Vroegdiagnose van tumoren in onder meer het hoofd-halsgebied zou alleen al in Neder­land honderden levens per jaar kunnen schelen. TNO ontwikkelt de screening hiervoor.

Tumoren in het hoofd-halsgebied, de slokdarm en de longen veroorzaken weinig symptomen. Daarom komt de diagnose vaak te laat om nog effectief te kunnen behandelen. Uit Amerikaans onderzoek bleek eerder al dat een lichtmeting aan de endeldarm een tumor in de dikke darm kan aantonen. Arjen Amelink, senior scientist bij onderzoeksinstituut TNO, legt uit: ‘Als lichaamscellen op elkaar lijken, kun je fouten in weefsel met een gedeelde embryonale oorsprong op verschillende plekken waarnemen. Dat is in de mond, de luchtpijp en de longen het geval. Het heet veld-carcinogenese of veldeffect: het ontstaan van kanker in soortgelijke cellen.’ Het bracht Amelink op het idee dat je door het veldeffect te meten in wangslijmvlies tumorgroei zou kunnen signaleren in het hoofd-halsgebied, de slokdarm en de longen.

Algoritme

Als je wit halogeenlicht via een glasvezel op het wangslijmvlies schijnt, verstrooit en absorbeert het weefsel het licht. De verstrooiing zegt iets over de structuur van het weefsel, de absorptie zegt iets over de fysiologie. Een spectrometer vangt vervolgens de hoeveelheid groene, blauwe, rode en nabij-infrarode fotonen die het weefsel verstrooit weer op. Amelink: ‘De verhouding van de kleuren fotonen die de spectrometer opvangt, zegt iets over de dichtheid en de deeltjesgrootteverdeling van het weefsel. Het meetresultaat geeft ook de absorptie aan.’

Een voorbeeld is rode hemoglobine in het bloed, dat vooral blauwe en groene fotonen absorbeert. Amelink: ‘Een dip in de meting betekent minder hemoglobine. De vorm van die dip zegt iets over de zuurstofsaturatie van het bloed. We hebben een algoritme ontwikkeld dat op basis van dergelijke kenmerken afwijkingen in het weefsel en mogelijk kanker kan aantonen.’

‘Een dip in de meting betekent minder hemoglobine’

Dat was de theorie. Of die in de praktijk werkt, testte Amelink de afgelopen twee jaar tijdens een door KWF Kankerbe­strij­ding en Alpe d’Huzes gefinancierde pilot samen met het Erasmus Medisch Cen­trum. Vijfentwintig patiënten met hoofd-halskanker, vijfentwintig met slokdarmkanker en vijfentwintig met longkanker, allemaal (voormalige) rokers, deden mee aan de proef. Daarnaast waren er drie controlegroepen zonder kanker van rokers met een vergelijkbaar rookgedrag uit dezelfde leeftijdscategorie.

Amelink: ‘We konden inderdaad verschillen vaststellen tussen mensen met en zonder kanker. Bij hoofd-halskanker en slokdarmkanker konden we op basis van de verschillen in het wangslijmvlies in 70 % tot 80 % van de gevallen voorspellen of er wel of geen kanker was. Dat is goed genoeg voor klinische relevantie.’ De longkankerdata worden nog geanalyseerd.

Aanscherpen

Amelink wil graag 250 proefpersonen meenemen in een nieuwe, grotere pilot met dezelfde opzet. ‘Nu konden we slechts statistisch verantwoord naar structuur en fysiologie van het weefsel kijken. Met meer patiënten kun je meer parameters bekijken en het algoritme aanscherpen. Dat zou het aantal valse positieven en negatieven kunnen verminderen, hoewel die deels voortkomen uit biologische variatie die we niet kunnen veranderen.’

Het huidige grote en dure prototype past niet bij de betaalbare en snelle screening bij de huisarts die Amelink voor ogen staat. Daarom zijn miniaturisering en kostprijsreductie nu aan de orde. Met de huidige elektronica is dat eerste volgens de senior scientist mogelijk. Daarnaast kan het op grote schaal produceren van de screenings zomaar een factor tien in kosten gaan schelen. Amelink: ‘Het moet een makkelijk te hanteren en te gebruiken apparaat worden.’