Հեղուկ բիոպսիաները ախտորոշում են քաղցկեղը

Հեղուկ բիոպսիաները օգտագործում են արյունը, ոչ թե ուռուցքային հյուսվածքը `քաղցկեղի ախտորոշման համար

Սովորաբար, ուռուցքները հետազոտվում են հյուսվածքային բիոպսիաների միջոցով: Մի փոքր նմուշ վերցված է ուռուցքից եւ գենոտիպավորվում է, կամ վերլուծվում է գենետիկ դիմադրության համար: Այս մոտեցման հետ կապված խնդիրը այն է, որ բիոպսիոնային ուռուցքները կարող են դժվար լինել: Բացի այդ, մի ուռուցքի բիոպսիան ապահովում է միայն ուռուցքների նկարը:

Գրելով 2015 թ. Discovery բժշկության մեջ, Լաբգան եւ համահեղինակները նշում են հետեւյալ պայմանները սովորական ուռուցքային բիոպսիայի մասին.

Ակնհայտ պատճառներով դժվար է հետեւել ուռուցքի էվոլյուցիան հաջորդական բիոպսիաների միջոցով: Բացի այդ, բիովոպիան միայն ուրվագծում է ուռուցքի մի տեղը եւ, հավանաբար, քիչ հավանական է ներկայացնում խոշոր ուռուցքներում սոմատիկ մուտացիաների ամբողջ սպեկտրը: Այլընտրանք կլիներ նույն բջիջների համար մի քանի բիոպսիա ձեռք բերել, բայց այս տարբերակը կարծես թե ոչ իրատեսական է, ոչ ճշգրիտ:

Հեղուկ բիոպսիան ներառում է շրջանառվող ԴՆԹ-ի (ctDNA) չափումը եւ քաղցկեղով հիվանդների կողմից ստացված արյան նմուշների այլ ուռուցքային այլ արտադրատեսակներ: Այս առաջացող ախտորոշիչ մոտեցումը խոստանում է լինել արագ, ոչ ինվազիվ եւ ծախսարդյունավետ:

Liquid Biopsy- ի պատմությունը

1948 թ.-ին, Մանդել եւ Մետիս, մի ​​քանի ֆրանսիացի հետազոտողներ առաջին անգամ հայտնաբերեցին ctDNA- ի առողջ մարդկանց արյան մեջ: Այս հայտնագործությունը իր ժամանակից շուտ էր, եւ այն չէր, որ տասնամյակներ անց այնուհետեւ հետագայում ուսումնասիրվեց ctDNA- ն:

1977 թ.-ին Լեոնն ու գործընկերները առաջին հերթին բացահայտել են քաղցկեղի հիվանդների արյան մեջ մեծ քանակությամբ ctDNA- ն:

1989 թ.-ին, Սթունն ու գործընկերները արյան մեջ հայտնաբերել են նեոպլաստիկ (քաղցկեղ) հատկանիշներ: Այս հայտնագործություններից հետո մի քանի այլ խմբերում հայտնաբերվել են ուռուցքային ճնշիչների եւ օնկոգենների, միկրոօրգանիզմների անկայունության եւ ԴՆԹ-ի մետիլման կոնկրետ մուտացիաներ, որոնք ապացուցեցին, որ ctDNA- ն տարածվում է ուռուցքների շրջանառության մեջ:

Թեեւ մենք գիտենք, որ արյան մեջ շրջանառվող ուռուցքային բջիջներից ստացված ctDNA- ն է, ծագումը, ազատման սանդղակը եւ այս ԴՆԹ-ի ազատման մեխանիզմը անհասկանալի են, հետազոտությունները զիջող հակասական արդյունքներ են: Որոշ հետազոտություններ ենթադրում են, որ ավելի շատ չարորակ ուռուցքներ պարունակում են ավելի շատ մահացած քաղցկեղի բջիջներ եւ ազատում ավելի շատ ctDNA- ն: Սակայն, որոշ հետազոտություններ ենթադրում են, որ բոլոր բջիջներն ազատում են ctDNA- ն: Այնուամենայնիվ, հավանական է, որ քաղցկեղային ուռուցքները մեծացնում են ctDNA- ի մակարդակը արյան մեջ, դարձնելով ctDNA- ն լավ քաղցկեղի կենսաբազմազանություն:

Արյան մեջ ծանր բեկորների եւ ցածր կոնցենտրացիաների պատճառով, ctDNA- ն դժվար է մեկուսացնել եւ վերլուծել: Շիճուկի եւ պլազմայի նմուշների միջեւ ctDNA- ի կոնցենտրացիաների անհամապատասխանություն կա: Թվում է, արյան շիճուկը ոչ թե արյան պլազմայի, այլ ctDNA- ի ավելի լավ աղբյուր է: Umetani- ի եւ գործընկերների ուսումնասիրությամբ, ctDNA- ի կոնցենտրացիաները հայտնաբերվել են անընդմեջ ցածր մակարդակով, պլազմայում, համեմատած շիճուկի հետ, մաքրման ընթացքում շրջանառվող ԴՆԹ-ի հնարավոր կորստի պատճառով, քանի որ նմուշառման նախապատրաստման ժամանակ վերացնում են կոագուլյացիան եւ այլ սպիտակուցներ:

Ըստ Heitzer- ի եւ գործընկերների, այստեղ որոշ կոնկրետ հարցեր կան, որոնք պետք է լուծվեն ctDNA- ի ախտորոշիչ ներուժի օգտագործման համար.

Նախ, նախաբանական ընթացակարգերը պետք է ստանդարտացված լինեն .... Մեկուսացման մեթոդի ընտրություն, որն ապահովում է բավարար քանակությամբ բարձրորակ ԴՆԹ-ի արդյունահանումը, եւ այն ցույց է տվել, որ արյան նմուշառման եւ վերամշակման առաջխաղացման գործոնները կարող են մեծապես ազդել ԴՆԹ-ի եկամտաբերության վրա ...: Երկրորդը, ամենակարեւոր հարցերից մեկը, քանակական մեթոդների ներդաշնակության բացակայությունն է: Տարբեր քանակական մեթոդներ, ... արտադրում են տարբեր արդյունքներ, քանի որ այդ չափումները թիրախ են կամ ընդհանուր կամ ընդամենը ուժեղացված ԴՆԹ ...: Երրորդ, պակաս հայտնի է ծագման եւ ctDNA- ի հստակ մեխանիզմի մասին, եւ շատ ուսումնասիրություններում խառնաշփոթ դեպքեր, որոնք կարող են նաեւ նպաստել ctDNA- ի բացմանը:

Թիրախավորված եւ չնախատեսված մոտեցումներ

Ներկայումս արյան պլազմայի (կամ շիճուկ) ctDNA- ի վերլուծության ժամանակ կան երկու հիմնական մոտեցում: Առաջին մոտեցումը նպատակաուղղված է եւ նայում է ուռուցքների հստակ գենետիկական փոփոխություններին: Երկրորդ մոտեցումը անորոշ է եւ ներառում է գենոմի լայն վերլուծություն, որը փնտրում է քաղցկեղի արտացոլող ctDNA- ն: Այլապես, exome sequencing- ը օգտագործվել է որպես ավելի ծախսարդյունավետ, անհարկի մոտեցում: Exomas- ը ԴՆԹ-ի մասեր են, որոնք փոխանցվում են սպիտակուցներ պատրաստելու համար:

Թիրախային մոտեցումներով, շիճուկը վերլուծվում է որոշակի գենետիկ մուտացիաների համար `վարորդի մուտացիաների մի փոքր փաթեթում:

Վարորդի մուտացիաները վերաբերում են գենոմի մուտացիաներին, որոնք խթանում են կամ քշում են քաղցկեղի բջիջների աճը: Այս մուտացիաները ներառում են KRAS կամ EGFR :

Վերջին տարիներին տեխնոլոգիական առաջընթացի արդյունքում գենոմի վերլուծության նպատակային մոտեցումները հնարավոր է դարձել ctDNA- ի փոքր քանակությունների համար: Այս տեխնոլոգիաները ներառում են ARMS (ուժեղացում հրակայուն մուտացիոն համակարգ); թվային PCR (dPCR); բիսադներ, էմուլսիա, ուժեղացում եւ մագնիսիկա (BEAMing); եւ խորը sequencing (CAPP-Seq):

Թեեւ տեխնոլոգիաների առաջընթացն այնպիսին է, որ նպատակային մոտեցումը հնարավոր է դարձնում, նպատակային մոտեցումը միայն նպատակաուղղված է մուտացիաների մի քանի դիրքերից (բացօթյա կետեր) եւ բացակայում է բազմաթիվ վարորդական մուտացիաների, ինչպիսիք են ուռուցքային ճնշող գեները:

Հեղուկ բիոպսիային չօգտագործված մոտեցումների հիմնական նպատակը այն է, որ դրանք կարող են օգտագործվել բոլոր հիվանդների համար, քանի որ թեստը չի հենվում կրկնվող գենետիկական փոփոխությունների վրա: Վերարտադրվող գենետիկական փոփոխությունները չեն ներառում բոլոր քաղցկեղը եւ քաղցկեղի հատուկ ստորագրությունները չեն: Այնուամենայնիվ, այս մոտեցումը բացակայում է վերլուծական զգայունության եւ ուռուցքային գենոմերի համապարփակ վերլուծության վրա:

Հիշեցնենք, որ ամբողջ գենոմի sequencing գինը զգալիորեն նվազել է: 2006 թվականին ամբողջ գենոմի հաջորդականացման գինը մոտավորապես $ 300,000 էր (ԱՄՆ դոլար): 2017 թ. Գինը մեկ գենոմի համար նվազել է մոտավորապես $ 1,000 (USD), ներառյալ ռեակտիվները եւ հաջորդականացման մեքենաների ամորտիզացիան:

Հեղուկ բիոպսիայի կլինիկական օգտակարությունը

CtDNA- ի օգտագործման նախնական ջանքերը ախտորոշում եւ համեմատում են առողջ հիվանդների հետ քաղցկեղի հիվանդների կամ լավ հիվանդ հիվանդների մակարդակները: Այդ ջանքերի արդյունքները խառնվեցին, ընդամենը մի քանի ուսումնասիրություններ ցույց տվեցին զգալի տարբերություններ, որոնք ցույց էին տալիս քաղցկեղը, հիվանդության ազատ կարգավիճակը կամ ռեցիդիվը:

CtDNA- ն կարող է օգտագործվել միայն քաղցկեղի ախտորոշման համար, քանի որ փոփոխական քանակությամբ ctDNA- ն ստացվում է ուռուցքներից: Ոչ բոլոր ուռուցքները «թափեցին» ԴՆԹ-ն նույն քանակությամբ: Ընդհանուր առմամբ, ավելի առաջադեմ, տարածված ուռուցքները ավելի շատ ԴՆԹ են թափել շրջանառության մեջ, քան վաղ, տեղայնացված ուռուցքները: Բացի այդ, տարբեր ուռուցքային տիպերը դառնում են շրջանառության մեջ տարբեր քանակությամբ ԴՆԹ-ներ: Ուռուցքից ստացված շրջանառվող ԴՆԹ-ի մասնաբաժինը լայնորեն փոփոխվում է հետազոտությունների եւ քաղցկեղի տեսակների միջեւ, սկսած 0.01% -ից մինչեւ 93%: Կարեւոր է նշել, որ ընդհանրապես միայն ուռուցքից ստացվում է միայն ctDNA- ի փոքրամասնություն, մնացածը `նորմալ հյուսվածքներից:

Դարբնոցային ԴՆԹը կարող է օգտագործվել որպես հիվանդության կանխարգելիչ նշան: Դանդաղեցնող ԴՆԹ-ն կարող էր օգտագործվել ժամանակի ընթացքում քաղցկեղի փոփոխությունները վերահսկելու համար: Օրինակ, մեկ ուսումնասիրություն ցույց է տվել, որ գույնի քաղցկեղ ունեցող հիվանդների երկամյա գոյատեւման մակարդակը (այսինքն, հիվանդների գենետիկ քաղցկեղի ախտորոշումից առնվազն երկու տարի հետո կենդանիների թիվը դեռեւս կենդանի է) եւ KRAS hotspot mutations- ը 100% համապատասխան շրջանառվող ԴՆԹ: Ավելին, հնարավոր է, որ առաջիկայում շրջանառվող ԴՆԹ-ն կարող է օգտագործվել կանխարգելիչ վնասվածքների վերահսկման համար:

Առանձին-առանձին ԴՆԹ-ն կարող է օգտագործվել նաեւ թերապիայի արձագանքը վերահսկելու համար: Քանի որ շրջանառվող ԴՆԹ-ն առաջացնում է ուռուցքների գենետիկ դիմադրության ավելի լավ պատկերացում, ԴՆԹ-ն հավանաբար պարունակում է ախտորոշիչ ԴՆԹ, որը կարող է օգտագործվել փոխարեն ախտահարված ԴՆԹ-ին, իրենց ձեռք բերած աճառից:

Հիմա, եկեք տեսնենք հեղուկային բիոպսիայի կոնկրետ օրինակներ:

Guardant360

Guardant Health- ը մշակել է թեստ, որն օգտագործվում է հաջորդ սերնդի sequencing- ին `շրջանառվող ԴՆԹ-ի մուտացիաների եւ քրոմոսոմային վերափոխումների համար 73 քաղցկեղով առնչվող գեների համար: Guardant Health- ը հրապարակել է մի ուսումնասիրություն, որում հայտնաբերվել է օնկոլոգիայի հեղուկ բիոպսիայի օգտակարությունը: Ուսումնասիրությունը կիրառեց արյան նմուշներ 15.000 հիվանդներից, որոնք համակցված էին 50 ողնաշարի տեսակների հետ:

Մեծ մասի համար, հեղուկ բիոպսիայի փորձարկումները արդյունք էին, որոնք պայմանավորված էին ուռուցքային կենսպասարկումներում հայտնաբերված գենային փոփոխություններով:

Ըստ NIH- ի `

Guardant360- ը հայտնաբերել է այն նույն կրիտիկական մուտացիաները, ինչպիսիք են EGFR, BRAF, KRAS եւ PIK3CA- ի կարեւոր քաղցկեղային գեների մեջ, որոնք շատ նման էին առաջացած ուռուցքային բիոպսիա նմուշներում, որոնք վիճակագրականորեն փոխկապակցված են 94-99% -ով:

Ավելին, ըստ NIH- ի, հետազոտողները հայտնաբերել են հետեւյալը.

Ուսումնասիրության երկրորդ բաղադրիչը հետազոտողները գնահատել են մոտ 400 հիվանդ, որոնցից շատերը թոքերի կամ գույնի քաղցկեղ ունեն, որոնք ունեն երկու արյան ctDNA եւ ուռուցքային հյուսվածքների ԴՆԹ արդյունքներ եւ համեմատեցին գենոմի փոփոխությունների օրինակները: Հեղուկ բիոպսիայի ընդհանուր ճշտությունը, համեմատած ուռուցքային բիոպսիայի վերլուծության արդյունքների հետ, կազմել է 87%: Ճշտությունը աճեց մինչեւ 98%, երբ արյան եւ ուռուցքների նմուշները հավաքվեցին միմյանցից 6 ամսվա ընթացքում:

Guardant360- ը ճշգրիտ էր, թեեւ արյան մեջ շրջանառվող ԴՆԹ-ի մակարդակը ցածր էր: Հաճախ շրջանառվող ուռուցքի ԴՆԹ-ն արյան մեջ կազմում էր ԴՆԹ-ի 0,4 տոկոսը:

Ընդհանուր առմամբ, հեղուկային բիոպսիան օգտագործելով, Guardant- ի հետազոտողները կարողացան հայտնաբերել ուռուցքային նշաններ, որոնք կարող էին բժիշկների բուժումը վարել հիվանդների 67 տոկոսում: Այս հիվանդները իրավասու էին FDA- ի կողմից հաստատված բուժումներին, ինչպես նաեւ հետազոտական ​​բուժմանը:

ctDNA եւ թոքերի քաղցկեղ

2016 թ.-ին FDA- ն հավանություն է տվել Cobas EGFR Mutation Test- ին, որն օգտագործվում է թոքերի քաղցկեղով հիվանդների շրջանառվող ԴՆԹ-ի EGFR մուտացիաների հայտնաբերման համար: Այս փորձարկումը առաջին FDA- ի կողմից հաստատված հեղուկային բիոպսիան էր եւ հայտնաբերեց այն հիվանդները, որոնք կարող են թեկնածուներ լինել բուժման համար, որոնք օգտագործում են erlotinib (Tarceva), afatinib (Gilotrif) եւ gefitinib (Iressa) `առաջին կարգի բուժումը եւ osimeritinib (Tagrisso) երկրորդ կարգի բուժում: Այս նպատակային բուժումը հարվածում է քաղցկեղի բջիջներին հատուկ EGFR մուտացիաների հետ:

Կարեւորը, կեղծ եւ բացասական արդյունքների մեծ քանակի պատճառով, FDA- ն առաջարկում է, որ հյուսվածքների բիոպսիայի նմուշը նույնպես վերցվի մի հիվանդի կողմից, որն ունի բացասական հեղուկային բիոպսիա:

ctDNA եւ լյարդի քաղցկեղ

Վերջին 20 տարիների ընթացքում լյարդի քաղցկեղի մահվան դեպքերի թիվը աճել է: Ներկայումս լյարդի քաղցկեղը աշխարհում քաղցկեղի մահվան երկրորդ առաջատար պատճառն է: Չկա բիոմարկետներ, որոնք առկա են լյարդի, բջիջների (HCC), քաղցկեղի հայտնաբերման եւ վերլուծության համար: Ցողունային ԴՆԹ-ն կարող է լինել լյարդի քաղցկեղի լավ բիոմարկետ:

Լաբբաայից եւ համահեղինակներից ստացվող հետեւյալ մեջբերումը դիտարկենք լյարդի քաղցկեղի ախտորոշման շրջանառվող ԴՆԹ-ի ներուժի մասին.

RASSF1A- ի, p15- ի եւ p16- ի հիպերմետիլացիան առաջադրվել է որպես վաղ ախտորոշիչ գործիք, որը հետադարձ հայթայթում է, ներառյալ `50 HCC հիվանդ: Դիագնոստիկ ճշգրտության համար փորձարկվել է նաեւ չորս չարամիտ մեթիլացված գեների (APC, GSTP1, RASSF1A եւ SFRP1) ստորագրությունը, մինչդեռ RASSF1A- ի մետիլացիան հայտնաբերվել է որպես կանխատեսման կենսաբազմազանություն: Հաջորդ ուսումնասիրությունները վերլուծեցին cccDNA- ի HCC հիվանդներին, որոնք օգտագործում էին խորը sequencing տեխնոլոգիաներ: Հանգստացնող, անբավարար ԴՆԹ-ի պատճենները հայտնաբերվել էին երկու HBV կրիչներում, առանց արյան հավաքման ժամանակ ՀՔՍ-ի նախկին պատմության, սակայն հետագայում վարակված HCC- ին: Այս հայտնագործությունը բացեց դուռը ctDNA- ում պատճենների քանակի փոփոխության գնահատման համար, որպես HCC- ի վաղ հայտնաբերման ցուցադրման գործիք:

Խոսք

Հեղուկ բիոպսիաները նոր գենոմիկ ախտորոշման նոր մոտեցում են: Ներկայումս, որոշակի հեղուկային բիոպսիաները, որոնք առաջարկում են համապարփակ մոլեկուլային պրոֆիլներ, հասանելի են բժիշկներին, որպեսզի լրացնեն հյուսվածքային բիոպսիայի արդյունքում ստացված գենետիկ տեղեկությունները: Կան նաեւ որոշակի հեղուկային կենսպենսերներ, որոնք կարող են օգտագործվել հյուսվածքային բիոպսիայի փոխարեն, երբ հյուսվածքային բիոպսիան անհասանելի է:

Կարեւոր է հիշել, որ ներկայումս շատ հեղուկային բիոպսիա փորձարկումներ են կատարվում, եւ ավելի շատ հետազոտություններ պետք է արվեն, որպեսզի այդ միջամտության թերապեւտիկ օգտակար լինելը:

> Աղբյուրներ.

> Ամբողջությամբ գենետիկ փոփոխությունների արյան ստուգումը խոստանում է որպես այլընտրանքային բիոպսիայի այլընտրանք: NIH- ը:

> Heitzer E, Ulz P, Geigl JB: Խանգարող ամորձիների ԴՆԹ `որպես քաղցկեղի բիոպսիա քաղցկեղի համար: Կլինիկական քիմիա: 2015; 61: 112-123: doi: 10.1373 / clinchem.2014.222679

Լաբբա Ջ, Վիլլանուաա Ա. Լիճի քաղցկեղի հեղուկ բիոպսիա: Discovery բժշկություն: 2015, 19 (105): 263-73:

Հեղուկ բիոպսիա. ԴՆԹ-ի միջոցով արյան մեջ հայտնաբերելու, ուղեկցելու եւ բուժելու քաղցկեղը: NIH- ը:

> Umetani N, et al. Ավելի մեծ քանակությամբ ազատ շրջանառվող ԴՆԹ-ի շիճուկում, քան պլազմայում, հիմնականում պայմանավորված չէ առանձնացված տարրական աղտոտված արտանետվող ԴՆԹ-ից: Անն Ա Ն Ա Acad Sci. 2006; 1075: 299-307:

> Wellstein A. Ընդհանուր սկզբունքները քաղցկեղի դեղագործության մեջ: Բրունթոն LL, Հիլալ-Դանն Ռ, Քնոլլման BC: Էդս. Goodman & Gilman- ի բուժման դեղաբանական հիմքը, 13e Նյու Յորք, NY: McGraw-Hill: