Elektronische neus kan longkanker ruiken

Longkanker kan nauwkeurig en betrouwbaar worden vastgesteld door uitgeademde lucht van patiënten bij wie longkanker wordt vermoed te analyseren met een elektronische neus, onafhankelijk van tumoreigenschappen, ziektestadium, diagnostisch centrum en patiëntkenmerken. Dit concluderen arts-onderzoeker Alessandra Buma (Radboudumc) en collega-onderzoekers op basis van een multicentrische, prospectieve externe-validatiestudie.

In de meeste landen bestaat het diagnostische traject van patiënten bij wie longkanker wordt vermoed uit PET-CT-onderzoek en invasieve procedures, zoals bronchoscopie, endo-echografie, naaldaspiratie en chirurgie. “Bij een aanzienlijk deel van de patiënten leidt dit echter niet tot een definitieve diagnose”, vertelt Buma. “Daarnaast kan het traject, vooral bij longkanker in een vroeg stadium, veel tijd in beslag nemen en kunnen er ernstige complicaties optreden. We hebben dus behoefte aan betrouwbare, niet-invasieve en kosteneffectieve methoden om longkanker (vroegtijdig) op te sporen.”

‘Ademprofiel’

Een innovatieve methode is de analyse van uitgeademde lucht met een elektronische neus (eNose). “In uitgeademde lucht zit vooral stikstof, zuurstof en koolstofdioxide”, legt Buma uit. “Verder bevat het ook zogenoemde vluchtige organische componenten (VOC’s), zoals ethaan, butaan en methaan. Deze VOC’s komen uit de mond-keelholte, de luchtwegen en de circulatie, en zijn een afspiegeling van metabole processen en (patho)fysiologische veranderingen in het lichaam. Sensoren in de eNose meten het mengsel van VOC’s. Dit mengsel wordt vervolgens geanalyseerd en gecorrigeerd voor de omgevingslucht. Hieruit rolt uiteindelijk een ‘ademprofiel’, met numerieke kansen op de aan- of afwezigheid van specifieke klinische aandoeningen.” Eerder Nederlands onderzoek liet zien dat een eNose (SpiroNose^®, Breathomix B.V., Leiden) longkanker kan opsporen bij patiënten met COPD tot zelfs twee jaar vóór de klinische diagnose.¹

Nieuw model

Buma en collega-onderzoekers hebben dit oorspronkelijke eNose-model nu prospectief en extern gevalideerd op de polikliniek Thoracale oncologie van het Radboudumc en het UMC Groningen bij patiënten bij wie een klinisch en/of radiologisch vermoeden van longkanker bestond.² Alle patiënten ondergingen bloedonderzoek, spirometrie en PET-CT-onderzoek. Als de PET-CT-scan suggestief was voor longkanker, werd aanvullend een diagnostische biopsie, resectie of pleurapunctie uitgevoerd. “Daarnaast hebben we een nieuw eNose-model ontwikkeld en gevalideerd”, vult Buma aan. “Dit model is in tegenstelling tot het oude model niet specifiek gericht op COPD-patiënten, maar op een meer algemene groep poliklinische patiënten bij wie longkanker wordt vermoed.” De diagnostische prestaties van beide modellen werden gemeten aan de hand van de oppervlakte onder de ROC-curve (‘area under the curve’, AUC), de specificiteit en de positief en negatief voorspellende waarde, met een beoogde sensitiviteit van 95% om het aantal gemiste longkankerdiagnoses in een populatie waar longkanker vaak voorkomt te minimaliseren.

“Het nieuwe eNose-model had een aanmerkelijk hogere specificiteit, terwijl de sensitiviteit nagenoeg gelijk bleef”

Belangrijkste resultaten

In totaal namen 364 patiënten deel aan het onderzoek, onder wie 116 patiënten met COPD. Het oorspronkelijke eNose-model detecteerde longkanker bij COPD-patiënten met een AUC van 0,92 en bij alle patiënten met een AUC van 0,80. Bij een sensitiviteit van 95% waren ook de specificiteit (72 vs. 51%), de positief voorspellende waarde (95 vs. 74%) en de negatief voorspellende waarde (72 vs. 88%) van het oorspronkelijke eNose-model hoger in de groep COPD-patiënten dan in de gehele studiepopulatie. “Het nieuwe eNose-model had een aanmerkelijk hogere specificiteit (63 vs. 51%) voor de detectie van longkanker bij alle patiënten dan het oude eNose-model, terwijl de sensitiviteit (94 vs. 95%) nagenoeg gelijk bleef”, voegt Buma toe. “Bovendien leek de nauwkeurige detectie van longkanker onafhankelijk te zijn van tumoreigenschappen (lokalisatie, grootte en histologie), ziektestadia, diagnostisch centrum en patiëntkenmerken (o.a. leeftijd, geslacht, etniciteit, BMI en roken).”

“Ademanalyse kan onnodige invasieve diagnostische procedures voorkomen”

Hoge verwachtingen

De onderzoekers hebben duidelijk hoge verwachtingen van de eNose. Buma: “Onze bevindingen wijzen erop dat implementatie van de ademanalyse onnodige invasieve diagnostische procedures kan voorkomen bij ongeveer driekwart van de patiënten met een goedaardige diagnose, met een risico van 5-6% dat een longkankerdiagnose op de polikliniek Thoracale oncologie wordt gemist. Ons onderzoek biedt de informatie die nodig is om de laatste stappen te kunnen zetten richting klinische implementatie van de eNose voor routinematige detectie van longkanker in het ziekenhuis.”

Referenties

1. De Vries R, Farzan N, Fabius T, et al. Prospective detection of early lung cancer in patients with COPD in regular care by electronic nose analysis of exhaled breath. Chest. 2023;164:1315-24.
2. Buma AIG, Muntinghe-Wagenaar MB, van der Noort V, et al. Lung cancer detection by electronic nose analysis of exhaled breath: a multicentre prospective external validation study. Ann Oncol. 2025;36:786-95.

Lees meer over: