ŠķIdrās biopsijas lai diagnosticētu vēzi

audu biopsijas, aknu vēzis, audzēja biopsijas, Cirkulējošo izmantot

Parasti audzēji tiek pārbaudīti, izmantojot audu biopsijas. Nelielu paraugu ņem no audzēja un genotipizē vai analizē ģenētiskā aplauzuma dēļ. Šīs pieejas problēma ir tā, ka biopsijas audzēji var būt izaicinājumi. Turklāt audzēja biopsija nodrošina tikai tumšā attēla uzņemšanu.

Rakstīšana Discovery medicīnā 2015.gadā Labgaa un līdzautori paziņo par tradicionālo audzēja biopsiju: ​​

acīmredzamu iemeslu dēļ ir grūti kontrolēt audzēju attīstību, izmantojot secīgas biopsijas. Arī biopsija atspoguļo tikai vienu audzēja vietu un tāpēc maz ticams, ka tas pārstāvēs visu somatisko mutāciju spektru lielos audzējos. Alternatīva būtu iegūt vairākas biopsijas vienam un tam pašam audzējam, taču šī iespēja, šķiet, nav ne reāla, ne precīza.

Šķidro biopsija ietver cirkulējošās DNS (ctDNA) un citu audzēja blakusproduktu mērīšanu asins paraugos, kas iegūti no vēža slimniekiem. Šī jaunā diagnostikas metode sola būt ātra, neinvazīva un rentabla.

Vēsture šķidro biopsija

1948, Mandel un Métais, pāri Francijas pētnieki vispirms tika identificēts ctDNA veseliem cilvēkiem asinīs. Šis atklājums bija priekšlaicīgs, un tikai desmit gadus vēlāk tika pētīta ctDNS.

1977. gadā Leons un viņa kolēģi vispirms noteica ctDNS palielināto daudzumu vēža slimnieku asinīs.

līdz 1989. gadam Stroun un kolēģi konstatēja neoplastiskas (t.i., vēža) īpašības asinīs. Pēc šiem atklājumiem vairākas citas grupas identificēja specifiskas mutācijas audzēju slāpētājos un onkogēnos, mikrosaidītu nestabilitāti un DNS metilāciju, kas pierādīja, ka ctDNS izplatās apritē ar audzējiem.

Lai arī mēs zinām, ka ctDNA, kas iegūts no audzēja šūnām, asinīs tiek apritēts, tās izcelsme, izdalīšanās ātrums un atbrīvošanās mehānisms ir neskaidri, un pētījumi rada pretrunīgus rezultātus. Daži pētījumi liecina, ka vairāk ļaundabīgu audzēju satur vairāk mirušo vēža šūnu un atbrīvo vairāk ctDNA. Tomēr daži pētījumi liecina, ka visas šūnas atbrīvo ctDNA. Tomēr šķiet, ka vēža audzēji atbrīvo ctDNS paaugstinātu līmeni asinīs, padarot ctDNS par labu vēža biomarkeru.

Tā kā smagā sadrumstalošanās un zema koncentrācija asinīs, ctDNS ir grūti izolēt un analizēt. Ir ctDNA koncentrācijas neatbilstība starp seruma un plazmas paraugiem. Šķiet, ka asins serums, nevis asins plazma ir labāks ctDNS avots. Pētījumā, ko veica Umetani un viņa kolēģi, tika secināts, ka ctDNS koncentrācija plazmā ir konsekventi zema, salīdzinot ar serumu, jo iespējama cirkulējošās DNS zudumu attīrīšanas laikā, jo paraugu sagatavošanas laikā tiek novērsta koagulācija un citi proteīni.

Saskaņā ar Heitzeru un viņa kolēģiem, šeit ir daži specifiski jautājumi, kas jāatrisina, lai izmantotu ctDNA diagnostikas potenciālu:  Pirmkārt, standartizētas priekšanalīzes procedūras. Izolācijas metodes izvēle, kas nodrošina pietiekamas daudzuma augstas kvalitātes DNS iegūšanu, ir kritiska un ir pierādīts, ka asins paraugu ņemšanas un apstrādes pirmie analīzes faktori var būtiski ietekmēt DNS ieguvi …. Otrkārt, viens no svarīgākajiem jautājumiem ir kvantitatīvo metožu saskaņošanas trūkums. Dažādas kvantitatīvās noteikšanas metodes … rada dažādus rezultātus, jo šie mērījumi ir vērsti vai nu uz kopējo, vai tikai amplitīvo DNS …. Treškārt, mazāk ir zināms par ctDNS izdalīšanas izcelsmi un detalizēto mehānismu, un lielākajā daļā pētījumu ir sajaukti notikumi, kas arī varētu veicināt ctDNA izplatīšanu.

Mērķtiecīga un nespecifiska pieeja

Pašlaik ir divas galvenās pieejas, kas tiek izmantotas, analizējot ctDNS asins plazmu (vai serumu). Pirmā pieeja ir mērķtiecīga un meklē specifiskas ģenētiskas izmaiņas, kas norāda uz audzējiem. Otra pieeja nav mērķtiecīga un ietver genoma mēroga analīzi, meklējot ctDNS, kas atspoguļo vēzi. Alternatīvi, exome sekvencēšana tika izmantota kā rentabla, mērķtiecīgāka pieeja. Exomes ir DNS porcijas, kuras pārraksta, lai iegūtu proteīnu.

Izmantojot mērķtiecīgu pieeju, serumā analizē zināmas ģenētiskās mutācijas nelielā draivera mutāciju kopumā.

Vadītāja mutācijas attiecas uz genomu mutācijām, kas veicina vai "vadīt" vēža šūnu augšanu. Šīs mutācijas ietver

KRAS vai EGFR .Pēdējo gadu tehnoloģisko progresu dēļ mērķtiecīgas pieejas genoma analīzei nelielu daudzumu ctDNA ir kļuvušas iespējamas. Šīs tehnoloģijas ietver ARMS (amplifikācijas ugunsizturīgo mutāciju sistēma); ciparu PCR (dPCR); lodītes, emulsijas, pastiprinātāji un magnētiķi (BEAMing); un dziļo secību (CAPP-Seq).

Kaut arī ir sasniegti panākumi tehnoloģijās, kas ļauj mērķtiecīgai pieejai iespējamai, mērķtiecīgā pieeja attiecas tikai uz dažām mutāciju pozīcijām (karstajiem punktiem) un neseko daudzas vadītāja mutācijas, piemēram, audzēja nomācošo gēnu.

Galvenais ieguvums no neparedzētas pieejas šķidrās biopsijas gadījumā ir tāds, ka tos var lietot visiem pacientiem, jo ​​tests nav balstīts uz atkārtotām ģenētiskām izmaiņām. Atkārtotas ģenētiskās izmaiņas neaptver visus vēžus un nav specifiski vēža paraksti. Tomēr šai pieejai trūkst analītiskās jutības un visaptveroša audzēju genomu analīze vēl nav iespējama.

Jāņem vērā, ka visa genoma sekvences cena ir ievērojami samazinājusies. 2006. gadā visa genoma sekvences cena bija aptuveni 300 000 USD (USD). Līdz 2017. gadam izmaksas bija samazinājušās līdz apmēram 1000 ASV dolāriem par katru genomu, ieskaitot reaģentus un sekvencēšanas iekārtu amortizāciju.

Šķidrās biopsijas klīniskā lietderība

Sākotnējie mēģinājumi izmantot ctDNA bija diagnosticējoši un salīdzināja līmeni veseliem pacientiem ar vēža slimniekiem vai tiem, kuriem ir labdabīgas slimības. Šo centienu rezultāti bija neskaidri, un tikai daži pētījumi parādīja būtiskas atšķirības, kas liecina par vēzi, slimību neskarto stāvokli vai recidīvu.

Iemesls, kāpēc ctDNS var izmantot tikai kādu laiku, lai diagnosticētu vēzi, ir tādēļ, ka dažādi ctDNA daudzumi tiek iegūti no audzējiem. Ne visi audzēji "izlieto" DNS tādā pašā daudzumā. Parasti attīstītāki, plaši izplatīti audzēji izdalās vairāk DNS, nekā agrāk, lokalizēti audzēji. Turklāt dažādi audzēju tipi izplūst dažādus DNS daudzumus apritē. Cirkulējošās DNS frakcija, kas iegūta no audzējiem, plaši mainās pētījumos un vēža tipos, sākot no 0,01% līdz 93%. Ir svarīgi atzīmēt, ka kopumā no audzēja ir iegūta tikai neliela daļa ctDNA, pārējā daļa ir no normāliem audiem.

Cirkulējošo DNS var izmantot kā prognostisku slimības marķieri. Cirkulējošo DNS var izmantot, lai novērotu vēža izmaiņas laika gaitā. Piemēram, viens pētījums parādīja, ka divu gadu izdzīvošanas rādītāji pacientiem ar kolorektālo vēzi (ti, pacientu skaits, kas joprojām ir dzīvs vismaz divus gadus pēc diagnozes ar kolorektālo vēzi) un

KRAS vietņu punktu mutācijas bija 100 procenti tiem, kuriem nav pierādījumi par atbilstošu cirkulējošo DNS. Turklāt ir iespējams, ka tuvākajā nākotnē cirkulējošo DNS var izmantot, lai novērotu pirmsvēža bojājumus. Cirkulējošo DNS var izmantot arī, lai uzraudzītu reakciju uz terapiju. Tā kā cirkulējošā DNS piedāvā labāku vispārējo priekšstatu par audzēju ģenētisko sastāvu, šajā DNS, iespējams, ir diagnosticēta DNS, kuru var izmantot diagnozes DNS vietā, kas iegūta no pašiem audzējiem.

Tagad, ieskatieties dažus īpašus šķidruma biopsijas piemērus.

Guardant360

Guardant Health izstrādāja testu, kas izmanto nākamās paaudzes sekvencēšanu profila cirkulējošā DNS mutācijām un hromosomu pārkārtošanai ar 73 ar vēzi saistītiem gēniem. Guardant Health publicēja pētījumu, kurā ziņots par šķidrās biopsijas lietderību onkoloģijā. Pētījumā tika izmantoti asins paraugi no 15 000 pacientiem ar kombinētu 50 audzēju tipu.

lielākoties šķidrās biopsijas testa rezultāti sakrīt ar gēnu pārmaiņām, ko novēro audzēja biopsijās.

Saskaņā ar NIH:

Guardant360 identificēja tās pašas kritiskās mutācijas svarīgos ar vēzi saistītos gēnos, piemēram,

EGFR, BRAF, KRAS unPIK3CA frekvencēs, kas ir ļoti līdzīgas tam, kas iepriekš tika identificēts audzēja biopsijas paraugos, statistiski korelējot ar 94% līdz 99%. Turklāt saskaņā NIH pētnieki ziņoja šādi:

Otrajā sastāvdaļu pētījumu, zinātnieki vērtēti gandrīz 400 pacienti, no kuriem lielākā daļa bija plaušu vai taisnās zarnas vēzis, kurš bija gan asinis ctDNA un audzēja audu DNS rezultāti pieejami un salīdzināja genomu pārmaiņu modeļus. Kopējā šķidrās biopsijas precizitāte salīdzinājumā ar audzēja biopsijas analīžu rezultātiem bija 87%. Precīzums palielinājās līdz 98%, kad asiņu un audzēja paraugi tika savākti 6 mēnešu laikā pēc cita.

Guardant360 bija precīza, lai gan cirkulējošās DNS līmenis asinīs bija zems. Bieži vien cirkulējošais audzēja DNS veido tikai 0,4 procentus no DNS asinīs.

Kopumā, izmantojot šķidruma biopsiju, Guardant pētnieki spēja identificēt audzēju marķierus, kas ārstēšanu varētu dot tiešai ārstēšanai 67% pacientu. Šie pacienti bija tiesīgi saņemt FDA apstiprinātu ārstēšanu, kā arī izmēģinājuma terapiju.

ctDNA un plaušu vēzi

In 2016, FDA apstiprinājusi Cobas EGFR mutācijas tests, kas jāizmanto, lai atklātu

EGFRmutāciju cirkulējošā DNS pacientiem ar plaušu vēzi. Šis tests bija pirmā FDA apstiprināti šķidrums biopsijas un identificēti pacienti, kam var būt kandidāti ārstēšanai ar mērķtiecīgu terapiju izmanto erlotiniba (Tarceva) afatinib (Gilotrif), un gefitinibu (Iressa,) kā pirmās līnijas terapiju, un osimeritinib (Tagrisso), kā otrās līnijas ārstēšana. Šīs mērķtiecīgās terapijas uzbrūk vēža šūnām ar īpašāmEGFR mutācijām. Svarīgi, ka, pateicoties lielam skaitam kļūdaini negatīvu rezultātu, FDA iesaka audu biopsijas paraugu ņemt arī no pacienta, kam ir negatīva šķidruma biopsija.

ctDNA un aknu vēzis

Cilvēku skaits, kas mirst no aknu vēža, pēdējo 20 gadu laikā ir palielinājies. Pašlaik aknu vēzis ir otrais galvenais vēža nāves cēlonis pasaulē. Nav pieejami labi biomarķeri, lai noteiktu un analizētu aknas vai hepatocelulārās (HCC) vēzis. Cirkulējošā DNS var būt labs bioloģiskais marķieris aknu vēzim.

Apsveriet šādu citātu no Lagbaa un līdzautoru par potenciālu, izmantojot cirkulācijas DNS, lai diagnosticētu aknu vēzi:

Hypermethylation no RASSF1A, p15, un P16 ir ieteikto kā agrīnās diagnostikas instrumentu Retrospektīvā pētījumā, tostarp 50 HCC pacientiem. Paraksts četru maldīgi metilētos gēniem (APC, GSTP1, RASSF1A un SFRP1) Tika pārbaudīts arī diagnostikas precizitāti, bet metilācija RASSF1A tika ziņots par prognostiskā biomarķieri. Turpmākās studijas analizēta ctDNA ar HCC pacientiem, izmantojot dziļi secības tehnoloģijas … Pārsteidzoši, neparastajām DNS kopiju skaitu, tika atklāti divi HBV pārvadātājiem bez anamnēzē HCC laikā asins savākšanas, bet kurš izstrādāja HCC pēcpārbaudes laikā. Šis atklājums pavēra durvis, lai novērtētu ctDNA kopijas numura izmaiņas kā agrīnās HCC noteikšanas skrīninga rīku.

Vārds no Verywell

Šķidrās biopsijas ir aizraujoša jauna pieeja genoma diagnozei. Pašlaik ārstiem ir pieejamas noteiktas šķidrās biopsijas, kas piedāvā visaptverošu molekulu profilēšanu, lai papildinātu ģenētisko informāciju, kas iegūta no audu biopsijas. Ir arī dažas šķidrās biopsijas, ko var izmantot audu biopsijas vietā, kad nav pieejamas audu biopsijas.

Ir svarīgi paturēt prātā, ka daudzi šķidruma biopsijas izmēģinājumi pašlaik notiek, un jāveic vairāk pētījumu, lai saprastu šīs intervences terapeitisko lietderību.

Like this post? Please share to your friends: