Il-bijopsiji likwidi jużaw demm mhux tessut tat-tumur għad-djanjosi tal-kanċer
Tipikament, it-tumuri jiġu eżaminati bl-użu ta 'bijopsiji tat-tessuti. Kampjun żgħir jittieħed mit-tumur u ġenotipizzat, jew jiġi analizzat għal għamla ġenetika. Il-problema ma 'dan l-approċċ hija li l-bijopsija tat-tumuri tista' tkun ta 'sfida. Barra minn hekk, bijopsija tat-tumur tipprovdi biss stampa tat-tumur.
Fil-kitba ta ' Discovery Medicine fl-2015, Labgaa u ko-awturi jiddikjaraw dan li ġej dwar il-bijopsija tat-tumur konvenzjonali:
Għal raġunijiet ovvji, huwa diffiċli li tissorvelja l-evoluzzjoni tat-tumur permezz ta 'bijopsiji sekwenzjali. Ukoll, il-bijopsija biss tirrifletti post wieħed tat-tumur u għalhekk mhux probabbli li tirrappreżenta l-ispettru sħiħ ta 'mutazzjonijiet somatiċi f'tumuri kbar. Alternattiva tkun li jinkisbu bijopsiji multipli għall-istess tumur, iżda din l-għażla tidher li la hija realistika u lanqas preċiża.
Il-bijopsija likwida tinvolvi l-kejl tad-DNA li jiċċirkola (ctDNA) u prodotti sekondarji oħra tat-tumur f'kampjuni tad-demm miksuba minn pazjenti bil-kanċer. Dan l-approċċ dijanjostiku emerġenti jipprometti li jkun rapidu, mhux invadenti, u ekonomikament effettiv.
Storja tal-Bijopsija likwida
Fl-1948, Mandel u Métais, żewġ riċerkaturi Franċiżi identifikaw l-ewwel ctDNA fid-demm ta 'nies b'saħħithom. Din l-iskoperta kienet qabel iż-żmien tagħha, u kien biss għexieren ta 'snin wara li l-ctDNA kien esplorat aktar.
Fl-1977, Leon u l-kollegi l-ewwel identifikaw ammonti miżjuda ta 'ctDNA fid-demm ta' pazjenti bil-kanċer.
Sa l-1989, Stroun u l-kollegi identifikaw karatteristiċi tan-neoplastiċi (jiġifieri, il-kanċer) fid-demm. Wara dawn l-iskoperti, bosta gruppi oħra identifikaw mutazzjonijiet speċifiċi f'pazjenti li jrażżnu t-tumuri u onkogeni, instabbiltà ta 'mikrosatelite, u metilazzjoni tad-DNA, li wera li ctDNA huwa rilaxxat fiċ-ċirkolazzjoni minn tumuri.
Għalkemm nafu li ctDNA derivat minn ċelloli tat-tumur jiċċirkola fid-demm, l-oriġini, ir-rata ta 'rilaxx u l-mekkaniżmu tar-rilaxx ta' dan id-DNA mhumiex ċari, b'riċerka li tagħti riżultati konfliġġenti. Xi riċerka tissuġġerixxi li tumuri aktar malinni jkun fihom aktar ċelluli mejtin tal-kanċer u jirrilaxxaw aktar ctDNA. Madankollu, xi riċerka tissuġġerixxi li ċ-ċelloli kollha jirrilaxxaw ctDNA. Madankollu, jidher probabbli li t-tumuri kanċeriċi jirrilaxxaw livelli ogħla ta 'ctDNA fid-demm, u b'hekk id-DNA ctDa hija bijomarkatur tajjeb tal-kanċer.
Minħabba frammentazzjoni qawwija u konċentrazzjonijiet baxxi fid-demm, ctDNA huwa diffiċli biex jiġi iżolat u analizzat. Hemm diskrepanza tal-konċentrazzjonijiet ta 'ctDNA bejn il-kampjuni tas-serum u tal-plażma. Jidher li s-serum tad-demm aktar milli l-plażma tad-demm huwa sors aħjar ta 'ctDNA. Fi studju minn Umetani u l-kollegi, il-konċentrazzjonijiet ta 'ctDNA instabu li kienu konsistentement baxxi fil-plażma meta mqabbla mas-serum minħabba t-telf possibbli ta' DNA ċirkolanti waqt il-purifikazzjoni, billi l-koagulazzjoni u proteini oħra qed jiġu eliminati waqt il-preparazzjoni tal-kampjun.
Skont Heitzer u l-kollegi, hawn xi kwistjonijiet speċifiċi li jeħtieġ li jiġu solvuti biex jisfruttaw il-potenzjal dijanjostiku ta 'ctDNA:
L-ewwel, il-proċeduri preanalitiċi jeħtieġ li jiġu standardizzati .... L-għażla ta 'metodu ta' iżolament li jiżgura l-estrazzjoni ta 'ammont suffiċjenti ta' DNA ta 'kwalità għolja huwa kritiku u ntwera li l-fatturi preanalitiċi ta' teħid ta 'kampjuni u pproċessar tad-demm jistgħu jaffettwaw b'mod qawwi r-rendiment tad-DNA ... It-tieni, waħda mill-aktar kwistjonijiet importanti hija n-nuqqas ta 'armonizzazzjoni tal-metodi ta' kwantifikazzjoni. Metodi ta 'kwantifikazzjoni differenti, ... jipproduċu riżultati differenti minħabba li dawn il-qisien jimmiraw kemm DNA totali jew biss amplifikabbli ... It-tielet, huwa magħruf inqas dwar l-oriġini u l-mekkaniżmu dettaljat tar-rilaxx ta 'ctDNA, u fil-biċċa l-kbira tal-istudji jikkonfrontaw avvenimenti li jistgħu wkoll jikkontribwixxu għar-rilaxx ta' ctDNA.
Approċċi mmirati vs. Mhux adattati
Bħalissa, hemm żewġ metodi ewlenin li ttieħdu meta ġew analizzati l-plażma tad-demm (jew is-serum) għal ctDNA. L-ewwel approċċ huwa mmirat u jfittex bidliet ġenetiċi speċifiċi li jindikaw tumuri. It-tieni approċċ mhuwiex immirat u jinvolvi analiżi tal-ġenom kollu li qed ifittex ctDNA li jirrifletti l-kanċer. Alternattivament, is-sequencing ta 'exome intuża bħala approċċ aktar kost-effettiv u mhux speċifiku. Exomes huma l-porzjonijiet ta 'DNA li huma traskritti biex jagħmlu l-proteina.
B'approċċi mmirati, is-serum jiġi analizzat għal mutazzjonijiet ġenetiċi magħrufa f'sett żgħir ta 'mutazzjonijiet tas-sewwieq.
Mutazzjonijiet tas-sewwieq jirreferu għal mutazzjonijiet fil-ġenoma li jippromwovu, jew "jsuqu", it-tkabbir taċ-ċelluli tal-kanċer. Dawn il-mutazzjonijiet jinkludu KRAS jew EGFR .
Minħabba avvanzi teknoloġiċi f'dawn l-aħħar snin, approċċi mmirati lejn l-analiżi tal-ġenoma għal ammonti żgħar ta 'ctDNA saru vijabbli. Dawn it-teknoloġiji jinkludu ARMS (sistema ta 'mutazzjoni refrattarja ta' amplifikazzjoni); PCR diġitali (dPCR); żibeġ, emulsjonijiet, amplifikazzjoni u manjetiċi (BEAMing); u sekwenzar fil-fond (CAPP-Seq).
Anke jekk kien hemm avvanzi fit-teknoloġija li jagħmlu l-approċċ immirat possibbli, l-approċċ immirat jimmira biss għal xi pożizzjonijiet ta 'mutazzjonijiet (hotspots) u jonqsilha ħafna mutazzjonijiet tas-sewwieq bħal ġeni li jrażżnu t-tumuri.
Il-benefiċċju ewlieni ta 'approċċi mhux iddestjati għall-bijopsija likwida huwa li jistgħu jintużaw fil-pazjenti kollha minħabba l-fatt li t-test ma jiddependix fuq tibdil ġenetiku rikurrenti. Il-bidliet ġenetiċi rikurrenti ma jkoprux il-kanċer kollu u mhumiex firem speċifiċi tal-kanċer. Madankollu, dan l-approċċ m'għandux sensittività analitika u analiżi komprensiva tal-ġenomi tat-tumur għadha mhix possibbli.
Ta 'min jinnota, il-prezz tas-sekwenzar ta' ġenoma sħiħa naqas sostanzjalment. Fl-2006, il-prezz tas-sekwenzar tal-ġenoma kollu kien ta 'madwar $ 300,000 (USD). Sal-2017, l-ispiża kienet niżlet għal madwar $ 1,000 (USD) għal kull ġenoma, inklużi reaġenti u l-amortizzazzjoni ta 'magni tas-sekwenzar.
Użina Klinika tal-Bijopsija Likwidu
L-isforzi inizjali għall-użu ta 'ctDNA kienu dijanjostiċi u mqabblin livelli f'pazjenti b'saħħithom ma' dawk ta 'pazjenti bil-kanċer jew dawk b'mard beninn. Ir-riżultati ta 'dawn l-isforzi kienu mħallta, b'xi studji biss li juru differenzi sinifikanti li jindikaw il-kanċer, l-istatus ta' ħelsien mill-mard, jew ir-rikaduta.
Ir-raġuni għaliex ctDNA jista 'jintuża biss parti mill-ħin għad-djanjosi tal-kanċer huwa minħabba li ammonti varjabbli ta' ctDNA huma derivati minn tumuri. Mhux it-tumuri kollha "barkew" id-DNA fl-istess ammont. B'mod ġenerali, tumuri aktar avvanzati u mifruxa ixxerdu aktar DNA fiċ-ċirkolazzjoni milli jagħmlu tumuri kmieni, lokalizzati. Barra minn hekk, tipi differenti ta 'tumuri jitferrbu ammonti differenti ta' DNA fiċ-ċirkolazzjoni. Il-frazzjoni ta 'DNA li jiċċirkola li hija derivata minn tumur hija varjabbli ħafna tul studji u tipi ta' kanċer, li jvarjaw minn 0.01% għal 93%. Huwa importanti li wieħed jinnota li, b'mod ġenerali, biss minoranza ta 'ctDNA hija derivata mit-tumur, il-bqija minnha ġejja minn tessuti normali.
Iċ-ċirkolazzjoni tad-DNA tista 'tintuża bħala indikatur pronjostiku tal-marda. Iċ-ċirkolazzjoni tad-DNA tista 'tintuża biex tissorvelja l-bidliet fil-kanċer matul iż-żmien. Pereżempju, studju wera li r-rata ta 'sopravivenza ta' sentejn f'pazjenti b'kanċer kolorettali (jiġifieri, in-numru ta 'pazjenti li għadhom ħajjin mill-inqas sentejn wara d-dijanjożi b'kanċer kolorettali) u l-mutazzjonijiet KRAS hotspot kienu 100 fil-mija f'dawk mingħajr evidenza DNA korrispondenti li jiċċirkola. Barra minn hekk, huwa possibbli li fil-ġejjieni qarib, id-DNA li jiċċirkola jista 'jintuża biex jimmonitorja l-leżjonijiet precancerous.
Id-DNA li jiċċirkula jista 'jintuża wkoll biex jimmonitorja r-rispons għat-terapija. Minħabba li d-DNA fiċ-ċirkolazzjoni jipproponi stampa ġenerali aħjar tal-għamla ġenetika tat-tumuri, dan id-DNA x'aktarx fih DNA dijanjostiku, li jista 'jintuża minflok DNA djanjostiku miksub mit-tumuri nfushom.
Issa, ejja nħarsu lejn xi eżempji speċifiċi ta 'bijopsija likwida.
Guardant360
Is-Saħħa tal-Gwardja żviluppat test li juża s-sekwenzar tal-ġenerazzjoni li jmiss għal profil tad-DNA li jiċċirkola għal mutazzjonijiet u riorganiżmi kromosomali għal 73 ġene relatati mal-kanċer. Guardant Health ippubblika studju li jirrapporta l-utilità tal-bijopsija likwida fl-onkoloġija. L-istudju uża kampjuni tad-demm minn 15,000 pazjent b'elementi kkombinati ta '50 tumur.
Fil-biċċa l-kbira, ir-riżultati mit-test tal-bijopsija likwida allinjati ma 'alterazzjonijiet tal-ġene osservati f'bijożi ta' tumuri.
Skond in-NIH:
Guardant360 identifika l-istess mutazzjonijiet kritiċi f'ġeni importanti relatati mal-kanċer bħal EGFR, BRAF, KRAS u PIK3CA fi frekwenzi simili ħafna għal dak li qabel kien identifikat f'kampjuni ta 'bijopsija tat-tumur, statistikament korrelatati għal 94% sa 99%.
Barra minn hekk, skond l-NIH ir-riċerkaturi rrappurtaw dan li ġej:
Fit-tieni komponent tal-istudju, ir-riċerkaturi evalwaw kważi 400 pazjent, li l-biċċa l-kbira minnhom kellhom kanċer tal-pulmun jew tal-kolorektum li kellhom kemm id-DNA tad-demm ta 'ctDNA kif ukoll riżultati tat-tessut tat-tumur disponibbli u qabblu x-xejriet ta' bidliet ġenomiċi. L-eżattezza ġenerali tal-bijopsija likwida meta mqabbla mar-riżultati mill-analiżi tal-bijopsija tat-tumur kienet ta '87%. L-eżattezza żdiedet għal 98% meta d-demm u l-kampjuni tat-tumur inġabru fi żmien 6 xhur minn xulxin.
Guardant360 kien eżatt anke jekk il-livelli ta 'DNA li jiċċirkolaw fid-demm kienu baxxi. Ħafna drabi, DNA tat-tumur li jiċċirkula biss għamel 0.4 fil-mija tad-DNA fid-demm.
B'mod ġenerali, bl-użu ta 'bijopsija likwida, ir-riċerkaturi tal-Gwardja setgħu jidentifikaw markaturi tat-tumuri li jistgħu jindirizzaw it-trattament minn tobba f'67% tal-pazjenti. Dawn il-pazjenti kienu eliġibbli għal trattamenti approvati mill-FDA kif ukoll terapiji investigattivi.
ctDNA u l-Kanċer tal-Pulmun
Fl-2016, l-AID approvat it-Test tal-Mutazzjoni EGFR ta 'Cobas biex jintuża għall-iskoperta ta' mutazzjonijiet EGFR fid-DNA ċirkolatorja ta 'pazjenti b'kanċer tal-pulmun. Dan it-test kien l-ewwel bijopsija likwida approvata mill-FDA u identifika pazjenti li jistgħu jkunu kandidati għal trattament b'terapiji mmirati bl-użu ta 'erlotinib (Tarceva), afatinib (Gilotrif) u gefitinib (Iressa) bħala trattament tal-ewwel linja, u osimeritinib (Tagrisso) bħala trattament tat-tieni linja. Dawn it-terapiji mmirati jolqtu ċ-ċelluli tal-kanċer b'mutazzjonijiet EGFR speċifiċi.
Importanti, minħabba n-numru għoli ta 'riżultati foloz negattivi, l-AID tirrakkomanda li kampjun ta' bijopsija tat-tessuti jittieħed ukoll minn pazjent li għandu bijopsija likwida negattiva.
ctDNA u l-Kanċer tal-Fwied
In-numru ta 'nies imutu ta' kanċer tal-fwied żdied matul l-aħħar 20 sena. Bħalissa, il-kanċer tal-fwied huwa t-tieni kawża ewlenija tal-mewt tal-kanċer fid-dinja. M'hemmx bijomarkaturi tajba disponibbli biex jidentifikaw u janalizzaw il-kanċer tal-fwied jew epatoċellulari (HCC). Iċ-ċirkolazzjoni tad-DNA tista 'tkun bijomarkatur tajjeb għall-kanċer tal-fwied.
Ikkunsidra l-kwotazzjoni li ġejja minn Lagbaa u ko-awturi dwar il-potenzjal ta 'l-użu ta' DNA ċirkolanti għad-djanjosi tal-kanċer tal-fwied:
L-ipermetilazzjoni ta 'RASSF1A, p15 u p16 ġew issuġġeriti bħala għodod dijanjostiċi bikrin fi studju retrospettiv li kien jinkludi 50 pazjent HCC. Ġiet ittestjata wkoll il-firma ta 'erba' ġeni anormali metilati (APC, GSTP1, RASSF1A, u SFRP1) għal preċiżjoni dijanjostika, filwaqt li l-metilazzjoni ta 'RASSF1A kienet irrapportata bħala bijomarkatur pronjostiku. Studji sussegwenti analizzati ctDNA f'pazjenti b'HCC li kienu qed jużaw teknoloġiji ta 'sekwenzar fil-fond ... B'mod impressjonanti, in-numri aberranti tal-kopja tad-DNA ġew identifikati f'żewġ ġarriera tal-HBV mingħajr storja preċedenti ta' HCC fil-ħin tal-ġbir tad-demm, iżda li żviluppaw HCC matul is-segwitu. Din is-sejba fetħet il-bieb biex tevalwa l-varjazzjoni tan-numru tal-kopja f'ctDNA bħala għodda ta 'screening għal sejba bikrija ta' HCC.
Kelma Minn
Il-bijopsiji likwidi huma approċċ ġdid u eċċitanti għad-dijanjosi ġenomika. Bħalissa, ċerti bijopsiji likwidi, li joffru profil molekolari komprensiv, huma disponibbli għat-tobba biex jikkumplimentaw l-informazzjoni ġenetika miksuba mill-bijopsija tat-tessut. Hemm ukoll ċerti bijopsiji likwidi li jistgħu jintużaw minflok bijopsija tat-tessut - meta l-bijopsiji tat-tessuti ma jkunux disponibbli.
Huwa importanti li wieħed iżomm f'moħħu li ħafna provi ta 'bijopsija likwida huma attwalment għaddejjin u jeħtieġ li ssir aktar riċerka biex tlaħħaq l-utilità terapewtika ta' dan l-intervent.
> Sorsi:
> Test tad-Demm għal Bidliet Ġenetiċi fi Studji ta 'Tumuri Wegħda bħala Alternattiva għal Bijopsija tat-Tumur. NIH.
> Heitzer E, Ulz P, Geigl JB. DNA taċ-Tumur fiċ-ċirkolazzjoni bħala Bijopsija likwida għall-Kanċer. Kimika Klinika. 2015; 61: 112-123. doi: 10.1373 / clinchem.2014.222679
> Lagbaa J, Villanueva A. Bijopsija likwida fil-kanċer tal-fwied. Discovery Medicine. 2015; 19 (105): 263-73.
> Bijopsija likwida: L-użu tad-DNA fid-demm biex Issib, Track, u Ittratta l-Kanċer. NIH.
> Umetani N, et al. Ammont ogħla ta 'DNA li jiċċirkola liberament fis-serum milli fil-plażma mhuwiex ikkawżat prinċipalment minn DNA estwarju kontaminat matul is-separazzjoni. Ann NY Acad Sci. 2006; 1075: 299-307.
> Wellstein A. Prinċipji Ġenerali fil-Farmakoterapija tal-Kanċer. F ': Brunton LL, Hilal-Dandan R, Knollmann BC. eds. Goodman & Gilman's: Il-Bażi Farmakoloġika tat-Terapewtika, 13e New York, NY: McGraw-Hill.