Электронный нос определяет действенность иммунотерапии рака

Иммунотерапия — один из самых эффективных методов лечения для пациентов с немелкоклеточным раком легкого. Однако диагностика восприимчивости рака легких к иммунотерапии (а восприимчива лишь часть пациентов) остается трудоемким и довольно долгим процессом.

Команда ученых из Нидерландского института рака предположила, что в воздухе, выдыхаемом пациентом, может содержаться достаточно информации об опухоли для предсказания эффективности иммунотерапии. Для анализа выдоха они использовали eNose, электронный нос — биомедицинское аналитическое устройство, детектирующее летучие органические молекулы.

В исследовании участвовали 143 человека с немелкоклеточным раком легкого. Через две недели после анализа выдоха пациенты начинали курс лечения ингибиторами иммунных контрольных точек — ниволумабом или пембролизумабом, блокирующими белок PD-1. Эффективность лечения оценивалась через три месяца по стандартным критериям, и оценки сопоставлялись с результатами анализа выдоха. Данные, полученные с первыми 92 пациентами, служили для машинного обучения, эффективность алгоритмов которого затем проверили на остальных.

Результаты оказались обнадеживающими: площадь под ROC-кривой для нового метода составила 0,85. Можно утверждать, что eNose более точен, чем нынешний золотой стандарт для отбора пациентов, которые будут отвечать на иммунотерапию против PD-1, — иммуногистохимическое тестирование образца ткани на присутствие лиганда PD-1 (PD-L1). К тому же он дешев, неинвазивен и очень быстро дает ответ на поставленный вопрос.

Объясняет Рианна де Врис, один из двух ведущих авторов статьи, аспирант факультета респираторной медицины в Медицинском центре Амстердамского университета и главный операционный директор компании Breathomix, которая производит электронный нос: «При использовании eNose пациент делает глубокий вдох, задерживает дыхание на пять секунд, а затем медленно выдыхает в устройство. Сенсоры eNose реагируют на смесь летучих органических соединений в выдыхаемом воздухе, каждый сенсор обладает наивысшей чувствительностью к определенной группе молекул. Показания сенсоров отправляются непосредственно на онлайн-сервер, где и хранятся для обработки данных в реальном времени и внесении поправок на состав воздуха: состав выдыхаемого вами воздуха зависит от воздуха, который вы вдыхаете. Измерение занимает менее минуты, а результаты сравнивают с онлайн-базой данных, где алгоритмы, построенные при помощи машинного обучения, немедленно определяют, может ли пациент ответить на анти-PD1 терапию».

Быстро и точно определять, нужна ли больному иммунотерапия, важно не только для экономии сил и средств — этот метод лечения рака примерно в 10% случаев приводит к серьезным побочным эффектам. Невосприимчивых к иммунотерапии больных в данном эксперименте оказалось 24%. В будущем эти люди смогут избежать процедуры, которая только навредит им, а не поможет.

По мнению авторов статьи, восприимчивость рака к иммунотерапии — лишь малая доля того, что способен «учуять» такой прибор, и анализ биомаркеров больного по выдоху может стать диагностическим инструментом при многих заболеваниях.