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Atemtests reichen von Messungen eines einzelnen Stoffes bis zur Analyse komplexer chemischer Muster. Einige Verfahren werden bereits klinisch eingesetzt, andere sind Forschungsansätze. Die hier beschriebenen Tests auf Krebs, Lungenkrankheiten oder Stoffwechselveränderungen belegen noch keine allgemein verfügbare Atemdiagnostik für zu Hause.
Was ein Atemtest überhaupt misst
„Atemtest“ bezeichnet keine einzelne Technik. Ein Test kann gezielt ein bestimmtes Gas wie Aceton erfassen, mehrere flüchtige organische Verbindungen (VOCs) zu einem Muster zusammenfassen oder ausgeatmetes Atemkondensat auf Moleküle wie RNA untersuchen. Was sich aus einem Ergebnis ableiten lässt, hängt deshalb davon ab, welche Probe genommen und welches Analyseverfahren eingesetzt wird.
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- Messziel: ein einzelner Stoff oder ein Muster aus mehreren Verbindungen beziehungsweise Molekülen.
- Probe: direkt ausgeatmete Luft, Atemluft in einem Beutel oder Atemkondensat.
- Analyse: etwa ein Sensor, Massenspektrometrie oder eine molekularbiologische Untersuchung nach Aufbereitung der Probe.
- Zweck: eine physiologische Veränderung beobachten, eine Erkrankung diagnostizieren oder Erkrankungen bei beschwerdefreien Menschen früh erkennen. Diese Aussagen sind nicht gleichbedeutend.
Auch ein auffälliges Atemmuster ist zunächst ein Messbefund. Erst Studien an geeigneten Gruppen können klären, ob es zuverlässig zwischen Menschen mit und ohne eine bestimmte Erkrankung unterscheidet und für eine konkrete Entscheidung taugt.
Was die untersuchten Atemtests derzeit zeigen
| Anwendung | Probe und Verfahren | Untersuchte Gruppe | Was sich daraus ableiten lässt |
|---|---|---|---|
| Lungenkrebsforschung | Atemkondensat; Untersuchung bestimmter RNA-Moleküle | 138 Krebserkrankte und gesunde Personen insgesamt; die BMFTR-Seite nennt kein eindeutiges Veröffentlichungsjahr | Unterschiede zwischen Gruppen wurden berichtet. Die Ergebnisse müssen in größeren Studienkollektiven abgesichert werden; daraus folgt keine etablierte Früherkennung. |
| Brustkrebsforschung | Atemtest in Kombination mit Mammographie; genaue Messmethode ist im zitierten Registereintrag nicht angegeben | 2.000 Frauen mit Brustbeschwerden oder auffälligen Zeichen, die zur Mammographie überwiesen wurden; prospektive, verblindete, multizentrische Studie, als abgeschlossen registriert | Der Eintrag beschreibt die geplante Prüfung, ob sich Sensitivität und Spezifität verbessern. Er belegt weder ein Ergebnis noch eine allgemeine Screeningempfehlung. |
| Lungen- und Atemwegserkrankungen | Wiederholtes Ausatmen in ein Massenspektrometer; gegebenenfalls Lungenfunktion | Teilnehmende einer Studie des Universitätsspitals Zürich; die Studienseite nennt keine Gesamtzahl | Untersucht werden Atemprofile von Menschen mit und ohne Erkrankungen wie COPD oder Asthma. Das beschriebene Protokoll dauert etwa 30 Minuten und ist keine Routineuntersuchung. |
| Stoffwechsel bei Belastung | Atem-Acetonmessung mit einem Sensor; Vergleich mit Blutketonmessungen | 146 Atemproben in einer Sensorstudie | Die Arbeit zeigt einen möglichen Ansatz für mobile Messungen, aber kein nachgewiesen klinisch geeignetes Verbrauchergerät. |
| Sportphysiologie | Massenspektrometrie der Ausatemluft zusammen mit Spiroergometrie und Herzfrequenzmessung | 14 gesunde Erwachsene in einer explorativen Belastungsstudie von 2022 | Gemessene Atemstoffe veränderten sich während der Belastung. Die Studie belegt keinen universellen Sport-Tracker. |
| Tragbare Atemgassensoren | Beobachtungsstudie zu Atem-Aceton und Glukose sowie Atem-Ammoniak und Kreatinin | 70 Teilnehmende; laut ClinicalTrials.gov 2019 abgeschlossen | Der Registereintrag dokumentiert Forschungsfragen, keine für Diagnosen freigegebene Messlösung. |
Die Angaben in der Tabelle stammen aus den jeweiligen Studien- und Registerbeschreibungen: BMFTR zur Lungenkrebsforschung, NCI-Registereintrag zur Brustkrebsstudie, Universitätsspital Zürich, Studie zum Acetonsensor, Belastungsstudie in Frontiers in Physiology und ClinicalTrials.gov.
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Kann man Krebs am Atem erkennen?
Forschende prüfen, ob bestimmte Bestandteile der Atemluft oder des Atemkondensats Hinweise auf einzelne Krebsarten geben können. Bei der vom Bundesforschungsministerium beschriebenen Lungenkrebsstudie unterschieden sich bestimmte RNA-Moleküle, darunter mit GATA6 und NKX2 in Verbindung gebrachte Moleküle, zwischen den untersuchten Gruppen. Der zitierte Experte Prof. Dr. Michael Thomas betont, dass die Ergebnisse in größeren Studienkollektiven abgesichert werden müssen. Das ist ein Forschungsbefund, keine Bestätigung eines Tests für die reguläre Früherkennung oder für eine Selbstdiagnose zu Hause.
Die Brustkrebsstudie im NCI-Register ist davon getrennt zu betrachten: Sie untersuchte einen Atemtest ergänzend zur Mammographie bei Frauen, die wegen Beschwerden oder auffälliger Zeichen überwiesen worden waren. Eine solche Gruppe entspricht nicht beschwerdefreien Personen in einem allgemeinen Screeningprogramm. Außerdem beschreibt der Registereintrag das Studienziel, nicht den Nachweis, dass der Test die Mammographie zuverlässig verbessert oder bereits verfügbar ist.
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Was Atemanalysen bei Lungen- und Atemwegserkrankungen untersuchen
Studie am Universitätsspital Zürich
Die Studie des Universitätsspitals Zürich vergleicht Atemprofile von Personen mit und ohne Erkrankungen wie COPD oder Asthma. Teilnehmende atmen dafür mehrfach in ein Massenspektrometer; ein Screening und gegebenenfalls eine Lungenfunktionsprüfung sind vorgesehen. Die angegebene Dauer von etwa 30 Minuten beschreibt den Studienablauf, nicht eine allgemein angebotene Diagnostik.
Früher Entwicklungsstand direkter Atemgasanalyse
Das Forschungszentrum Borstel ordnet die direkte Atemgasanalyse per Massenspektrometrie als frühen Entwicklungsansatz ein. Nach seiner Projektseite ist intensive Grundlagenforschung nötig, bevor die Methode klinisch eingesetzt werden kann. Das Vorhaben BREATH-MET der Universität Innsbruck widmet sich der Metrologie für Atemgasanalyse; die Projektbezeichnung allein belegt jedoch kein klinisches Testergebnis.
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Was ein Atemsensor beim Sport messen kann
Bei Belastung können sich gemessene Stoffe in der Ausatemluft verändern. In der explorativen Studie mit 14 gesunden Erwachsenen wurden Atemanalyse, Spiroergometrie und Herzfrequenzmessung unter kontrollierten Bedingungen kombiniert. Das zeigt, dass Atemmessungen für die Erforschung von Stoffwechselveränderungen während des Sports interessant sind. Es zeigt nicht, dass ein einzelner Atemwert Trainingszonen, Leistungsfähigkeit oder Gesundheit für beliebige Nutzer zuverlässig bestimmt.
Ein weiterer Forschungsansatz misst Aceton in der Atemluft als möglichen Hinweis auf Stoffwechselprozesse. Die Studie zum niedrigpreisigen Sensor berichtet 146 Atemproben und einen Vergleich mit Blutketonmessungen. Solche Vergleiche helfen, ein Messverfahren zu untersuchen; sie ersetzen keine unabhängige Validierung eines konkreten Geräts für den Alltag oder eine klinische Diagnose.
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Kann ein Atemtest einen Bluttest ersetzen?
Für die hier beschriebenen Atemtests lässt sich das nicht pauschal sagen. Die Sensorstudie verglich Atem-Aceton mit Blutketonmessungen, und eine abgeschlossene Beobachtungsstudie untersuchte mögliche Beziehungen zwischen Atem-Aceton und Glukose sowie Atem-Ammoniak und Kreatinin. Das belegt Forschungsfragen und Messvergleiche, aber keine Gleichwertigkeit mit Bluttests für Diagnose oder Therapieentscheidungen. Ob ein Atemverfahren einen etablierten Test ergänzen oder ersetzen kann, muss für genau diesen Stoff, Zweck und die betreffende Patientengruppe gezeigt werden.
Woran sich Aussagekraft und Reife eines Atemtests erkennen lassen
Eine belastbare Bewertung beginnt mit dem konkreten Test, nicht mit dem Sammelbegriff „Atemtest“. Vor einem Vergleich sollten diese Fragen beantwortet sein:
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- Welcher Stoff oder welches Muster wird gemessen?
- Wird direkt ausgeatmete Luft, eine Beutelprobe oder Atemkondensat analysiert?
- Kommt ein Sensor, Massenspektrometrie oder eine molekularbiologische Methode zum Einsatz?
- Wurden gesunde Freiwillige, Menschen mit Beschwerden oder Personen mit bestätigter Erkrankung untersucht?
- Handelt es sich um technische Validierung, eine explorative Untersuchung, eine prospektive klinische Studie oder eine etablierte Routineanwendung?
- Soll das Ergebnis eine Veränderung beobachten, eine Diagnose stellen oder beschwerdefreie Menschen frühzeitig untersuchen?
Eine gemeinsame Genauigkeitskennzahl für „Atemtests“ gibt es nicht, die sich auf die verschiedenen Verfahren übertragen ließe. Sensitivität und Spezifität sind nur für den jeweiligen Test und die untersuchte Population sinnvoll zu beurteilen; Werte aus unterschiedlichen Studien sind nicht ohne Weiteres vergleichbar.
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