Ученые создали экспериментальный дыхательный тест для обнаружения рака

Ученые из Университета Луисвилля (University of Louisville) продемонстрировали, что недавно разработанный тест на выявление рака легких может определить, какие ЛОС (летучие органические соединения) с наибольшей вероятностью будут обнаружены у людей с раком легких. Исследование было опубликовано в журнале PLOS One.

Чем опасен рак легкого?

Чем раньше обнаружен рак легких, тем лучше он поддается лечению. Выявление рака легких в настоящее время проводится с помощью компьютерной томографии у людей, находящихся в группе высокого риска; однако данный метод является дорогостоящим, требует специального оборудования и сопряжен с некоторым риском.

Недавно группа исследователей обнаружила, что у пациентов с раком легких в дыхании содержится группа из 7 летучих органических соединений (ЛОС), которые могут помочь в его обнаружении без компьютерной томографии.

По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (Centers for Disease Control and Prevention), рак легких является третьим по распространенности видом рака в Соединенных Штатах, но имеющим самый высокий уровень смертности. Такой высокий уровень смертности отчасти объясняется тем фактом, что рак легких зачастую выявляется поздно, а это означает, что возможности лечения минимальны.

Как в настоящее время выявляется рак?

В настоящее время рак легких может быть обнаружен с помощью компьютерной томографии, и ее предлагают пройти лицам с высоким риском. В настоящее время проводится много исследований в области раннего выявления рака: начиная от исследования GRAIL, которое сообщило о некоторых результатах своей попытки разработать анализ крови, который может выявить рак и определить, откуда он появился в организме, до эпигенетических тестов, которые помогают определить по образцам мазка из шейки матки, имеется ли у человека рак яичников, молочной железы или шейки матки.

Недавно было продемонстрировано, что мониторинг биомаркера у женщин с мутациями BRCA может определить, имеется ли у них рак яичников на достаточно ранней стадии, чтобы улучшить общую выживаемость и сэкономить расходы на лечение. Исследователи надеются, что при более раннем выявлении рака можно будет спасти жизни, поскольку будет доступно больше вариантов лечения.

Диагностика рака легких

Возможность выявления рака легких путем измерения содержания ЛОС — это еще одна область, которой уделяется определенное внимание.

Доктор Майк Дэвис (Mike Davies) из Университета Ливерпуля (University of Liverpool), который занимается исследованиями рака легких и тесно сотрудничает с благотворительной организацией по борьбе с раком легких Roy Castle Lung Cancer Foundation, рассказал в интервью, что летучие химические вещества, обнаруженные при выдыхании, не обязательно являются результатом раковой опухоли легких, поскольку химические вещества попадают в легкие с кровью со всего тела.

«Химические вещества, выделяемые любой частью тела, включая заболевания или опухоли в любой части тела, на самом деле циркулируют по кровеносной системе», — утверждает автор исследования. «И когда они достигнут легких […], они выйдут с дыханием. Практическим примером этого являются кетоны, поэтому дыхание, которое вы наблюдаете у некоторых диабетиков, — это тот же процесс, при котором они высвобождаются в кровеносной системе и выходят с дыханием».

Трудности дыхательного теста на рак

Роберт Ринтул (Robert Rintoul), профессор торакальной онкологии Кембриджского университета (Cambridge University), Великобритания, рассказал о проблемах выявления и лечения рака легких:

«[Подавляющее] большинство [больных раком легких], к сожалению, умирают от своей болезни. И причина этого в том, что у всех этих людей рак легких, примерно у трех четвертей из них [или у 75%], выявляется на поздней стадии».

Это оказывает влияние на доступные им методы лечения.

Почему важно раннее выявление

«Таким образом, хотя [пациентам с раком легких] могут быть предложены помощь и лечение, это лечение часто не направлено на излечение рака, и только четверти пациентов, у которых диагностирован рак легких, вероятно, предлагается лечение, которое может вылечить рак. Поэтому, чтобы улучшить долгосрочные результаты лечения рака легких, нам необходимо выявить рак легких на ранней стадии», — подчеркнул профессор Роберт Ринтул.

Одна из проблем, связанных с использованием ЛОС для выявления рака легких, заключается в том, что существует много похожих соединений, выделяющихся при различных состояниях.

Доктор Дэвис объяснил, что ЛОС, выделяемые при хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ), которая часто встречается у курильщиков, у которых также гораздо больше шансов заболеть раком легких, похожи на ЛОС, выделяемые самим раком легких.

Результаты нового исследования

В текущем исследовании ученые разработали метод, позволяющий фиксировать выдыхаемое дыхание 414 человек. Из этих людей у 156 был нелеченный рак легких, у 65 пациентов были доброкачественные узлы в легких, и 193 здоровых контрольных субъекта были набраны из семей больных раком легких.

Большинство больных раком легких были нынешними или бывшими курильщиками. Из использованных контрольных групп 113 были нынешними или бывшими курильщиками, а 80 никогда не курили. Здоровая контрольная группа была значительно моложе, чем группа с раком легких.

Используя образцы выдыхаемого воздуха, отобранные с помощью недавно разработанной системы для определения различных типов присутствующих ЛОС, исследователи использовали машинное обучение, чтобы определить, связаны ли ЛОС, обнаруженные у онкологических больных, с их раком. Это помогло идентифицировать группу из 7 ЛОС, которые, когда они встречались вместе, указывали на наличие рака легких, утверждают авторы исследования в статье, опубликованной в PLOS One.

Тестирование биомаркеров рака

В статье не проводилась проверка полученных результатов в рамках валидационного набора, который определил бы, можно ли использовать алгоритм, разработанный для анализа ЛОС, обнаруженных в выдыхаемом воздухе, для выявления рака легких в когорте.

Профессор Ринтул, который не принимал участия в исследовании, считает, что при попытке найти биомаркеры рака легких существуют проблемы, поскольку вам необходимо найти способ включить людей, у которых рак легких протекает бессимптомно, чтобы вы могли разработать тест для выявления рака легких в том виде, в каком он был представлен у них.

«Самое важное, когда вы выполняете такого рода работу, — это убедиться, что вы обращаетесь к нужной популяции», — сказал он.

Это означает, что исследования должны быть разработаны таким образом, чтобы выявлять людей без симптомов, чего может и не быть, если исследовательская модель основана на данных и биомаркерах людей с симптоматическим раком легких.

«Но тогда мы должны сказать, что все это очень хорошо для людей, которые входят в парадную дверь с раком легких. Но на самом деле, это другая группа людей, которые также находятся в обществе и не имеют вообще никаких симптомов», — заключил он.

Авторы другого исследования утверждают, что сок сарунаси подавляет рак легких у мышей.