Сұйық биопсиялар ісік диагнозын анықтау үшін қан емес ісік тінін қолданады
Әдетте, ісіктерді тіндік биопсиялар арқылы зерттейді. Кішкентай үлгі ісік пен генотипті түрде алынған немесе генетикалық макияж үшін талданды. Бұл тәсілмен проблема биопсиялық ісіктерді қиындатуы мүмкін. Сонымен қатар, ісік биопсиясы ісіктің суретін ғана береді.
2015 жылы Discovery Medicine- да жазылған Лабгаа және авторлар әдеттегідей ісік биопсиясы туралы былай дейді:
Белгілі себептерге байланысты ісік эволюциясын жүйелі биопсиялар арқылы бақылау қиын. Сондай-ақ, биопсия ісіктің бір ғана жерін айқындайды және сондықтан ірі ісіктердегі соматикалық мутациялардың барлық спектрін ұсынуы екіталай. Балама биопсияларды бірдей ісікке алу үшін алуға болады, бірақ бұл опция шынайы да, дәл емес.
Сұйық биопсия қатерлі ісігімен ауыратын науқастардан алынған қан үлгілеріндегі айналмалы ДНҚ (ctDNA) және басқа ісік өнімдерін өлшеуді қамтиды. Бұл дамып келе жатқан диагностикалық әдіс тез, неввалильсіз және экономикалық тиімді болуға уәде береді.
Сұйық биопсияның тарихы
1948 жылы француз зерттеушілері жұбын Mandel және Métais алғаш рет салауатты адамдардың қанында ctDNA анықтады. Бұл ашылу уақытынан бұрын болды және он жылдан кейін бұл ctDNA одан әрі зерттелді.
1977 жылы Леон және оның әріптестері алғаш рет онкологиялық науқастардың қанында кТДН көлемін ұлғайтты.
1989 жылға қарай Stroun және оның әріптестері қандағы неопластиктің (яғни, онкологиялық аурулардың) сипаттамаларын анықтады. Осы ашылымдардан кейін бірнеше басқа топтар ісіктерді тоқтататын және онкогендердің, микросотерлеттік тұрақсыздығының және ДНҚ метиллануының нақты мутацияларын анықтады, бұл ctDNA-ның ісіктердің айналымына жіберілгенін дәлелдеді.
Ісік клеткаларынан шыққан ctDNA-ның қандағы айналымға түсетінін білеміз, бірақ оның шығу тегі, босату жылдамдығы және осы ДНҚ-ның босату механизмі анық емес. Кейбір зерттеулер қатерлі ісік ісіктерінің көп өлі қатерлі ісік жасушаларының болуын және одан да көп ct DNA-ның босатылуын болжайды. Алайда, кейбір зерттеулер барлық клеткалар ctDNA-ның босатылуын ұсынады. Дегенмен, қатерлі ісіктер кТДНА-ның қандағы деңгейін жоғарылату ықтималдығы, бәлкім, ctDNA-нің қатерлі ісіктің жақсы биомаркері болып табылады.
Ауыр фрагментация және қандағы концентрацияның аздығына байланысты, ctDNA оқшаулау және талдау қиын. Сарысу және плазма үлгілері арасында ctDNA концентрациясының сәйкессіздігі бар. Қан плазма емес, қанның қан сарысуы ctDNA-ның жақсы көзі болып табылады. Уметани мен әріптестерінің зерттеуі бойынша, ctDNA концентрациясы плазмадағы сарысумен салыстырғанда, тазалау кезінде айналатын ДНҚ жоғалуына байланысты үнемі төмен болып табылды, себебі коагуляция және басқа протеиндер үлгіні дайындау кезінде жойылады.
Хитцердің және әріптестердің айтуы бойынша, ctDNA-ның диагностикалық әлеуетін пайдалану үшін шешілуі керек кейбір нақты мәселелер:
Біріншіден, пренаналитикалық процедураларды стандарттау керек. Жоғары сапалы ДНҚ жеткілікті көлемде алуды қамтамасыз ететін оқшаулау әдісін таңдау өте маңызды және қанның іріктелуінің және өңдеудің пранаалитикалық факторларының ДНҚ кірістілігіне қатты әсер етуі мүмкін екенін көрсетті. Екіншіден, маңызды мәселелердің бірі - сандық әдістерді үйлестірудің жоқтығы. Әртүрлі сандық әдістер ... әртүрлі нәтиже береді, өйткені бұл өлшеулер толық немесе тек күшейетін ДНҚ-ға бағытталған .... Үшіншіден, ctDNA релизінің шығу тегінің және егжей-тегжейлі тетігі туралы аз мәлімет, және көптеген зерттеулерде де, ctDNA-ның босатылуына ықпал ететін оқиғаларды шатастырады.
Нысаналы емес бағыттарға қарсы бағытталған
Қазіргі уақытта ctDNA үшін қан плазмасын (немесе сарысуды) талдау кезінде қабылданған екі негізгі тәсіл бар. Бірінші әдіс мақсатты болып табылады және ісіктерді көрсететін нақты генетикалық өзгерістерді іздейді. Екінші әдіс мақсатсыз болып табылады және қатерлі ісік көрсететін ctDNA іздейтін геномдық талдауды қамтиды. Сонымен қатар, Exome sequencing неғұрлым үнемді, мақсатты емес тәсіл ретінде пайдаланылды. Экзомиттер - протеин жасау үшін транскрипцияланған ДНҚ бөліктері.
Мақсатты көзқарастармен сарысуы драйвер мутацияларының кішігірім жиынтығында белгілі генетикалық мутациялар үшін талданады.
Драйверлердің мутациялары геномның мутацияларына сілтеме жасайды, бұл «іс-әрекетке» немесе онкологиялық жасушалардың өсуіне әкеледі. Бұл мутацияларға KRAS немесе EGFR кіреді .
Соңғы жылдардағы технологиялық жетістіктерге байланысты, кТДН аз мөлшерде геномды талдаудың мақсатты көзқарастары орынды болды. Бұл технологияларға АРМС кіреді (күшейтетін рефрактерлік мутация жүйесі); сандық PCR (dPCR); моншақтар, эмульсиялар, күшейту және магнетика (BEAMing); және терең секвенирование (CAPP-Seq).
Мақсатты көзқарасты мүмкін ететін технологиядағы жетістіктер болса да, мақсатты көзқарас мутацияның бірнеше пункттеріне ғана байланысты (ыстық нүктелер) және ісіктерді тоқтататын гендер сияқты көптеген драйвер мутацияларын жібермейді.
Сұйық биопсияның мақсатсыз көзқарастарының негізгі артықшылығы - бұл барлық пациенттерде сынақтың қайталанатын генетикалық өзгерістерге негізделмейтіндігіне байланысты қолданылуы мүмкін. Қайталанатын генетикалық өзгерістер барлық қатерлі ісік ауруларын қамтымайды және қатерлі ісік қолтаңбасы емес. Дегенмен, бұл тәсіл аналитикалық сезімталдығы жоқ және ісік геномын кешенді талдау мүмкін емес.
Естеріңізге сала кетейік, тұтастай алғанда геномның секвенирлеу бағасы елеулі түрде төмендеді. 2006 жылы бүкіл геномды секвенциялау бағасы шамамен $ 300,000 (USD) болды. 2017 жылға қарай, шығындар бір реттік реактивтер мен секвенирлеу машиналарының амортизациясын қоса алғанда, геноме шамамен 1000 долларға дейін төмендеді.
Сұйық биопсияның клиникалық пайдалы қасиеті
CtDNA-ді қолданудың бастапқы күшті диагностикасы және онкологиялық науқастармен немесе жақсы аурулармен ауыратын науқастармен салыстырғанда салыстырмалы деңгейлері салыстырылды. Бұл күш-жігердің нәтижелері аралас болды, тек кейбір зерттеулер рак, ауру-сырқаттанбайтын күй немесе рецидивті көрсететін елеулі айырмашылықтарды көрсетті.
CtDNA-ның рак ауруын диагностикалау үшін тек біраз уақыттан ғана пайдаланылуы мүмкін екендігінің себебі, іс жүзінде ctDNA-ның айнымалы мөлшерлері ісіктерден алынады. Ісіктердің бәрі де «ДНҚ-ды бірдей мөлшерде« төкпейді ». Жалпы, кеңейтілген кең таралған ісіктер ерте, жергілікті, ісіктерге қарағанда ДНҚ-ны айналымға айналдырады. Сонымен қатар, түрлі ісік түрлері ДНҚ-ның айналымға әртүрлі мөлшерде бөлінеді. Ісіктан шыққан айналымдағы ДНК үлесі 0,01% -дан 93% -ға дейінгі зерттеулер мен қатерлі ісік түрлері бойынша кеңінен ауысады. Жалпы алғанда, іс жүзінде кТДН-ның аз ғана бөлігі пайда болады, қалған бөлігі қалыпты тіндерден келеді.
Айналымдағы ДНҚ аурудың болжаушы белгілері ретінде пайдаланылуы мүмкін. Айналымдағы ДНҚ уақыттың ішінде қатерлі ісік өзгерістерін бақылау үшін пайдаланылуы мүмкін. Мысалы, зерттеудің біреуі көрсеткендей, колоректалды қатерлі ісігімен ауыратын науқастардың екі жылдық өмір сүру деңгейі (яғни, колоректалды қатерлі диагнозды диагностикалаудан кейінгі екі жылдан кейін науқастардың саны әлі де тірі) және KRAS ыстық нүкте мутациялары 100 пайызды құрады тиісті айналатын ДНҚ. Оның үстіне, таяу уақытта айналмалы ДНҚ алдын-ала зақымдалуды бақылау үшін қолданыла алады.
Циркуляциялық ДНҚ терапияға жауапты бақылау үшін де қолданылуы мүмкін. Айналымдағы ДНҚ ісіктердің генетикалық құрылымын жақсы бейнелейтіндіктен, бұл ДНҚ ықтимал диагностикалық ДНҚ бар, олар ісіктерден алынған диагностикалық ДНҚ орнына қолданыла алады.
Енді сұйық биопсияның нақты мысалдарын қарастырайық.
Guardant360
Guardant Health денсаулығына байланысты айналмалы ДНҚ-ға мутацияға арналған келесі ұрпақтың дәйектелуін пайдаланатын және онкологиялық ауруларға байланысты гендерге арналған хромосомалық қайта жасалатын тест жасалды. Guardant Health компаниясы онкологиядағы сұйық биопсияның пайдалылығын баяндаған зерттеуді жариялады. Зерттеуде 50 ісік түрі бар 15 000 пациенттің қан сынамалары пайдаланылды.
Көп жағдайда сұйық биопсиялық сынақ нәтижелері ісік биопсияларында байқалған гендік өзгерістерге сәйкес келеді.
NIH деректері бойынша:
Guardant360 EGFR, BRAF, KRAS және PIK3CA сияқты қатерлі ісікке байланысты гендерде бұрынғыдай ісік биопсиялық үлгілерінде анықталған жиілікте ұқсас сыни мутацияларды анықтады, олар 94% -дан 99% -ға дейінгі статистикалық байланыста.
Сонымен қатар, NIH деректері бойынша, зерттеушілер мынаны хабарлады:
Зерттеудің екінші компонентінде зерттеушілер 400-ге жуық пациентті бағалады - олардың көпшілігі қанның ctDNA және ісік тінінің ДНҚ нәтижелеріне ие өкпені немесе колоректальды қатерлі ісікке ие болды және геномдық өзгерістердің үлгілерін салыстырды. Сұйық биопсияның жалпы дәлдігі ісік биопсиясының нәтижелерімен салыстырғанда 87% -ды құрады. Қан және ісік үлгілері бір-бірінен кейінгі 6 ай ішінде жиналған кезде дәлдік 98% дейін өсті.
Guardant360 қандағы айналатын ДНҚ деңгейі төмен болғанымен, дәл болды. Жиі айналымдағы ісік ДНҚ тек қандағы ДНҚ-ның 0,4 пайызын құрады.
Тұтастай алғанда, сұйық биопсияны қолдану арқылы Guardant зерттеушілері пациенттердің 67 пайызы дәрігерлердің емдеуге бағыттайтын ісік белгілерін анықтай алды. Бұл науқастар FDA мақұлдаған емдеуге, сондай-ақ терапияға арналған терапияға ие болды.
ctDNA және өкпе рагы
2016 жылы FDA өкпенің қатерлі ісігі бар емделушілердің айналымдағы ДНҚ-да EGFR мутацияларын анықтау үшін қолданылатын кобас EGFR Mutation Testын мақұлдады. Бұл сынақ алғашқы FDA қабылдаған сұйық биопсия болып табылады және алғашқы рет емдеу ретінде эрлотиниб (Tarceva), afatinib (Gilotrif) және gefitinib (Iressa) әдісімен емдеуге үміткер болуы мүмкін емделушілерді анықтайды және осимеритиниб (Tagrisso) ретінде Екінші деңгейдегі емдеу. Бұл мақсатты терапия нақты EGFR мутацияларымен рак клеткаларына шабуылдайды.
Маңыздысы, жалған теріс нәтижелердің көп болуына байланысты, FDA теріс сұйық биопсиясы бар науқастың тіндік биопсия үлгісін де алуға кеңес береді.
ctDNA және бауыр обыры
Соңғы 20 жылда бауыр обыры өлген адамдардың саны өсті. Қазіргі кезде бауыр обыры әлемдегі онкологиялық өлімнің екінші себебі. Бауыр, гепатоцеллюляр (HCC), қатерлі ісікті табу және талдау үшін жақсы биомаркерлер жоқ. Циркуляциялық ДНҚ бауыр обыры үшін жақсы биомаркер болуы мүмкін.
Лаббаа мен оның авторларынан бауырдың қатерлі ісігін диагностикалау үшін айналымға арналған ДНҚ-ның әлеуеті туралы келесі дәйексөзді қарастырайық:
RASSF1A, p15, және p16 гиперэтилиляциясы ретроспективті зерттеуде ерте диагностикалық құрал ретінде ұсынылды, оның ішінде 50 HCC пациенттері. Сондай-ақ, диагностикалық дәлдік үшін төрт аустральды метилированных гендердің (APC, GSTP1, RASSF1A және SFRP1) қолы сыналды, ал RASSF1A метилировкасы болжамды биомаркер ретінде айтылды. Кейінгі зерттеулер HCC пациенттерінде терең дәйектеу технологияларын қолданатын ctDNA талдауын жасады. Зерттеу барысында, қан жинау кезінде HCC-дің бұрынғы тарихынсыз екі HBV тасымалдаушыларында аберленбеген ДНҚ көшірмелерінің саны анықталды, бірақ кейінгі кезеңде ХКК дамыған. Бұл нәтиже cccDNA-дегі көшірме санының өзгеруін бағалауға арналған есікті ашты.
Сөзден шыққан сөз
Сұйық биопсиялар - бұл геномдық диагностикаға жаңа көзқарас. Қазіргі уақытта әртүрлі молекулалық профилдеуді ұсынатын белгілі сұйық биопсиялар дәрігерлерге мата биопсиясынан алынған генетикалық ақпаратты толтырады. Сондай-ақ, тін биопсиясының орнына қолданылуы мүмкін, белгілі бір сұйық биопсиялар бар - тін биопсиялары болмаған кезде.
Көптеген сұйық биопсиялардың қазіргі уақытта жүргізілуін ескерсек, осы араласудың терапиялық тиімділігін арттыру үшін көп зерттеулерді жүргізу қажет.
> Көздер:
> Ісіктердегі генетикалық өзгерістерге арналған қан анализі ісік биопсиясына балама ретінде уәде береді. NIH.
> Heitzer E, Ulz P, Geigl JB. Ісік жасушаларының ДНҚ-сы ісікке арналған сұйық биопсия ретінде. Клиникалық химия. 2015; 61: 112-123. doi: 10.1373 / clinchem.2014.222679
Лагбаа Дж, Виллануева А. Бауыр обырында сұйықтық биопсиясы. Дәрігерлік медицина. 2015; 19 (105): 263-73.
> Сұйық биопсия: ДНҚ-ны қанға табу, қадағалау және онкологиялық ауруларды емдеу. NIH.
> Umetani N, et al. Плазмадан гөрі сарысудағы еркін айналатын ДНҚ-ның көп мөлшері негізінен бөліну кезінде ластанған сыртқы бауырлармен байланысты емес. Энн Нью-Йорктегі Acad Sci. 2006, 1075: 299-307.
> Wellstein A. Cancer фармакотерапиясының жалпы принциптері. В: Brunton LL, Hilal-Dandan R, Knollmann BC. eds. Гудман & Гилманның: Терапияның фармакологиялық негізі, Нью-Йорк, NY: McGraw-Hill.