Vroeg-detectie van Invasieve Aspergillose door middel van analyse van uitademingslucht
M.G. Gerritsen, arts-onderzoeker
Invasieve Aspergillose Aspergillus • Schimmel overal aanwezig in omgevingslucht • Bij normale afweer over het algemeen geen pathogeen • Bij ernstig gestoorde afweer echter kans op infectie: invasieve groei • Met name infecties long, maar ook centraal zenuwstelsel, lever etc.
Risicopatiënten • Patiënten met langdurige neutropenie: neutrofielen meer dan 7 dagen <0.5 • In de praktijk: • Na inductie chemotherapie (14%) of myeloablative allogene SCT (7%) • Patiënten met GVHD • Zelden na “solid organ transplant” of autologe SCT • Mortaliteit 25-50% • Hoge morbiditeit, daarnaast bijvoorbeeld uitstel volgende kuur
Diagnostiek Invasieve Aspergillose Diagnose stellen is problematisch • Symptomen zijn niet typisch (m.n. koorts) • Geen betrouwbare test om in vroeg stadium diagnose te stellen • Vaak hebben patiënten al dagen koorts voordat diagnostiek naar Aspergillose wordt ingezet Definitieve diagnose: • Kweek van longbiopt: meestal niet haalbaar (trombopenie) Waarschijnlijke diagnose • combinatie van testen: screenende bloedtesten (galactomannan), HRCT, sputumkweken, bronchoscopie (onderzoek BAL vloeistof) • Bronchoscopie meestal doorslaggevend, echter belastend • Daarmee in veel gevallen nog geen duidelijkheid! Hoe eerder de diagnose gesteld wordt, hoe beter de prognose van de patiënt
Nieuwe manieren voor vroege en betrouwbare detectie Aspergillose
Nieuw diagnostisch middel: Ademanalyse?
Ademanalyse Ademanalyse: “breathomics”: het meten van uitgeademde moleculen Ademanalyse werd al eeuwen geleden voor het eerst beschreven • Hippocrates: instrueerde studenten aan adem patiënt te ruiken • Nierfalen: urine • Diabetische keto-acidose: rotte appels
Analyse van adem • Leidt tot een zogenoemde “breathprint” • Kan specifiek zijn voor bepaalde ziektebeelden • Breathprint potentieel diagnostische tool? • Groot voordeel: non-invasief Veelbelovend bij andere ziektebeelden: Astma, COPD, Longkanker
Ademanalyse: wat meet je? • Adem: H₂0, O₂, N₂ • 1% “vluchtige organische componenten” (VOCs) • Voorbeelden: isopreen, aceton, ethanol • Ieder individu >200 VOCs • Veel variatie tussen personen! • Meer dan 2000 VOCs beschreven in adem
Hoe komen VOCs in adem terecht?
Methoden van ademanalyse: Gas Chromatografie – Massa Spectrometrie GC-MS • Analyseren van gasmengsels • Gouden standaard adem analyse • Bepaalt welke moleculen er te vinden zijn in het ademsample Nadelen GC-MS • Veel moleculen per sample • Welke VOCs zijn van belang? • Dure techniek • Kost veel tijd • Ingewikkelde analyse
Methoden van ademanalyse: De Elektronische Neus Enose • Herkent geen specifieke moleculen maar “ruikt” de totale lucht • Als zoogdierneus: apparaat moet leren een geur te herkennen • Je weet dus niet welk molecuul je precies ruikt Voordelen eNose • Snel resultaat • Goedkoop • Makkelijk uit te voeren • Potentiele “bedside-tool” Nadelen eNose • Wat meet je nou eigenlijk? • Aspergillus? • Reactie lichaam? Optimaal: combinatie GC-MS en eNose: tailor-made eNose
Ademanalyse: wat moet de patiënt doen? Adem afname • Patiënt ademt 1x diep in door filter • Maximale uitademing in Tedlar bag (plastic zak) • Gemakkelijk uit te voeren
eNose • Direct adem analyse eNose • Snel: resultaat voor analyse
GC-MS • Opslag Tenax tubes • Adem analyse vindt later plaats
Resultaten eNose studie: de Heer et al. 2013 Studie uitgevoerd in het AMC • pilot studie, voorloper voor huidige studie Onderzoeksvraag • Kan een eNose verschil ruiken tussen neutropene patiënten met Invasieve Aspergillose en neutropene patiënten zonder Invasieve Aspergillose? Methode • Ademafname voor eNose onderzoek bij verdenking invasieve schimmelinfectie • Patiënten met Aspergillus (6) vergeleken met patiënten zonder Aspergillus (5) Resultaat • Patiënten met IA hebben een ander VOC profiel in uitademingslucht dan neutropene controles, gemeten met eNose • Sensitiviteit 100%, specificiteit 83%
Resultaat de Heer et al. 2013
Goed resultaat, maar: • Beperkte aantallen • Slechts 1 studie • Op basis van welke stoffen meet hij verschil?
Resultaten GC-MS studie: Koo et al, 2014
Ademanalyse werd verricht bij verdenking op invasieve schimmelinfectie • GC-MS - analyse • 34 patiënten met IA, 30 patiënten zonder IA (longontsteking op basis van bacterie, virus of andere schimmel) Resultaten • 4 VOCs gevonden die typisch lijken te zijn voor Aspergillose • Hiermee kunnen patiënten met Aspergillose goed onderscheiden worden van patiënten zonder Aspergillose • Sensitiviteit 94%, specificiteit 93% • Therapierespons (in 1 patiënt)
Resultaat Koo et al. 2014
Goed resultaat, maar: • Slechts 1 studie • Geen follow up metingen • Vroegdetectie?
AENEAS II studie Lopende studie afdeling hematologie AMC en UMC Onderzoeksvragen: • Is Invasieve Aspergillose op te sporen in adem van patiënten • Kan je in adem eerder zien dat mensen Aspergillose hebben • Is het mogelijk effect van therapie te monitoren (toenemende resistentie) Sinds 2012 patiënten geïncludeerd • Inclusie patiënten met langdurige neutropenie • Inductietherapie (AML, MDS) • Myelo-ablatieve allogene SCT • Twee keer per week afname uitademingslucht gedurende neutropene episode • Analyse met elektronische neus en GC-MS Stand van zaken • Inclusie 80 patiënten gedurende 112 neutropene episoden • Verwachting: eind december einde inclusie
Eerste resultaten AENEAS II studie: Tussentijdse analyse, extra meting • Staat los van reguliere eNose/GC-MS metingen Meting uitgevoerd bij verdenking op invasieve schimmelinfectie • Adem geanalyseerd op een eNose platform • Combinatie van verschillende typen eNoses • 15 patiënten zonder Aspergillose, 10 patiënten met Aspergillose • Redelijk resultaat: • 70% sensitiviteit, 87% specificiteit
AUC: 0.85
Samenvattend: ademanalyse voor diagnose Invasieve Aspergillose Diagnose van Invasieve Aspergillose is momenteel moeizaam Ademanalyse zou een nieuwe diagnostische tool kunnen zijn • Weinig belastend voor patiënt • Goedkoop • Goede en snelle monitoring tool Resultaten tot op heden lijken veelbelovend maar: • Nog niet gevalideerd • Nog geen prospectieve resultaten • Nog geen geschikte bedside-tool Resultaten van een prospectieve studie uitgevoerd in het AMC en het UMC met zowel eNose als GC-MS metingen volgen in 2015.
Onderzoeksgroep AMC afdeling longziekten Peter Sterk Paul Brinkman Lieuwe Bos
AMC afdeling Hematologie Rien van Oers Koen de Heer Marije Gerritsen AMC afdeling Microbiologie Caroline Visser AMC afdeling Epidemiologie en Statistiek Koos Zwinderman
UMC afdeling Hematologie Monique Minnema UMC afdeling Microbiologie Tjomme van der Bruggen
Vragen?
