Liquid biyopsiler qan şəkəri deyil, xərçəng diaqnozu üçün istifadə olunur
Tipik olaraq, şişlər toxuma biyopsiləri istifadə olunur. Kiçik bir nümunə şişdən alınır və genotiplənir və ya genetik makiyaj üçün analiz edilir. Bu yanaşma problemi biyopsi edən şişlərin çətin olmasına gətirib çıxarır. Bundan əlavə, bir şiş biyopsisi yalnız şişinin bir ani görüntüsünü verir.
2015-ci ildə Discovery Medicine- də yazı, Labgaa və ortaq müəlliflər şərti şiş biyopsilisi haqqında aşağıdakıları ifadə edir:
Aşkar səbəblərdən, təkamül biopsiyası ilə şişlərin təkamülünü izləmək çətindir. Biyopsi yalnız şişin bir yerini yansıtır və buna görə də böyük şişlərdə somatik mutasiyaların bütün spektrini əks etdirmir. Alternativ eyni şiş üçün çoxlu biopsiya əldə etmək olardı, lakin bu seçim nə realist, nə dəqiqdir.
Maye biopsiyası, xərçəng xəstələrindən alınan qan nümunələrində dolaşan DNA (ctDNA) və digər şiş bitkilərin ölçülməsini əhatə edir. Bu ortaya çıxan diaqnostik yanaşma sürətli, qeyri-invaziv və səmərəli olmağı nəzərdə tutur.
Maye Biyopsi tarixi
1948-ci ildə Mandel və Métais bir cüt Fransız tədqiqatçılar ilk növbədə ctDNA-nı sağlam insanların qanında təsbit etdilər. Bu kəşf onun vaxtından qabaq keçdi və on bir il sonra ctDNA'nın tədqiq edildiyi qədər yox idi.
1977-ci ildə Leon və həmkarları ilk növbədə xərçəng xəstələrinin qanında ctDNA miqdarını artırdılar.
1989-cu ildə Stroun və həmkarları qanın neoplastik (yəni xərçəng) xüsusiyyətlərini təsbit etdi. Bu kəşflərdən sonra bir sıra digər qruplar ştamplayıcı və onkogenlər, mikrosatörit qeyri-sabitliyi və DNT metilasyonunda spesifik mutasiyalar müəyyən etdilər ki, bu da ctDNA'nın şişlər tərəfindən dövrana salındığını sübut etdi.
Şəkərli hüceyrələrdən çıxarılan ctDNA'nın qanla dolaşdığını bildiyimizə baxmayaraq, bu DNA'nın mənşəyi, azadlığı və azadlıq mexanizmi qeyri-müəyyəndir. Bəzi araşdırmalar göstərir ki, daha çox xərçəngli şişlər daha çox ölü xərçəng hüceyrələrinə malikdir və daha çox ctDNA azad edirlər. Ancaq bəzi tədqiqatlar göstərir ki, bütün hüceyrələr ctDNA-nı azad edirlər. Buna baxmayaraq, xərçəngli şişlər ctDNA-nın kanser səviyyəsinin artmasına səbəb olur və ctDNA-nın xərçəngi yaxşı bir biomarker təşkil edir.
Ağır parçalanma və qan içindəki aşağı konsentrasiyalar səbəbiylə, ctDNA təcrid və analiz etmək çətindir. Serum və plazma nümunələri arasında ctDNA konsentrasiyalarının uyğunsuzluğu var. Göründüyü kimi qan plazmasının əvəzinə qan serumu daha yaxşı bir ctDNA qaynağıdır. Umetani və iş yoldaşları tərəfindən edilən bir araşdırmada, ctDNA konsentrasiyalarının, plazma içərisində saflaşdırma əsnasında dövranan DNT ehtimalı səbəbiylə serumla müqayisədə ardıcıl olaraq aşağı olduğu təsbit edildi, çünki koagülasyon və digər proteinlər nümunə hazırlığı zamanı ortadan qalxır.
Heitzer və həmkarlarına görə, ctDNA'nın diaqnostik potensialını istifadə etmək üçün həll edilməli olan bəzi konkret məsələlər:
Birincisi, preanalitik prosedurlar standartlaşdırılmalıdır .... Kifayət qədər yüksək keyfiyyətli DNT-nin çıxarılmasını təmin edən bir təcrid metodunun seçilməsi kritik və qan nümunəsi və emalının preanalitik amillərinin DNA verimini güclü təsir göstərə biləcəyi göstərilmişdir .... İkincisi, ən vacib məsələlərdən biri, miqdarda metodların uyğunlaşdırılmasının olmamasıdır. Müxtəlif kəmiyyət metodları ... fərqli nəticələr çıxarır, çünki bu ölçülər ümumi və ya yalnız gücləndirilə bilən DNT hədəfləyir .... Üçüncüsü, ctDNA azadının mənşəyi və detallı mexanizmi haqqında daha az məlumat və ctDNA-nın sərbəst buraxılmasına kömək edə biləcək hadisələri mürəkkəbləşdirən çox işlər görülür.
Hedeflenen ve hedefsiz yaklaşımlar
Hal hazırda ctDNA üçün qan plazmasının (ya da serumun) analizində iki əsas yanaşma var. İlk yanaşma hədəflənir və şişləri göstərən spesifik genetik dəyişikliklərə baxır. İkinci yanaşma hədəfsizdir və xərçəngi əks etdirən ctDNA axtaran genomun geniş analizi daxildir. Alternativ olaraq, exome sequencing daha xeyirli, məqsədsiz bir yanaşma kimi istifadə edilmişdir. Exomes, protein etmək üçün transkripsiyaya alınan DNT parçalarıdır.
Targeted yanaşmalarla, serum, kiçik bir sürücü mutasiyalarında bilinən genetik mutasiyalar üçün analiz edilir.
Sürücü mutasyonları, genetikte mutasiyalara və ya "sürüşməyə", xərçəng hüceyrələrinin böyüməsinə aiddir. Bu mutasiyalara KRAS və ya EGFR daxildir.
Son illərdə texnoloji inkişaflar nəticəsində, az miqdarda ctDNA üçün genomun analizinə yönəlmiş yanaşmalar mümkün olmuşdur. Bu texnologiyalar ARMS (amplifikasiya refrakter mutasiya sistemi); rəqəmsal PCR (dPCR); boncuk, emulsiya, amplifikasiya və magnetika (BEAMing); və dərin sıralama (CAPP-Seq).
Hədəflənmiş yanaşmanın mümkün olmasına imkan verən texnologiyada irəliləyiş olsa da, hədəflənən yanaşma yalnız bir neçə mutasiya mövqeyini hədəfləyir və şiş toxuması bastırıcı genlər kimi bir çox sürücü mutasiyalarını qaçırır.
Sıvı biyopsi ilə təyin edilməmiş yanaşmaların əsas faydası, testin təkrarlanan genetik dəyişikliklərə etibar etməməsi səbəbindən bütün xəstələrdə istifadə edilə bilməsi. Təkrarlanan genetik dəyişikliklər bütün kanserləri əhatə etmir və xüsusi xərçəng imzaları deyildir. Buna baxmayaraq, bu yanaşma analitik həssaslığın olmaması və şiş genomlarının hərtərəfli təhlili hələ mümkün deyildir.
Qeyd edək ki, bütün genomun sıralaması əhəmiyyətli dərəcədə azaldı. 2006-cı ildə bütün genomun sıralanması təxminən 300.000 ABŞ dolları idi. 2017-ci ilə qədər, reaktivlər və sequencing maşınlarının amortizasiyası da daxil olmaqla, dəyəri genom üçün təxminən $ 1,000 (ABŞ dolları) azalıb.
Liquid Biyopsi Klinik Utility
CtDNA-nın istifadəsi üçün başlanğıc səylər diaqnostik idi və xərçəng xəstələri və ya benign xəstəliyi olan xəstələrlə sağlam xəstələr səviyyələrini müqayisə etdi. Bu səylərin nəticələri qarışıq idi, yalnız bəzi araşdırmalar xərçəng, xəstəliksiz vəziyyət və ya relapsın olduğunu göstərən əhəmiyyətli fərqləri göstərdi.
CtDNA-nın kanser diaqnozu üçün müəyyən vaxtdan istifadə edilə biləcəyi səbəbi, ctDNA'nın dəyişən miqdarı şişlərdən törədildiyi səbəbidir. Bütün şişlər eyni miqdarda "tökülən" DNT deyil. Ümumiyyətlə, daha inkişaf etmiş, geniş yayılmış şişlər erkən, lokallaşdırılmış, şişlərdən daha çox dövrana DNT-ni salırlar. Bundan əlavə, müxtəlif növ müxtəlif növ DNA dövranına tökülür. Bir şişdən yaranan dolaşan DNT hissəsi 0.01% -dən 93% -ə qədər dəyişən tədqiqatlar və xərçəng növləri arasında geniş dəyişir. Qeyd etmək vacibdir ki, ümumiyyətlə, ctDNA-nın az bir hissəsi şişdən yaranır, qalan hissəsi normal toxumalardan gəlir.
Sirkulyasiya edən DNT xəstəliyin bir proqnozik markası kimi istifadə edilə bilər. Sirkulyasiya edən DNT zamanla xərçəng dəyişmələrini izləmək üçün istifadə edilə bilər. Məsələn, bir araşdırma göstərir ki, kolorektal xərçəng xəstələrində (yəni, kolorektal xərçəngi ilə tanış olduqdan sonra ən azı iki il yaşayan xəstələrin sayı) və KRAS- nın qaynar nöqtəsi mutasiyalarında iki illik sağkalım nisbəti yüzdə 100 idi müvafiq dövran edən DNT. Bundan əlavə, yaxın gələcəkdə dövran edən DNT-nin prekanseröz lezyonları izləmək üçün istifadə oluna bilər.
Sirkulyasiya edən DNT də müalicəyə cavab vermək üçün istifadə edilə bilər. Sirkulyasiya edən DNT, şişlərin genetik quruluşunun daha yaxşı bir görünüşünü təmin etdiyindən, bu DNT ehtimal ki, şişlərin özlərinə çatan diaqnostik DNT yerinə istifadə edilə bilən DNT-ni ehtiva edir.
İndi, sıx biyopsiyanın bəzi xüsusi nümunələrinə nəzər salaq.
Guardant360
Guardant Health, gələcək nəsil sequencing istifadə edən bir test hazırlamışdı və bu da mutasiyalar üçün dövran edən DNA və xərçənglə bağlı 73 gen üçün xromosomal düzəldir. Guardant Health onkologiya üzrə maye biopsiyanın faydalı olduğunu bildirən bir işi nəşr etdi. Tədqiqat birləşmiş 50 şiş tipli 15000 xəstədən qan nümunələrini istifadə etmişdir.
Çoğunlukla, sıvı biyopsi testinden elde edilen sonuçlar, şiş biyopsilerinde gözlenen gen değişikliği ile uyumludur.
NIH görə:
Guardant360 , EGFR, BRAF, KRAS və PIK3CA kimi əhəmiyyətli xərçəng ilə əlaqəli genlərdə , eyni zamanda , 94% -dən 99% -ə nisbətdə şişlik biyopsi nümunələrində əvvəlcədən təsbit edilmiş olanlara çox yaxın olan eyni tənqidi mutasiyalar müəyyən etmişdir.
Bundan əlavə, NIH-in məlumatına görə, tədqiqatçılar aşağıdakıları bildirdilər:
Tədqiqatın ikinci bir komponentində tədqiqatçılar, təxminən 400 xəstəni qiymətləndirmişlər, əksəriyyətində ağciyər və ya kolorektal kanser var idi - həm də qan ctDNA və şiş toxuması DNT nəticələrinə malik idi və genomik dəyişikliklərin nümunələrini müqayisə etdi. Şəkərli biyopsi analizlərindəki nəticələrlə müqayisədə sıx biyopsi ümumi dəqiqliyi 87% olmuşdur. Qan və şiş nümunələri bir-birindən 6 ay ərzində toplandıqda dəqiqlik 98% -ə yüksəldi.
Qanda qan dövranı DNT səviyyəsi aşağı olsa da Guardant360 dəqiq idi. Çox vaxt dövran edən şiş DNT yalnız qan içində DNT'nin yüzdə 0,4ini təşkil etdi.
Ümumiyyətlə, maye biopsiyadan istifadə edərək, Guardant tədqiqatçıları xəstələrin 67% -də həkimlərin müalicəsini yönəldən şiş markerlərini təyin etmişdilər. Bu xəstələr FDA tərəfindən təsdiqlənmiş müalicə və araşdırma müalicələri üçün uyğun idi.
ctDNA və ağciyər xərçəngi
2016-cı ildə FDA akciğer kanseri olan hastaların dolaşan DNA'sında EGFR mutasyonlarının aşkarlanması üçün kullanılacak kobaların EGFR Mutasyon Testini onayladı . Bu test ilk FDA tərəfindən təsdiq edilmiş sıvı biyopsi idi və erlotinib (Tarceva), afatinib (Gilotrif) və gefitinib (Iressa) istifadə edərək ilk növ müalicə üsulu ilə təyin olunan müalicə üçün namizəd ola bilən xəstələri müəyyənləşdirdi və ilk olaraq bu xəstəliyə görə osimeritinib (Tagrisso) İkinci dərəcəli müalicə. Bu hədəflənmiş müalicələr xüsusi EGFR mutasiyalarla xərçəng hüceyrələrinə hücum edir.
Əhəmiyyətli olan, çox sayda yanlış-mənfi nəticələrdən ötəri FDA, mənfi bir maye biyopsi olan bir xəstədən bir toxuma biyopsi nümunəsinin də alınmasını təklif edir.
ctDNA və qaraciyər xərçəngi
Son 20 il ərzində qaraciyər xərçənginə səbəb olan insanların sayı artmışdır. Hal-hazırda qaraciyər xərçəngi dünyada xərçəng ölümünün ikinci səbəbidir. Qaraciyər və ya hepatoselüler (HCC), xərçəngin aşkarlanması və təhlil edilməsi üçün yaxşı biomarkerlər yoxdur. Sirkulyasiya edən DNT qaraciyər xərçəngi üçün yaxşı biomarker ola bilər.
Qaraciyər xərçəngi diaqnozu üçün sirkulyasiya edən DNT istifadə potensialı haqqında Lagbaa və co-müəlliflərdən aşağıdakı kotirovkası nəzərdən keçirin:
RASSF1A, p15 və p16 hipermetilasyonu 50 HCC xəstəsi olan retrospektiv bir işdə erkən diaqnostik vasitələr kimi təklif edilmişdir. RASSF1A'nın metilasyonu prognostik biyomarker kimi təqdim edilərkən, dörd aberrantly methylated gen (APC, GSTP1, RASSF1A və SFRP1) bir imza də diaqnostik dəqiqlik üçün test edilmişdir. Sonrakı araşdırmalar dərin sıralama texnologiyaları istifadə edən HCC xəstələrində ctDNA analizini aparmışdı .... Qədrli HBV taşıyıcılarında, əvvəlki HCC tarixinin olmadığı, lakin təqib zamanı HCC inkişaf edən HBV taşıyıcılarında sapkındır. Bu tapıntı, erkən HCC aşkarlanması üçün bir tarama vasitəsi olaraq ctDNA'sında kopiya sayının dəyişməsini qiymətləndirmək üçün qapı açdı.
Bir sözdən
Liquid biyopsilər genomik diaqnostika üçün yeni bir yanaşmadır. Hal-hazırda hərtərəfli molekulyar profilləri təklif edən müəyyən maye biopsiyalar doktorlara doku biopsiyasından əldə edilən genetik məlumatları tamamlamaq üçün mövcuddur. Doku biyopsisinin əvəzinə istifadə edilə bilən müəyyən maye biopsiyalar da mövcuddur.
Bu müdaxilənin müalicəvi faydalılığını həyata keçirmək üçün çoxlu maye biopsiyalı sınaqların davam etdiyini və daha çox tədqiqat aparılmasının vacibliyini nəzərə almaq vacibdir.
> Mənbələr:
Bütün şişlərdə genetik dəyişikliklər üçün qan testi Şiş Biyopsi üçün Alternativ olaraq Promise göstərir. NIH.
> Heitzer E, Ulz P, Geigl JB. Kanser üçün Liquid Biopsy kimi Circulating Tumor DNA. Klinik Kimya. 2015; 61: 112-123. doi: 10.1373 / clinchem.2014.222679
> Lagbaa J, Villanueva A. Liquid biyopsi qaraciyər xərçəngi. Discovery Tibb. 2015; 19 (105): 263-73.
> Liquid Biopsy: Xərçəngin Algılanması, İzlənməsi və Müalicəsi üçün Qan DNT istifadə. NIH.
> Umetani N, et al. Plazma ilə müqayisədə serumda serbest dolaşan DNT-nin daha yüksək miqdarı əsasən ayrılma zamanı çirklənmiş kənar DNT ilə nəticələnmir. Ann NY Acad Sci. 2006; 1075: 299-307.
> Wellstein A. Kanserin farmakoterapiya prinsipləri. In: Brunton LL, Hilal-Dandan R, Knollmann BC. eds. Goodman & Gilman: Terapevtiklərin farmakoloji əsasları, 13e New York, NY: McGraw-Hill.