电子鼻技术在结直肠癌检测中的关键方法学问题

《CIN: Computers, Informatics, Nursing》：Critical Methodological Concerns in Electronic Nose Colorectal Cancer Detection

呼出气VOC分析检测结直肠癌的研究存在传感器漂移校正不足、对照组未排除结肠疾病、肠道准备可能影响VOC结果及与大型前瞻性研究结论矛盾等方法学问题，需改进研究设计并加强临床验证。

　　

我们非常感兴趣地阅读了Wang等人关于通过分析呼出气体中的挥发性有机化合物（VOC）来检测结直肠癌（CRC）的文章（¹）。尽管报告的诊断准确性看起来很有前景，但存在一些方法学上的局限性，这些局限性值得讨论，并对研究结果的临床应用提出了质疑。

传感器漂移：缺乏传感器漂移校正方案是一个方法学上的限制。Cyranose320聚合物基传感器由于环境因素、传感器老化以及不同的背景VOC暴露，在短时间内会出现显著的基线漂移。需要仔细考虑传感器的响应特性，因为漂移可能会影响eNose测量的可靠性和诊断准确性。我们发现，在仅4天的测量时间内，Cyranose320传感器的漂移就对（粪便）VOC谱型产生了影响，导致在经过彻底的漂移校正前后，诊断准确性存在显著差异。此外，校正公式R/R0 = (Rmax?R0)/R0也被认为不够有效（²）。因此，只有在进行了适当的漂移校正后，才能确保测试结果的可靠性和普遍适用性。所应用的预处理步骤，包括环境空气校正和峰值归一化，虽然可以解决数据校正的某些问题，但并未涵盖传感器漂移的问题。提供关于校准频率、环境控制、校正算法以及测量时间影响的详细信息将非常有价值。

研究设计局限性：尽管病例对照设计有助于初步评估可行性，但它容易受到选择偏倚的影响，并可能高估实际应用中的诊断性能。先前的研究表明，药物使用（例如质子泵抑制剂）、吸烟、饮食引起的微生物发酵以及体重指数/恶病质会显著影响尿液、粪便和呼出气体中的VOC谱型（³）。Wang等人的研究中并未完全记录和调整这些因素（¹）。最近，Van Riswijk等人进行了一项大型多中心前瞻性研究，涉及3469名FIT阳性的内镜检查患者（⁴）。他们使用Aeonose设备分析呼出气体，但未能区分CRC（曲线下面积[AUC]为0.542）和晚期腺瘤（AUC为0.517）。更大的样本量可能使得影响VOC组成的生活方式因素分布更加均衡，从而更真实地评估了该技术的临床应用潜力。

健康对照组：与CRC组不同，对照组没有接受内镜检查以排除结直肠疾病。真正的验证需要通过内镜确认的阴性对照组。特别是由于晚期异型增生或早期CRC往往没有症状。

肠道准备：所有CRC患者在采样前都进行了肠道准备、结肠镜检查和活检，而健康对照组则没有。诊断与采样之间的时间间隔较短，这可能会影响CRC治疗的及时性。Krishnamoorthy等人报告称，肠道准备后VOC谱型发生了变化，尤其是丙酮水平升高（⁵）。这表明肠道准备可能会改变代谢模式，影响VOC谱型，并可能引入混杂因素。

本研究与van Riswijk等人的大规模前瞻性验证研究之间的差异强调了为什么在研究设计、传感器漂移校正、通过内镜验证的对照组以及考虑程序性混杂因素方面进行标准化是至关重要的，这样才能充分发挥eNose的临床潜力。

利益冲突

文章的担保人： S. Bosch，医学博士，哲学博士。

各作者的具体贡献： S.B.：对工作的完整性和发表决定负全责。D.V.K.：起草了初稿。S.B.和N.K.dB.：审阅了手稿并提供了关键意见。

财务支持：无需要报告的情况。

潜在的利益冲突： D.V.K.和S.B.没有需要声明的利益冲突。N.K.dB曾担任AbbVie和MSD的演讲者，并担任TEVA Pharma BV和Takeda的顾问及首席研究员。他还接受了Dr. Falk、TEVA Pharma BV、MLDS和Takeda提供的（无限制的）研究资助。这些都与提交的研究工作无关。