Suyuq biopsiya saraton kasalligini tashxislash uchun qon emas, shish paydo qiladi
Odatda o'smalar to'qimalar biopsiyalari yordamida tekshiriladi. Kichik bir namunadir o'simta olinadi va genotiplanadi yoki genetik tarkib uchun tahlil qilinadi. Ushbu yondashuv bilan bog'liq muammo biopsiya qiluvchi o'smalarning qiyin bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, o'simta biopsiyasi shishning faqatgina rasmini beradi.
2015-yilda kashfiyot tibbiyotida yozish, Labgaa va birgalikdagi mualliflar shishor biopsiyasi to'g'risida quyidagilarni aytadilar:
Aniq sabablarga ko'ra, o'sma evolyutsiyasini navbatdagi biopsiya bilan kuzatish qiyin. Bundan tashqari, biopsiya nafaqat o'simtaning bir joyini aks ettiradi va shuning uchun yirik tumorlarda somatik mutatsiyalarning barcha spektrini aks ettirmaydi. Shu bilan bir xil o'simta uchun bir nechta biopsiyalar olish muqobildir, ammo bu variant na haqiqat, na aniq.
Suyuq biopsiya saraton kasalligidan olingan qon namunalarida aylanadigan DNK (ctDNA) va boshqa o'simta yon mahsulotlarini o'lchashni o'z ichiga oladi. Ushbu rivojlanayotgan tashxisiy yondashuv tez, noinvaziv va iqtisodiy jihatdan samarali bo'lishni va'da qiladi.
Suyuq biopsiya tarixi
1948 yilda frantsuz tadqiqotchisi Mandel va Métais sog'lom odamlarning qonida ctDNA ni aniqladi. Ushbu kashfiyot o'z vaqtidan ancha oldin bo'lgan va o'n yillar o'tgach, bu ctDNA'yı yanada tadqiq qilingan.
1977 yilda Leon va uning hamkasblari saraton bemorlarining qondagi ktDNA miqdorini oshirdilar.
1989-yil Stroun va uning hamkasblari qonda neoplastik (ya'ni, saraton) xususiyatlarini aniqladilar. Ushbu kashfiyotlardan so'ng bir nechta boshqa guruhlar o'sma sppressorlari va onkogenlar, mikrosatellitning beqarorligi va DNKning metilasyonidagi muayyan mutatsiyalarni aniqladi, bu esa ctDNA ning o'smalari tomonidan aylanishiga sabab bo'lganligini isbotladi.
Shish hujayralaridan olingan ktDNKning qonda aylanayotganini bilsak ham, bu DNKning kelib chiqishi, chiqarilishi va bu mexanizmni chiqarish mexanizmi aniq emas. Ba'zi tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, ko'prok xabis o'simliklar ko'proq o'lik xujayralarni o'z ichiga oladi va ko'proq ctDNA ni chiqaradi. Biroq, ayrim tadqiqotlar barcha hujayralar ctDNA'yı ozod qilishni taklif qiladi. Shunga qaramay, saraton o'smalari ktDNA'yı qonga arttırıp, ctDNA'yı saraton kasalligiga qarshi yaxshi biyomarker qiladi.
Og'ir bo'linish va qondagi past konsentratsiyalar tufayli, ctDNA izolyatsiya qilish va tahlil qilish qiyin. Serum va plazma namunalari orasida ctDNA konsentrasiyalarining bir-biriga mos kelmasligi mavjud. Qon plazmasidan ko'ra qon zardobi ctDNA ning yaxshi manbai bo'lib tuyuladi. Umetaniy va uning hamkasblari tomonidan olib borilgan tadqiqotda, ctDNA konsentrasiyalari, plazma tarkibida safro vaqtida aylanishi mumkin bo'lgan DNKning yo'qotilishi sababli sarumga nisbatan izchil ravishda past bo'lgan, chunki koagulyatsiya va boshqa proteynlar namunalar tayyorlash vaqtida yo'q qilinmoqda.
Hetsitter va uning hamkasblariga ko'ra, ctDNA ning tashxisiy potentsialini ishlatish uchun hal qilinishi kerak bo'lgan ayrim masalalar:
Birinchidan, preanalitik protseduralar standartlashtirilishi kerak .... Kerakli miqdorda sifatli DNKning ekstraktsiyasini ta'minlaydigan izolyatsiyalash usulini tanlash juda muhim va qonni tanlab olish va qayta ishlashning preanalitik omillari DNK rentabelligini sezilarli darajada ta'sir qilishi mumkinligini ko'rsatdi. Ikkinchidan, eng muhim masalalardan biri - miqdoriy usullarni uyg'unlashtirishning yo'qligi. Turli xil miqdordagi usullar ... turli natijalar beradi, chunki bu o'lchamlar jami yoki faqat kuchaytiriladigan DNKni maqsad qiladi .... Uchinchidan, ctDNA salınımının kelib chiqishi va batafsil mexanizmi haqida ko'proq ma'lumot bor va ko'p ishlar, ctDNA'nın ozod qilinishiga yordam berishi mumkin bo'lgan voqealarni aralashtirib.
Maqsadli va maqsadsiz yondashuvlar
Hozirgi kunda ctDNA uchun qon plazmasini (yoki sarumni) tahlil qilishda ikki asosiy yondashuv mavjud. Birinchi yondoshish maqsadga qaratilgan va shishlarni ko'rsatadigan aniq genetik o'zgarishlarni qidiradi. Ikkinchi yondashuv maqsadga muvofiq emas va saratonni aks ettiruvchi ctDNA izlaydigan genomga oid tahlilni o'z ichiga oladi. Shu bilan bir qatorda, exome sequencing yanada arzon, maqsadga yo'naltirilgan yondashuv sifatida ishlatilgan. Exomlar proteinni hosil qilish uchun transkripsiyalangan DNKning ba'zi qismlari.
Maqsadli yondashuvlar bilan, sarum, ma'lum bo'lgan genetik mutatsiyalar uchun kichik haydovchi mutatsiyalarida tahlil qilinadi.
Drayv mutatsiyalari genomdagi saraton xujayralarining o'sishini rag'batlantiruvchi yoki "qo'zg'atadigan" mutatsiyalarga mos keladi. Ushbu mutatsiyalar KRAS yoki EGFR ni o'z ichiga oladi.
So'nggi yillarda texnologik o'zgarishlar tufayli, kichik miqdordagi ctDNA uchun genom tahlilini maqsadli yondashuvlar amalga oshirildi. Ushbu texnologiyalar ARMS (amplifikatsiya refrakter mutatsion tizimi); raqamli PCR (dPCR); boncuklar, emulsiyalar, amplifikatsiya va magnetika (BEAMing); va chuqur tartiblash (CAPP-Seq).
Maqsadli yondashuvni imkoni beruvchi texnologiyada ilgarilashlar mavjud bo'lsa-da, maqsadli yondashuv faqat mutatsiyadan keyingi bir necha pozitsiyaga (hotspots) qaratilgan va o'simta susaytiruvchi genlar kabi juda ko'p haydovchi mutatsiyalarini sog'inadi.
Suyuq biopsiyaga maqsadga yo'naltirilgan yondashuvlarning asosiy foyda, ularning barcha bemorlarda qo'llanilishi testning takroriy genetik o'zgarishlarga tayanmasligidan kelib chiqadi. Takroriy genetik o'zgarishlar barcha saratonlarni qamrab olmaydi va saraton kasalligining o'ziga xos belgisi emas. Shunga qaramay, bu yondashuv analitik sezuvchanlik etishmasligi va o'simta genomlarini to'liq tahlil qilish mumkin emas.
Shuni ham ta'kidlash kerakki, butun bir genomning sekanslashuvi sezilarli darajada pasaygan. 2006 yilda butun genomning navbati taxminan 300,000 AQSh dollarini tashkil etdi. 2017 yilga kelib, xarajatlar genom uchun taxminan 1000 dollarga (reagentlar va sekvestriyali mashinalarning amortizatsiyasi) tushib ketgan.
Suyuq biopsiyaning klinik yordami
CtDNA'yı ishlatish uchun dastlabki urinishlar, saraton kasalligiga yoki benign kasalligi bo'lgan sog'lom bemorlarga diagnostik va darajalariga taqqoslaganda edi. Ushbu sa'y-harakatlarning natijalari bir-biri bilan aralashdi, saraton, kasalliksiz vaziyat yoki relapsni ko'rsatadigan sezilarli farqlarni ko'rsatadigan ba'zi tadqiqotlar.
Nima uchun ctDNA saratonni tashxislash uchun faqatgina ba'zi vaqtlarda ishlatilishi mumkinligi sababli, o'zgaruvchan miqdorda ctDNA o'simalardan olinadi. Barcha o'simliklar DNKni bir xil miqdorda «to'kish» qila olmaydi. Odatda, rivojlangan, keng tarqalgan o'simliklar erta, lokalizatsiya qilingan o'smalardan ko'ra aylanishga ko'proq DNKni to'ldiradi. Bundan tashqari, turli xil o'simta turlari DNKning turli miqdordagi miqdorini aylanishga olib keladi. Shishadan olingan aylanma DNKning fraktsiyasi tadqiqotlar va saraton turlari bo'yicha keng tarqalgan, ya'ni 0.01% dan 93% gacha o'zgarib turadi. Shuni ta'kidlash joizki, umuman olganda, faqatgina oz sonli ctDNA's o'simdan olinadi, qolgan qismi oddiy to'qimalardan olinadi.
Sirkulyant DNK kasallikning prognostik belgisi sifatida foydalanish mumkin. Sirkulyatsiya qiluvchi DNK vaqt o'tishi bilan saraton kasalligidagi o'zgarishlarni kuzatib borish uchun ishlatilishi mumkin. Misol uchun, bir tadqiqot shuni ko'rsatdiki, kolorektal saraton kasalliklarida (ya'ni, kolorektal saraton bilan og'rigan bemorlarning soni kamida ikki yil yashab turgan bemorlarda) va KRAS yuqumli mutatsiyaga uchragan bemorlarda ikki yillik yashovchanlik ko'rsatkichi 100% tegishli aylanadigan DNK. Bundan tashqari, yaqin kelajakda aylanadigan DNKning prekanseröz lezyonlarni kuzatish uchun ishlatilishi mumkin.
Sirkulyatsiya qiluvchi DNK ham davolanishga javobni kuzatish uchun ishlatilishi mumkin. Ayni vaqtda aylanadigan DNK o'smalarning genetik tarkibini yanada yaxshiroq ko'rsatadi, chunki bu DNKda diagnostik DNK mavjud bo'lib, u shishalardan olingan diagnostik DNK o'rniga ishlatilishi mumkin.
Keling, suyuq biopsiyaning ayrim o'ziga xos misollarini ko'rib chiqaylik.
Guardant360
Guardant Health kompaniyasi yangi avlod sekansni mutatsiyalar uchun aylanadigan DNK profilini va saraton bilan bog'liq 73 genni xromosomali qayta o'tkazishga ishlatadigan testni ishlab chiqdi. Guardant Health kompaniyasi onkologiya bo'yicha suyuq biopsiyaning utilizatsiyasi haqida hisobot e'lon qildi. Tadqiqotda birlashtirilib, 50 ta shish paydo bo'lgan 15000 ta bemordan qon namunalari ishlatilgan.
Ko'p hollarda, suyuq biopsiyadan olingan natijalar o'simta biopsiyalarida kuzatilgan gen o'zgarishlar bilan mos keladi.
NIH ma'lumotlariga ko'ra:
Guardant360 EGFR, BRAF, KRAS va PIK3CA kabi saraton bilan bog'liq muhim genlarda xuddi tumor biopsiya namunalarida aniqlangan narsalarga o'xshash chastotalarda bir xil kritik mutatsiyalarni aniqladi, bu esa 94% dan 99% gacha bo'lgan statistikaga bog'liq.
Bundan tashqari, NIH ma'lumotlariga ko'ra, tadqiqotchilar quyidagilar to'g'risida xabar berishgan:
Tadqiqotning ikkinchi komponentida tadqiqotchilar taxminan 400 nafar bemorni - ularning ko'pchiligida o'pka yoki kolorektal saratonni baholadilar. Ular qon ctDNA'sı va shish paydo bo'lgan to'qimalari DNK natijalarini topib, genomik o'zgarishlarni taqqoslashdi. Suyuq biopsiyaning shilimshiq biopsiya natijalariga nisbatan umumiy aniqligi 87% ni tashkil etdi. Qon va shishgan namunalari bir-birining 6 oyi mobaynida to'planganda aniqlik 98% ga oshdi.
Guardant360 qonda aylanib yuradigan DNKning darajalari past bo'lishiga qaramasdan to'g'ri edi. Ko'pincha, aylanib yuradigan o'sma DNK faqat qondagi DNKning 0,4 foizini tashkil qiladi.
Umuman, suyuq biopsiya yordamida Guardant tadqiqotchilari shifokorlarning bemorlarning 67 foizida davolanishni boshlashi mumkin bo'lgan o'simta belgilarini aniqlay olishdi. Ushbu bemorlar FDA tomonidan tasdiqlangan davolanishlar va terapiyadan so'ng davolanish uchun ma'qul edi.
ctDNA va o'pka saratoni
2016-yilda FDA o'pka saratoni bo'lgan bemorlarning davolanadigan DNKlarida EGFR mutatsiyalarini aniqlash uchun koba EGFR mutatsion testini tasdiqladi. Ushbu test birinchi FDA tomonidan tasdiqlangan suyuq biopsiya bo'lib, erlotinib (Tarceva), afatinib (Gilotrif) va gefitinib (Iressa) yordamida birinchi davolovchi vosita sifatida maqsadli davolash bilan davolanish uchun nomzodlarni aniqladi va osimeritinib (Tagrisso) ikkinchi darajali davolash. Ushbu maqsadli terapiya saraton xujayralarining o'ziga xos EGFR mutatsiyasiga uchraydi.
Eng muhimi, juda ko'p noto'g'ri-salbiy natijalar tufayli FDA, to'qimalar biopsiyasi namunasini, salbiy suyuqlik biopsiyasiga ega bo'lgan bemordan olishni tavsiya qiladi.
ctDNA va jigar saratoni
O'tgan 20 yil davomida jigar saratoni bilan kasallangan odam soni ortdi. Hozirgi kunda jigar saratoni dunyodagi saraton kasalligining ikkinchi sababidir. Jigarni yoki hepatocellular (HCC), saratonni aniqlash va tahlil qilish uchun yaxshi biomarkerlar mavjud emas. Sirkulangan DNK jigar saratoni uchun yaxshi biomarker bo'lishi mumkin.
Lagbaa va uning hamkasblaridan jigar saratoni tashxislash uchun aylanadigan DNKni ishlatish salohiyati haqida quyidagi tasavvurga qarang:
RASSF1A, p15 va p16 ning gipermetilatsiyasini retrospektiv tekshiruvda 50 ta HCC kasalligiga, jumladan, erta diagnostik vositalar sifatida tavsiya etilgan. RASSF1A metilifikatsiyasi prognostik biyomarker sifatida e'lon qilinganida, to'rtta noma'lum metillangan gen (APC, GSTP1, RASSF1A va SFRP1) ning imosi ham diagnostik aniqlik uchun sinovdan o'tkazildi. Keyinchalik o'tkazilgan tadqiqotlar HCC kasalliklarida chuqur sekvestratsion texnologiyalarni qo'llagan holda, ctDNA tahlilini o'tkazdi. Hujayralashtirilgan holda, qon to'plash vaqtida HCC ning avvalgi tarixi bo'lmagan ikki HBV tashuvchisida zo'ravonlik bilan DNKning noqonuniy nusxalari aniqlandi. Ushbu topilma HCCni erta aniqlash uchun skrining vositasi sifatida ctDNA'da nusxa raqamlarining o'zgarishini baholash uchun eshikni ochdi.
Bir so'zdan
Suyuq biopsiya genomik tashxisga qiziqarli yangi yondashuv. Hozirgi vaqtda muayyan molekulyar profillashni ta'minlaydigan muayyan suyuqlik biopsiyalari shifokorlarga to'qima biopsiyasidan olingan genetik ma'lumotni to'ldirish uchun taqdim etiladi. To'qimachilik biopsiyalari o'rnida ishlatilishi mumkin bo'lgan muayyan suyuqlik biopsiyalari ham mavjud.
Suyuq biopsiya bo'yicha ko'plab sud jarayonlari davom etayotganini va bu aralashuvning terapevtik samaradorligini oshirish uchun ko'proq tadqiqotlarni o'tkazish kerakligini yodda tutish muhimdir.
> Manbalar:
Barcha o'smalarda genetik o'zgarishlar uchun qon tekshiruvi tumor biopsiya uchun muqobil ravishda va'da qiladi. NIH.
> Heitzer E, Ulz R, Geigl J.B. Saraton o'simtasi DNKning saraton kasalligiga qarshi suyuqlik biopsiyasi. Klinik kimyo. 2015; 61: 112-123. doi: 10.1373 / clinchem.2014.222679
Lagbaa J, Villanueva A. Jigar saratoni bilan suyuq biopsiya. Ochish tibbiyoti. 2015 yil; 19 (105): 263-73.
> Suyuq biopsiya: qonda DNKni aniqlash, kuzatish va saraton kasalligini davolash. NIH.
> Umetaniy N va boshq. Plazmadagidan ko'ra serumda erkin aylanadigan DNKning katta miqdori, asosan, ajralib chiqqandan so'ng kontaminatsiya qilingan begona DNKdan kelib chiqadi. Ann NY Acad Sci. 2006; 1075: 299-307.
> Wellstein A. Saraton farmakoterapiyasi umumiy tamoyillari. In: Brunton LL, Hilol-Dandan R, Knollmann BC. eds. Goodman & Gilman: "Terapatikaning farmakologik asoslari", Nyu-York, NY: McGraw-Hill.