Течни биопсии за диагностициране на рак
Съдържание:
- История на течната биопсия
- Насочени и нецелеви подходи
- Клинична полезност на течна биопсия
- Guardant360
- ctDNA и рак на белия дроб
- ctDNA и рак на черния дроб
- Слово от DipHealth
При рака на дебелото черво, първата операция е най-важна (Октомври 2024)
Обикновено, туморите се изследват с използване на тъканни биопсии. Малка проба се взема от тумора и се генотипира, или се анализира за генетичен състав. Проблемът с този подход е, че туморите с биопсия могат да бъдат предизвикателни. Освен това, туморната биопсия осигурява само моментна снимка на тумора.
Писане Медицина за откриване през 2015 г. Labgaa и съавторите посочват следното за конвенционалната туморна биопсия:
„По очевидни причини е трудно да се следи развитието на тумора чрез последователни биопсии. биопсии за същия тумор, но този вариант не изглежда нито реалистичен, нито точен."
Течната биопсия включва измерване на циркулиращата ДНК (ctDNA) и други туморни странични продукти в кръвни проби, получени от пациенти с рак. Този възникващ диагностичен подход обещава да бъде бърз, неинвазивен и рентабилен.
История на течната биопсия
През 1948 г., Мандел и Метаис, двама френски изследователи за първи път идентифицирали ctDNA в кръвта на здрави хора. Това откритие е изпреварило времето си и още десетилетия по-късно ctDNA е била допълнително проучена.
През 1977 г. Леон и негови колеги първо идентифицирали увеличени количества ctDNA в кръвта на раковите пациенти. До 1989 г. Stroun и колегите са идентифицирали неопластични (т.е., ракови) характеристики в кръвта. След тези открития няколко други групи идентифицираха специфични мутации в туморни супресори и онкогени, микросателитна нестабилност и ДНК метилиране, което доказа, че ctDNA се освобождава в циркулацията от тумори.
Въпреки че знаем, че ctDNA, получена от туморни клетки циркулира в кръвта, произходът, скоростта на освобождаване и механизмът на освобождаване на тази ДНК са неясни, с изследвания, които дават противоречиви резултати. Някои изследвания показват, че повече злокачествени тумори съдържат повече мъртви ракови клетки и освобождават повече ctDNA. Въпреки това, някои изследвания показват, че всички клетки освобождават ctDNA. Въпреки това изглежда вероятно раковите тумори да освобождават повишени нива на ctDNA в кръвта, което прави ctDNA добър биомаркер за рак.
Поради тежката фрагментация и ниските концентрации в кръвта, ctDNA е трудно да се изолира и анализира. Съществува несъответствие на концентрациите на ctDNA между серумните и плазмените проби.Изглежда, че кръвният серум, а не кръвната плазма е по-добър източник на ctDNA. В проучване на Umetani и колеги, е установено, че концентрациите на ctDNA са постоянно ниски в плазмата в сравнение със серума, поради възможната загуба на циркулираща ДНК по време на пречистването, тъй като коагулацията и други протеини се елиминират по време на приготвянето на пробата.
Според Heitzer и колегите, ето някои специфични въпроси, които трябва да бъдат решени, за да се използва диагностичният потенциал на ctDNA:
Първо, трябва да се стандартизират предварително аналитични процедури… Изборът на метод за изолиране, който гарантира извличането на достатъчно високо качество на ДНК, е от решаващо значение и е доказано, че преаналитичните фактори за вземане на кръвни проби и обработка могат да окажат силно влияние върху добива на ДНК…. Второ, един от най-важните въпроси е липсата на хармонизация на методите за количествено определяне.Различните методи за количествено определяне … дават различни резултати, тъй като тези измервания са насочени или към обща, или само амплифицирана ДНК… На трето място, по-малко се знае за произхода и подробните данни. механизъм на освобождаване на ctDNA и в повечето проучвания объркващи събития, които също могат да допринесат за освобождаването на ctDNA."
Насочени и нецелеви подходи
Понастоящем се използват два основни подхода при анализиране на кръвната плазма (или серум) за ctDNA. Първият подход е насочен и търси специфични генетични промени, показателни за тумори. Вторият подход е нецелеви и включва анализ на целия геном, който търси ctDNA, отразяваща рака. Като алтернатива, секвенцията на exome е била използвана като по-рентабилен, нецелеви подход. Екзомите са части от ДНК, които са транскрибирани, за да произвеждат протеин.
С насочени подходи, серумът се анализира за известни генетични мутации в малък набор от мутации на водача. Мутациите на шофьора се отнасят до мутации в генома, които насърчават или „управляват“ растежа на раковите клетки. Тези мутации включват KRAS или EGFR.
Поради технологичния напредък през последните години, целеви подходи за анализ на генома за малки количества ctDNA станаха осъществими. Тези технологии включват ARMS (усилваща рефракторна мутационна система); цифрова PCR (dPCR); зърна, емулсии, усилване и магнетизъм (BEAMing); и дълбоко секвениране (CAPP-Seq).
Въпреки че има напредък в технологиите, които правят целевия подход възможен, целевият подход е насочен само към няколко позиции на мутации (горещи точки) и пропуска много мутации на водача, като например туморни супресорни гени.
Основната полза от нецелевите подходи за течна биопсия е, че те могат да бъдат използвани при всички пациенти поради факта, че тестът не зависи от рецидивиращи генетични промени. Повтарящите се генетични промени не обхващат всички видове рак и не са специфични ракови сигнатури. Въпреки това, този подход няма аналитична чувствителност и все още не е възможен цялостен анализ на туморните геноми.
Трябва да се отбележи, че цената на последователността на целия геном е намаляла значително. През 2006 г. цената на последователността на целия геном е приблизително $ 300,000 (USD). До 2017 г. цената е паднала до приблизително $ 1 000 (USD) на геном, включително реагенти и амортизация на машини за подреждане на последователности.
Клинична полезност на течна биопсия
Първоначалните усилия за използване на ctDNA са били диагностични и сравнени с нива при здрави пациенти с тези на пациенти с рак или такива с доброкачествено заболяване. Резултатите от тези усилия са смесени, като само някои проучвания показват значителни разлики, показващи рак, състояние без заболяване или рецидив.
Причината, поради която ctDNA може да се използва само част от времето за диагностициране на рак е, че от тумори са получени променливи количества ctDNA. Не всички тумори „отхвърлят” ДНК в същото количество. Като цяло, по-напредналите, широко разпространени тумори хвърлят повече ДНК в кръвообращението, отколкото ранните, локализирани, тумори. Освен това, различни типове тумори отделят различни количества ДНК в кръвообращението. Фракцията на циркулиращата ДНК, която е получена от тумор, е широко променлива в проучванията и типовете рак, вариращи от 0,01% до 93%. Важно е да се отбележи, че като цяло, само малка част от ctDNA се получава от тумора, а останалата част идва от нормални тъкани.
Циркулиращата ДНК може да се използва като прогностичен маркер за заболяване. Циркулиращата ДНК може да се използва за проследяване на промените в рака с течение на времето. Например, едно проучване показа, че двугодишният процент на преживяемост при пациенти с колоректален рак (т.е. броя на пациентите, които все още са живи поне две години след диагнозата с колоректален рак) и KRAS хотспот мутациите са 100% в тези без доказателства за съответната циркулираща ДНК. Нещо повече, възможно е в близко бъдеще да се използва циркулираща ДНК за наблюдение на предракови лезии.
Циркулиращата ДНК също може да се използва за наблюдение на отговора на терапията. Тъй като циркулиращите ДНК предлагат по-добра обща картина на генетичния състав на туморите, тази ДНК вероятно съдържа диагностична ДНК, която може да се използва вместо диагностична ДНК, получена от самите тумори.
Сега нека разгледаме някои конкретни примери за течна биопсия.
Guardant360
Guardant Health разработи тест, който използва последователност от следващо поколение за профилиране на циркулиращата ДНК за мутации и хромозомни пренареждания за 73 гени, свързани с рак. Guardant Health публикува проучване, което отчита ползата от течна биопсия в онкологията. В проучването са използвани кръвни проби от 15 000 пациенти с комбинирани 50 вида тумори.
В по-голямата си част, резултатите от тест за биопсия в течно състояние съответстват на генни изменения, наблюдавани в туморни биопсии.
Според NIH:
„Guardant360 идентифицира едни и същи критични мутации във важни гени, свързани с рака EGFR, BRAF, KRAS, и PIK3CA при честоти, много сходни с тези, които преди това са били идентифицирани в проби от туморна биопсия, статистически корелиращи с 94% до 99%."
Освен това според NIH изследователите съобщават за следното:
"При втория компонент на изследването, изследователите са оценили близо 400 пациенти - повечето от които са имали рак на белия дроб или колоректален рак - които са имали и двете данни за ДНК на кръвта и туморната тъкан, и са сравнили моделите на геномни промени. Общата точност на течността биопсия в сравнение с резултатите от анализите на туморна биопсия е 87%. Точността се повишава до 98%, когато кръвните и туморни проби са събрани в рамките на 6 месеца един от друг."
Guardant360 беше точен, въпреки че нивата на циркулиращата ДНК в кръвта бяха ниски. Често циркулиращата туморна ДНК съставлява само 0,4% от ДНК в кръвта.
Като цяло, използвайки течна биопсия, изследователите от Guardant успяха да идентифицират туморни маркери, които биха могли да насочат лечението от лекарите при 67% от пациентите. Тези пациенти са имали право на одобрени от FDA лечения, както и на изпитващи терапии.
ctDNA и рак на белия дроб
През 2016 г. FDA одобри теста за мутация cobas EGFR, който да се използва за откриване на EGFR мутации в циркулиращата ДНК на пациенти с рак на белия дроб. Този тест е първата одобрена от FDA течна биопсия и идентифицира пациенти, които могат да бъдат кандидати за лечение с целеви терапии с ерлотиниб (Tarceva), afatinib (Gilotrif) и гефитиниб (Iressa) като лечение на първа линия, и osimeritinib (Tagrisso) as лечение на втора линия. Тези целеви терапии атакуват раковите клетки със специфични EGFR мутации.
Важно е, че поради големия брой фалшиво-отрицателни резултати, FDA препоръчва да се вземе проба от тъканна биопсия от пациент, който има отрицателна течна биопсия.
ctDNA и рак на черния дроб
Броят на хората, умиращи от рак на черния дроб, се е увеличил през последните 20 години. В момента ракът на черния дроб е втората водеща причина за смъртта на рак в света. Няма добри налични биомаркери за откриване и анализиране на чернодробни или хепатоцелуларни (HCC), ракови заболявания. Циркулиращата ДНК може да бъде добър биомаркер за рак на черния дроб.
Помислете за следния цитат от Лагбаа и съавторите за потенциала за използване на циркулираща ДНК за диагностициране на рак на черния дроб:
"Хиперметилирането на RASSF1A, p15 и p16 е било предложено като инструменти за ранна диагностика в ретроспективно проучване, включващо 50 пациенти с HCC. Подпис на четири нетипично метилирани гени (APC, GSTP1, RASSF1A и SFRP1) също е тестван за диагностична точност, докато Следните проучвания анализират ctDNA при пациенти с HCC, използващи технологии за дълбоко секвениране …. Удивително е, че аберантните номера на ДНК копия са открити в два HBV носителя без предшестваща история на HCC по време на вземането на кръв, но които са развили HCC по време на проследяването. Тази находка отвори вратата за оценка на вариацията на броя на копията в ctDNA като инструмент за скрининг за ранно откриване на HCC.
Слово от DipHealth
Течните биопсии са вълнуващ нов подход към геномната диагноза. В момента някои течни биопсии, които предлагат цялостно молекулярно профилиране, са на разположение на лекарите, за да допълнят генетичната информация, получена от тъканната биопсия. Има и някои течни биопсии, които могат да се използват вместо биопсия на тъканите - когато тъканните биопсии са недостъпни.
Важно е да се има предвид, че много течни биопсични изпитвания в момента продължават и е необходимо да се направят повече изследвания, за да се постигне терапевтичната полза от тази намеса.
Грижа за кожата с течни почистващи средства за тяло
Научете повече за трите основни типа течност за измиване на тялото и как да изберете подходящия течен продукт за почистване на тялото за вашия вид кожа.
Различните видове биопсии за рак на кожата
Вашият лекар може да препоръча биопсия на рак на кожата, ако имате подозрително място на кожата. Открийте кой тип биопсия може да се направи и защо.
Течни биопсии за рак на белия дроб
Какво е течна биопсия, какво търси тази процедура и как тя може да бъде полезна за наблюдение на лечението на хора с рак на белия дроб?