Nieuw onderzoek toont aan dat een elektronische neus gebruikt kan worden om het effect van immunotherapie bij patiënten met niet-kleincellig longcarcinoom te voorspellen. Voor 25% van de patiënten kan zelfs met 100% zekerheid worden voorspeld dat ze geen baat zullen hebben bij deze therapie, wat een groot aantal onnodige behandelingen kan besparen. Drs. Rianne de Vries, technisch geneeskundige en promovenda in het Amsterdam UMC en oprichter van Breathomix, en drs. Mirte Muller, arts-onderzoeker in het Antoni van Leeuwenhoek in Amsterdam, vertellen over deze toepassing.
Een eNose, oftewel een elektronische neus, is een klein, draagbaar apparaatje dat gebruikt kan worden om metingen te doen aan de lucht. De toepassingen zijn divers, variërend van luchtkwaliteitsmetingen in het kader van milieubewaking tot het ruiken aan ontlasting en uitgeademde lucht in het kader van medische diagnostiek. Het Amsterdam UMC heeft een speciale eNose ontwikkeld die geschikt is voor gebruik in de spreekkamer, ook wel de SpiroNose genoemd. Het apparaat, dat op dit moment alleen nog beschikbaar is voor onderzoek, kan bijvoorbeeld gebruikt worden om binnen enkele minuten astma, COPD en longkanker te diagnosticeren en te fenotyperen.
Patroonherkenning
Het bedrijf Breathomix, dat Rianne de Vries in 2018 samen met Maurik van den Heuvel heeft opgericht, heeft de SpiroNose verder ontwikkeld en gekoppeld aan een online analyseplatform, BreathBase, waardoor deze nu kan worden gebruikt voor medische diagnostiek bij longpatiënten. “Onze eNose is gekoppeld aan een online platform met een database, waarmee we onze apparatuur kunnen trainen. In totaal bevat die database nu al gegevens van 4.500 patiënten met astma, COPD en longkanker”, legt De Vries uit.
“De eNose bevat zeven verschillende sensoren die meerdere keren voorkomen om zowel de omgevingslucht als de uitgeademde lucht te kunnen meten. Elke sensor is voornamelijk gevoelig voor een bepaalde groep stoffen, die elkaar gedeeltelijk overlappen. In feite identificeren we geen specifieke stoffen, maar een patroon dat gebaseerd is op het complete mengsel van stoffen in de uitademingslucht. Eigenlijk is dat hoe je zelf ook ruikt met je neus, waardoor je prima de geur van koffie kan herkennen zonder precies te weten welke stoffen daarin zitten. Je zou dit soort ademanalyses ook kunnen doen met massaspectrometrie, waarmee je specifieker bepaalde stoffen kunt meten, maar omdat dat heel ingewikkelde technologie is, zal dat altijd een dure laboratoriumanalyse blijven, en waarschijnlijk nooit een point-of-care-apparaat dat gebruikt kan worden in de spreekkamer.”
Effect van anti-PD-1-therapie
Mirte Muller onderzocht samen met De Vries of deze eNose gebruikt kan worden om te voorspellen wat de respons zal zijn op immunotherapie bij patiënten met niet-kleincellig longcarcinoom (NSCLC). Hun resultaten werden in september gepubliceerd in het tijdschrift Annals of Oncology.1
Het probleem van immunotherapie bij NSCLC is dat het maar bij één op de vijf patiënten werkt, terwijl het een relatief dure behandeling is met heftige bijwerkingen. De therapie geeft minder vaak bijwerkingen dan chemotherapie, maar als een patiënt een bijwerking heeft, dan is die meestal wel heftiger. Helaas is er op dit moment geen goede diagnostische test beschikbaar om te voorspellen welke patiënten wel en niet baat zullen hebben bij deze behandeling, waardoor in de praktijk alle patiënten de behandeling krijgen voorgeschreven.
Muller legt uit: “Op dit moment wordt vooraf een PD-L1-kleuring gedaan, waarmee met ongeveer 75% zekerheid voorspeld kan worden of iemand wel of niet zal reageren op de immunotherapie. Deze test is echter niet gevalideerd om te voorspellen wanneer de therapie géén effect heeft. Vandaar dat toch alle patiënten immunotherapie ondergaan om de kans te krijgen te reageren, en op basis van de PD-L1-kleuring alleen gekeken wordt of dit nog aangevuld moet worden met chemotherapie.”
De Vries en Muller besloten om de vraag om te keren. “Als 80% van de patiënten niet reageert op de immunotherapie, zou je in deze groep toch een aantal mensen moeten kunnen aanwijzen van wie je weet dat ze sowieso niet zullen reageren. Daarmee bespaar je hen een heleboel bijwerkingen”, verklaart Muller. “Omdat we niemand onterecht een behandeling willen onthouden, hebben we daarbij gekozen voor een heel strikte afkapwaarde, zodat we echt met 100% zekerheid kunnen zeggen dat ze geen baat hebben bij de therapie.”
Vijfentwintig procent
Om dit mogelijk te maken, werd eerst een referentiedataset opgebouwd met gegevens van 92 patiënten uit het Antoni van Leeuwenhoek. Al deze patiënten ondergingen de gebruikelijke behandeling met immunotherapie (pembrolizumab of nivolumab). Voor aanvang van de behandeling werd een ademanalyse gedaan met de eNose en achteraf werd het effect van de therapie gemeten met behulp van een CT-scan.
Na het opbouwen van deze referentieset kon de voorspellende waarde hiervan getest worden in een nieuwe groep van 51 patiënten, eveneens afkomstig uit het Antoni van Leeuwenhoek. “De resultaten lieten zien dat we met 85% zekerheid kunnen zeggen of iemand wel of geen baat heeft bij de therapie. Maar om er als arts echt wat mee te kunnen, hebben we vooral gekeken naar de waarschijnlijkheid dat iemand géén baat heeft bij de behandeling”, vertelt De Vries. Muller vult aan: “Daaruit bleek dat we voor 25% van de patiënten met zekerheid kunnen voorspellen dat de behandeling geen effect zal hebben, en ze deze dus niet hoeven te ondergaan. Dat is toch een heel mooi getal.” “Uiteindelijk is het natuurlijk aan de arts zelf om de afkapwaarde te kiezen. In principe kan een arts ook kiezen voor een lagere afkapwaarde, waardoor nog meer patiënten een behandeling bespaard kan blijven. Dan is er echter wel een kans dat je een patiënt een behandeling onthoudt, die er eigenlijk wel baat gehad bij zou hebben”, besluit De Vries.
Prof. dr. Michel van den Heuvel, hoogleraar Longoncologie in het Radboudumc te Nijmegen en groepsleider van dit onderzoek, is ondertussen bezig met de voorbereidingen van een vervolgonderzoek in een grotere patiëntengroep in meerdere centra. Daarnaast is er al onderzoek gaande om de uitgeademde lucht ook op andere manieren te analyseren, om de achterliggende biologie beter te kunnen verklaren.
Naar de markt
Zorgverzekeraars hebben al enthousiast gereageerd op het idee. CbusineZ, de innovatietak gelieerd aan zorgverzekeraar CZ, is in juni 2019 een samenwerking gestart met Breathomix, om het apparaat naar de markt te brengen. Het bedrijf ziet de eNose als een mooie kans om een bijdrage te leveren aan het personaliseren en betaalbaar houden van de zorg. “Wanneer we kunnen voorspellen of een behandeling met immunotherapie aanslaat, kunnen niet alleen onnodige bijwerkingen voor de patiënt worden voorkomen, maar kunnen we ook voorkomen dat dure geneesmiddelen worden ingezet terwijl ze niet werken”, aldus Carolien Oppeneer van CbusineZ in een persbericht.
Referentie
1. De Vries R, et al. Ann Oncol 2019;30:1660-6.
Dr. Els van den Brink, wetenschapsjournalist
Immunoncologie.nl 2019 vol 3 nummer 3
DEEL DIT ARTIKEL:
