De elektronische neus, een biomarker in opkomst bij de diagnostiek en behandeling van longkanker

De elektronische neus is een techniek in opkomst bij de diagnostiek en behandeling van longkanker. E-nose-technieken die metingen van de uitgeademde luchtcomponent gebruiken, kunnen longkanker detecteren met een gevoeligheid van 71% tot 96% en een specificiteit van 33% tot 100%. Momenteel ontbreken echter gestandaardiseerde bemonsterings- en analysemethoden en validatietechnieken, wat vergelijking tussen studies en klinische implementatie nog belemmert. Wanneer deze succesvol worden weggenomen kan de e-nose bij longkanker een hoge vlucht nemen.

Longkanker is wereldwijd verantwoordelijk voor de meeste kankergerelateerde sterfte. Bij het merendeel van longkankerpatiënten wordt de ziekte pas in een gevorderd stadium vastgesteld. Om de aan longkanker gerelateerde sterfte te verkleinen is het essentieel om de ziekte in een vroeg stadium vast te stellen, bij voorkeur in asymptomatische patiënten (1).

Hiervoor zijn diverse screeningsprogramma’s ontwikkeld, de meeste met CT-scans. Deze hebben echter diverse nadelen waaronder een groot aantal valspositieve bevindingen en beperkingen t.a.v. kosten en de selectie van de juiste doelgroep. Het toevoegen van een niet-invasieve biomarker zou de effectiviteit van zulke programma’s kunnen verhogen (2). Verder zou de behandeling effectiever kunnen worden wanneer artsen tijdens de behandeling en bij follow-up de beschikking zouden hebben over een niet-invasieve biomarker (3, 4).

Wenst u hierover meer te lezen, dan verwijzen wij u graag naar de integrale tekst.

  • Afdeling Longziekten en Tuberculose van het Medisch Centrum Leeuwarden, Nederland

    1. Howlader N, Forjaz G, Mooradian MJ, Meza R, Kong CY, Cronin KA, et al. The Effect of Advances in Lung-Cancer Treatment on Population Mortality. N Engl J Med [Internet]. 2020 Aug 12;383(7):640–9. Available from: https://doi.org/10.1056/NEJMoa1916623
    2. Seijo LM, Peled N, Ajona D, Boeri M, Field JK, Sozzi G, et al. Biomarkers in Lung Cancer Screening: Achievements, Promises, and Challenges. Journal of Thoracic Oncology. 2019.
    3. Lagniau S, Lamote K, van Meerbeeck JP, Vermaelen KY. Biomarkers for early diagnosis of malignant mesothelioma: Do we need another moonshot? Oncotarget. 2017;
    4. van Geffen WH, Lamote K, Costantini A, Hendriks LEL, Rahman NM, Blum TG, et al. The electronic nose: Emerging biomarkers in lung cancer diagnostics. Breathe. 2019;
    5. Group F-NBW. BEST (Biomarkers, EndpointS, and other Tools) Resource. BEST (Biomarkers, EndpointS, and other Tools) Resource. 2016.
    6. Janssens E, van Meerbeeck JP, Lamote K. Volatile organic compounds in human matrices as lung cancer biomarkers: A systematic review. Critical Reviews in Oncology/Hematology. 2020.
    7. Gijtenbeek RGP, Damhuis RAM, Groen HJM, van der Wekken AJ, van Geffen WH. Nationwide Real-world Cohort Study of First-line Tyrosine Kinase Inhibitor Treatment in Epidermal Growth Factor Receptor-mutated Non–small-cell Lung Cancer. Clin Lung Cancer. 2020;
    8. Tang J, Yu JX, Hubbard-Lucey VM, Neftelinov ST, Hodge JP, Lin Y. The clinical trial landscape for PD1/PDL1 immune checkpoint inhibitors. Nat Rev Drug Discov [Internet]. 2018;17(12):854–5. Available from: https://doi.org/10.1038/nrd.2018.210
    9. Amann A, Mochalski P, Ruzsanyi V, Broza YY, Haick H. Assessment of the exhalation kinetics of volatile cancer biomarkers based on their physicochemical properties. Journal of Breath Research. 2014.
    10. Pauling L, Robinson AB, Teranishi R, Cary P. Quantitative Analysis of Urine Vapor and Breath by Gas-Liquid Partition Chromatography. Proc Natl Acad Sci. 1971;
    11. Van Geffen WH, Bruins M, Kerstjens HAM. Diagnosing viral and bacterial respiratory infections in acute COPD exacerbations by an electronic nose: A pilot study. J Breath Res [Internet]. 2016 Jun;10(3). Available from: http://europepmc.org/abstract/med/27310311
    12. Fens N, de Nijs SB, Peters S, Dekker T, Knobel HH, Vink TJ, et al. Exhaled air molecular profiling in relation to inflammatory subtype and activity in COPD. Eur Respir J [Internet]. 2011 Dec 1 [cited 2019 Aug 2];38(6):1301–9. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21700610
    13. de Vries R, Dagelet YWF, Spoor P, Snoey E, Jak PMC, Brinkman P, et al. Clinical and inflammatory phenotyping by breathomics in chronic airway diseases irrespective of the diagnostic label. Eur Respir J [Internet]. 2018 Jan 1 [cited 2019 Aug 2];51(1):1701817. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29326334
    14. Saktiawati AMI, Stienstra Y, Subronto YW, Rintiswati N, Sumardi, Gerritsen J-W, et al. Sensitivity and specificity of an electronic nose in diagnosing pulmonary tuberculosis among patients with suspected tuberculosis. Wilkinson KA, editor. PLoS One [Internet]. 2019 Jun 13 [cited 2019 Aug 2];14(6):e0217963. Available from: http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0217963
    15. Visrodia K, Zakko L, Allen J, Clemens MA, Iyer PG, Lutzke LS, et al. Tu1111 - Ongoing Development of a Screening Test for Barrett’s Esophagus using Electronic-Nose Device Analysis of Exhaled Volatile Organic Compounds. Gastroenterology. 2018;
    16. van de Goor RMGE, Leunis N, van Hooren MRA, Francisca E, Masclee A, Kremer B, et al. Feasibility of electronic nose technology for discriminating between head and neck, bladder, and colon carcinomas. Eur Arch Oto-Rhino-Laryngology. 2017;
    17. Gordon SM, Szidon JP, Krotoszynski BK, Gibbons RD, O’Neill HJ. Volatile organic compounds in exhaled air from patients with lung cancer. Clin Chem [Internet]. 1985 [cited 2019 Aug 2];31(8). Available from: http://clinchem.aaccjnls.org/content/31/8/1278
    18. McCulloch M, Jezierski T, Broffman M, Hubbard A, Turner K, Janecki T. Diagnostic accuracy of canine scent detection in early- and late-stage lung and breast cancers. Integr Cancer Ther. 2006;
    19. Zhou J, Huang Z-A, Kumar U, Chen DDY. Review of recent developments in determining volatile organic compounds in exhaled breath as biomarkers for lung cancer diagnosis. Anal Chim Acta [Internet]. 2017;996:1–9. Available from: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S000326701731070X
    20. Saalberg Y, Wolff M. VOC breath biomarkers in lung cancer. Clin Chim Acta [Internet]. 2016;459:5–9. Available from: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009898116302170
    21. Ramos ÁG, Antón AP, Sánchez M del N, Pavón JLP, Cordero BM. Urinary volatile fingerprint based on mass spectrometry for the discrimination of patients with lung cancer and controls. Talanta [Internet]. 2017;174:158–64. Available from: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0039914017306331
    22. Krilaviciute A, Heiss JA, Leja M, Kupcinskas J, Haick H, Brenner H. Detection of cancer through exhaled breath: a systematic review. Oncotarget. 2015;
    23. Röck F, Barsan N, Weimar U. Electronic nose: Current status and future trends. Chemical Reviews. 2008.
    24. Nardi-Agmon I, Peled N. Exhaled breath analysis for the early detection of lung cancer: Recent developments and future prospects. Lung Cancer: Targets and Therapy. 2017.
    25. Kort S, Brusse-Keizer M, Schouwink H, Gerritsen J-W, de Jongh F, van der Palen J. Detection of non-small cell lung cancer by an electronic nose. In: Lung Cancer. 2017.
    26. S. K, M.M. T, M. B-K, J.W. G, J.H. S, E. C, et al. Multi-centre prospective study on diagnosing subtypes of lung cancer by exhaled-breath analysis. Lung Cancer. 2018;
    27. Horváth I, Barnes PJ, Loukides S, Sterk PJ, Högman M, Olin AC, et al. A european respiratory society technical standard: Exhaled biomarkers in lung disease. European Respiratory Journal. 2017.
    28. Shlomi D, Abud M, Liran O, Bar J, Gai-Mor N, Ilouze M, et al. Detection of Lung Cancer and EGFR Mutation by Electronic Nose System. J Thorac Oncol. 2017;
    29. de Vries R, Muller M, van der Noort V, Theelen WSME, Schouten RD, Hummelink K, et al. Prediction of response to anti-PD-1 therapy in patients with non-small-cell lung cancer by electronic nose analysis of exhaled breath. Ann Oncol. 2019;
    30. Nardi-Agmon I, Abud-Hawa M, Liran O, Gai-Mor N, Ilouze M, Onn A, et al. Exhaled breath analysis for monitoring response to treatment in advanced lung cancer. J Thorac Oncol. 2016;

U wil op dit artikel reageren ?

Toegang tot alle functionaliteiten is gereserveerd voor professionele zorgverleners.

Indien u een professionele zorgverlener bent, dient u zich aan te melden of u gratis te registreren om volledige toegang te krijgen tot deze inhoud.
Bent u journalist of wenst u ons te informeren, schrijf ons dan op redactie@rmnet.be.