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Diagnosi di tumore attraverso il respiro: cosa manca ancora?
Qual è l'accuratezza diagnostica e quali sono le sfide metodologiche riguardo ai test del respiro che analizzano composti organici volatili (volatile organic compound, VOC) per la diagnosi di tumore?
Una revisione sistematica della letteratura e la corrispettiva metanalisi ci aiutano a fare il punto.
Hanna GB, et al. Accuracy and Methodologic Challenges of Volatile Organic Compound-Based Exhaled Breath Tests for Cancer Diagnosis: A Systematic Review and Meta-analysis. JAMA Oncol 2018 [Epub ahead of print]
La capacità di rilevare e quantificare dei composti organici volatili (VOC) nell’aria emessa con il respiro ha portato alla messa a punto di test non invasivi per la diagnosi dei tumori. L'accuratezza diagnostica complessiva dei test proposti tuttavia rimane sconosciuta.
Al fine di analizzare l’evidenza scientifica ad oggi disponibile, è stata effettuata una revisione sistematica della letteratura tra gennaio 2000 e maggio 2017, utilizzando i database Embase e MEDLINE attraverso la piattaforma OVID. I termini di ricerca, combinando gli operatori booleani AND e OR, sono stati i seguenti: cancer, neoplasm, malignancy, volatile organic compound, VOC, breath, exhaled. Una ricerca MEDLINE separata si è focalizzata su aspetti metodologici analizzando studi che riportavano informazioni riguardo a potenziali fattori che potessero influenzare la concentrazione di VOC nell'aria espirata negli esseri umani.
Criteri di selezione: studi condotti sull’uomo e pubblicati in lingua inglese, limitatamente ai test che hanno analizzato i VOC endogeni nell’aria espirata per diagnosticare la patologia tumorale.
La revisione sistematica e la metanalisi congiunta sono state condotte in conformità con le raccomandazioni della Cochrane Library. Sono state effettuate stime aggregate dei punti della curva ROC per i test VOC.
La principale misura di esito è stata la precisione diagnostica combinata degli esami respiratori VOC.
Sono state identificate 63 pubblicazioni pertinenti, per un totale di 3554 pazienti.
L'analisi aggregata dei risultati ha riportato un'area media (SE) sotto la curva ROC di 0,94 (0,01), una sensibilità del 79% (IC 95%, 77%-81%) e una specificità dell'89% (IC 95%, 88%-90%).
Inoltre, dallo studio è emerso come la modalità di raccolta del respiro, le condizioni fisiologiche del paziente, e aspetti metodologici del test possano influenzare i risultati.
Per gli studi futuri, è stato proposto di porre attenzione ai seguenti aspetti:
Standardizzazione nel metodo di raccolta del respiro
Fattori relativi al paziente
- Condizione fisiologica del paziente (fumo, dieta e digiuno e periodo di riposo prima del test)
- Fattori di confusione clinica (caratteristiche del paziente, condizioni cliniche, uso di farmaci)
Considerazioni ambientali
- Misurazione dell'aria di laboratorio
- Posizione in cui il test è stato eseguito nella struttura clinica (clinica, laboratorio, o sala operatoria)
- Identificazione dei VOC contaminanti durante il percorso analitico
Metodi di campionamento del respiro
- Tipo e affidabilità del metodo di raccolta
- Frazione respiratoria campionata (respiro alveolare o espirato misto)
- Percorso per la raccolta del respiro (nasale vs orale)
- Fattori di campionamento utilizzati con borse e dispositivi (volume, portata e frazione di respiro)
- Stabilità dei VOC target prima della dispersione a temperatura ambiente (-20 ° C e -80 ° C)
- Fattori umani che influenzano la raccolta e il trasferimento dei campioni al laboratorio
Analisi dei VOC
- Misure di controllo della qualità mediante un'adeguata calibrazione procedure per un'analisi accurata della quantificazione dei campioni di respiro
- Sensibilità della tecnica analitica per garantire che i livelli di VOC target rientrino nei limiti di rilevamento dello strumento
- Ripetibilità delle misurazioni dei VOC mediante la dstessa piattaforma analitica
- Riproducibilità delle misurazioni dei VOC tra i diversi laboratori coinvolti negli studi multicentrici
Identificazione e convalida di biomarcatori volatili
Selezione del paziente
- Selezione dei pazienti tra la popolazione target e nel ambiente in cui verrà eseguito il test respiratorio
- Inclusione del gruppo di controllo positivo
- Tutti i pazienti devono avere un test diagnostico standard di riferimento
- Sia l'indice che i test standard di riferimento devono essere eseguiti prima di un intervento terapeutico
Identificazione e quantificazione di biomarcatori volatili
- Note tecniche
Definizione di un modello diagnostico
- Sviluppo di un modello diagnostico basato su dati significativi che identificano VOC target diversi tra pazienti (positivi) e gruppi di controllo sani
- Definizione di una soglia di test per la distinzione tra pazienti e controlli
Validazione del modello diagnostico
- Convalida esterna in una diversa coorte di pazienti, includendo dei controlli positivi
- Convalida, in cieco, attraverso studi multicentrici
- Utilizzo di standard internazionali per l’accuratezza diagnostica
I test respiratori che analizzano composti organici volatili rivestono un potenziale molto interessante per la diagnosi non invasiva di tumore.
Tuttavia, per essere introdotti in pratica clinica necessitano di una standardizzazione metodologica, relativamente al test (modalità di raccolta del respiro, aspetti analitici) e agli studi di convalida dell'accuratezza diagnostica (trial multicentrici, in cieco).
