教授是該研究的負責人。“目前，除了通過免疫組織化學進行的PD-L1檢測外，尚無可準確預測誰將從該治療中受益的檢測方法。盡管在分析是否使用免疫療法治療患者的臨床決策上存在分析和預測方面的局限性，但這仍是當今的生物標記。”
作者建議，一種替代IHC測試的潛在方法是呼出空氣的分子譜分析。我們從肺中呼出的空氣中含有數千種揮發性有機化合物(VOC)。這些VOC可能會根據身體不同部位(例如肺部)發生的代謝過程而有所不同。eNose是一種小型設備，包含可以檢測呼出空氣中這些VOC的傳感器。研究人員認為，晚期NSCLC患者呼吸中的VOC混合可能表明患者是否會對抗PD1治療產生反應。
共同首次研究的作者Rianne de Vries解釋說：“我們假設，使用eNose技術進行呼氣分析可能是當前標準的一種非侵入性且快速的替代方法，它將使醫生避免對他們無反應的免疫療法治療患者。”阿姆斯特丹大學醫學中心呼吸內科的一名博士生。de Vries是位于荷蘭的Breathomix的首席運營官，該公司正在開發eNose設備。
“使用eNose時，患者會深吸一口氣，屏住五秒鐘，然后慢慢向設備呼氣，” de Vries解釋說。“ eNose傳感器可對呼出氣中的VOC進行完全混合;每個傳感器對不同的分子組具有最高的靈敏度。傳感器讀數直接發送到在線服務器并存儲在在線服務器上，以進行數據的實時處理和環境空氣校正，因為您呼出的空氣受您吸入的空氣的影響。測量只需不到一分鐘的時間，然后將結果與在線數據庫進行比較，在該數據庫中，機器學習算法可立即確定患者是否可能對抗PD1治療產生反應。”
荷蘭癌癥研究所的研究人員在2016年3月至2018年2月之間進行了eNose試驗，招募了143例晚期NSCLC患者。在開始使用nivolumab或pembrolizumab治療前兩周，使用eNose設備記錄患者的呼吸狀況。三個月后，應用標準標準(固體腫瘤反應評估標準，RECIST)評估每個患者是否對治療有反應。2016年3月至2017年2月開始治療的前92名患者(訓練集)的結果通過其余51名患者的相同測試的結果進行了驗證，后者于2017年4月之后開始治療。
總體發現表明，eNose在預測對免疫療法的反應中顯示出85%的準確性。“我們的發現表明，通過eNose進行呼吸分析可以潛在地避免對被eNose識別為對免疫療法無反應的患者進行無效治療，在我們的研究中，該患者為24%，” Muller補充說。“這意味著在24%的NSCLC患者中可以避免這種治療，而不會否認任何有效的治療方法。”研究結果還發現，“與目前使用的生物標志物相比，eNose在所有領域均優于PD-L1，”研究人員表示。
盡管免疫療法的副作用往往比化學療法要少(疲勞是最常見的)，但它可以在大約10%的患者中引發更嚴重的副作用。當人體的免疫系統開始攻擊自己的細胞時，其中包括肺，肝和腸等器官的炎癥。確定誰對免疫療法無反應意味著可以避免患者遭受潛在的副作用。
van den Heuvel總結道：“我們堅信這項研究只是表面的。它代表了現代精密醫學的首次引入，即可以輕松獲得分子指紋并在現場快速進行分析。這確實為個體患者和醫生提供了新的可能性。此eNose系統的功能在于，它已在技術和臨床上得到正確驗證，這一點至關重要。我們相信，呼氣分析將成為重要的診斷工具，并將指導腫瘤學以及許多其他疾病的未來治療。”
據作者所知，該報道的研究是第一項使用eNose識別抗PD-1治療反應的研究。他們寫道：“我們的研究擴展了Shlomi等人的工作，他們能夠使用eNose技術將具有EGFR突變的肺癌患者與具有野生型EGFR的肺癌患者區分開來。我們最近表明呼氣分析可以在醫護點對慢性氣道疾病進行臨床和炎性表型分析，因此可以促進個性化的抗炎策略，鑒于臨床上適用的技術，目前的數據可能使呼吸評估符合以下條件：一種用于NSCLC患者分層的實時工具。”