Biopsies ya maji machafu hutumia damu-si tishu za tumor-kugundua saratani
Kwa kawaida, tumors ni kuchunguza kwa kutumia biopsies tishu. Sampuli ndogo inachukuliwa kutoka tumor na genotyped, au kuchambuliwa kwa maumbile maandishi. Tatizo na mbinu hii ni kwamba tumors mbaya inaweza kuwa changamoto. Aidha, biopsy tumor hutoa tu snapshot ya tumor.
Kuandika katika Madawa ya Utambuzi mwaka 2015, Labgaa na waandishi wa ushirikiano wanasema zifuatazo kuhusu biopsy kawaida ya tumor:
Kwa sababu za wazi, ni vigumu kufuatilia mageuzi ya tumor na biopsies tofauti. Pia, biopsy tu vioo doa moja ya tumor na hivyo uwezekano wa kuwakilisha wigo mzima wa mutatic mutations katika tumors kubwa. Njia mbadala itakuwa kupata biopsies nyingi kwa tumor sawa, lakini chaguo hili inaonekana si kweli wala sahihi.
Biopsy inahusu kipimo cha DNA zinazozunguka (ctDNA) na mazao mengine ya tumor katika sampuli za damu zilizopatikana kutoka kwa wagonjwa walio na kansa. Mbinu hii inayojitokeza ya uchunguzi inabiri kuwa ya haraka, isiyo ya kawaida, na ya gharama nafuu.
Historia ya Biopsy ya Liquid
Mnamo 1948, Mandel na Métais, wastaafu wa Kifaransa kwanza walitambua ctDNA katika damu ya watu wenye afya. Ugunduzi huu ulikuwa kabla ya muda wake, na haukuwa baada ya miongo kadhaa baadaye ctDNA ilifunuliwa zaidi.
Mwaka wa 1977, Leon na wenzake kwanza walitambua kiasi kikubwa cha ctDNA katika damu ya wagonjwa wa saratani.
Mnamo mwaka wa 1989, Mshirika na wenzake walitambua sifa za neoplastic (yaani kansa) katika damu. Baada ya uvumbuzi huu, vikundi vingine kadhaa vilibainisha mabadiliko fulani maalum katika vidonda vya tumor na oncogenes, kutokuwa na utulivu wa microsatellite, na methylation ya DNA, ambayo imeonyesha kuwa ctDNA inatolewa katika mzunguko wa tumors.
Ingawa tunajua kwamba ctDNA inayotokana na seli za tumor inapita katika damu, asili, kiwango cha kutolewa, na utaratibu wa kutolewa kwa DNA hii haijulikani, na utafiti unawezesha matokeo yanayopingana. Utafiti fulani unaonyesha kwamba tumors zaidi mbaya huwa na seli zaidi za kansa zilizokufa na kutolewa zaidi ya ctDNA. Hata hivyo, utafiti fulani unaonyesha kwamba seli zote hutolewa ctDNA. Hata hivyo, inaonekana uwezekano wa kutolewa kwa tumor ya kansa iliongezeka kwa kiwango cha ctDNA ndani ya damu, na kufanya ctDNA biomarker nzuri ya saratani.
Kwa sababu ya mgawanyiko mzito na viwango vya chini katika damu, ctDNA ni vigumu kujitenga na kuchambua. Kuna tofauti ya viwango vya ctDNA kati ya sampuli za seramu na plasma. Inaonekana kwamba seramu ya damu badala ya plasma ya damu ni chanzo bora cha ctDNA. Katika utafiti na Umetani na wenzake, viwango vya ctDNA vimeonekana kuwa chini sana katika plasma ikilinganishwa na seramu kutokana na kupoteza kwa DNA inayozunguka wakati wa utakaso, kama kupikwa na protini vingine vinaondolewa wakati wa maandalizi ya vipimo.
Kulingana na Heitzer na wenzake, hapa kuna masuala maalum ambayo yanahitaji kutatuliwa ili kuunganisha uwezekano wa uchunguzi wa ctDNA:
Kwanza, taratibu za preanalytical zinahitajika kuwa zenye usawa .... Uchaguzi wa mbinu ya kujitenga ambayo inahakikisha kuongezeka kwa kiasi cha kutosha cha DNA ya juu ni muhimu na imeonyeshwa kuwa mambo ya awali ya sampuli ya damu na usindikaji yanaweza kuathiri sana mazao ya DNA .... Pili, moja ya masuala muhimu ni ukosefu wa kuunganisha mbinu za upimaji. Mbinu tofauti za kuhesabu, ... zinazalisha matokeo tofauti kwa sababu kipimo hiki kinalenga ama jumla au DNA inayoweza tu .... Tatu, chini hujulikana kuhusu asili na utaratibu wa kina wa kutolewa kwa ctDNA, na katika masomo mengi yanayochanganya matukio ambayo yanaweza pia kuchangia ctDNA.
Vikwazo vinavyolengwa dhidi ya Njia zisizotengwa
Kwa sasa, kuna njia mbili kuu zilizochukuliwa wakati wa kuchunguza plasma ya damu (au serum) kwa ctDNA. Njia ya kwanza inalengwa na inatafuta mabadiliko maalum ya maumbile yanayotokana na tumors. Njia ya pili haijatibiwa na inahusisha uchambuzi wa jenasi kuangalia kwa ctDNA inayoonyesha kansa. Vinginevyo, ufuatiliaji wa ziada umetumiwa kama mbinu ya gharama nafuu zaidi, isiyo na taratibu. Malipo ni sehemu za DNA ambazo zimeandikwa kufanya protini.
Kwa mbinu zilizopangwa, serum inachambuliwa kwa mabadiliko ya maumbile ya maumbile katika seti ndogo ya mabadiliko ya dereva.
Mabadiliko ya dereva yanataja mabadiliko ya genome ambayo yanakuza, au "kuendesha," ukuaji wa seli za kansa. Mabadiliko haya yanajumuisha KRAS au EGFR .
Kwa sababu ya maendeleo ya teknolojia katika miaka ya hivi karibuni, mbinu za lengo la uchambuzi wa jenome kwa kiasi kidogo cha ctDNA zimekuwa zinawezekana. Teknolojia hizi zinajumuisha ARMS (mfumo wa kuimarisha mchanganyiko wa kinga); PCR ya digital (dPCR); shanga, emulsions, amplification, na magnetics (BEAMing); na ufuatiliaji wa kina (CAPP-Seq).
Ingawa kuna maendeleo makubwa katika teknolojia ambayo hufanya mbinu inayolengwa iwezekanavyo, mbinu inayolengwa inazingatia vichache vichache vya mutations (hotspots) na inakosa mengi ya mabadiliko ya dereva kama jeni la kuzuia tumor.
Faida kuu ya mbinu zisizotengwa kwa biopsy kioevu ni kwamba zinaweza kutumika kwa wagonjwa wote kutokana na ukweli kwamba mtihani hauna kutegemea mabadiliko ya kawaida ya maumbile. Mabadiliko ya maumbile ya mara kwa mara hayakufunika kansa zote na si saini maalum za saratani. Hata hivyo, njia hii haina uelewa wa uchunguzi na uchambuzi kamili wa genomes ya tumor bado haiwezekani.
Kwa kumbuka, bei ya ugawaji wa genome nzima imeshuka kwa kiasi kikubwa. Mwaka wa 2006, bei ya ugawaji wa genome nzima ilikuwa karibu dola 300,000 (USD). Mnamo mwaka wa 2017, gharama ilikuwa imeshuka hadi takriban $ 1,000 (USD) kwa genome, ikiwa ni pamoja na reagents na uhamisho wa mashine za ufuatiliaji.
Huduma ya Kliniki ya Biopsy Liquid
Jitihada za awali za kutumia ctDNA zilikuwa za uchunguzi na kulinganishwa na wagonjwa wenye afya na wale wa wagonjwa wa saratani au wale walio na ugonjwa wa benign. Matokeo ya jitihada hizi zilichanganywa, na tafiti zingine tu zinaonyesha tofauti kubwa zinazoonyesha kansa, hali ya ugonjwa, au kurudi tena.
Sababu kwa nini ctDNA inaweza kutumika tu wakati fulani wa kuchunguza kansa ni kwa sababu kiasi kikubwa cha ctDNA kinatokana na tumors. Sio tumors zote "zilizopoteza" DNA kwa kiasi hicho. Kwa ujumla, viwango vya juu zaidi, vimelea vinavyoenea zaidi vinatoa DNA zaidi katika mzunguko kuliko mapema, maeneo ya ndani, tumors. Zaidi ya hayo, aina tofauti za tumor hutoa kiasi tofauti cha DNA katika mzunguko. Sehemu ya DNA inayozunguka inayotokana na tumor inatofautiana sana katika masomo na aina za kansa, kuanzia 0.01% hadi 93%. Ni muhimu kutambua kwamba, kwa ujumla, wachache tu wa ctDNA hutoka kutoka tumor, wengine wote huja kutoka tishu za kawaida.
Kuzunguka DNA inaweza kutumika kama alama ya ugonjwa wa ugonjwa. Kuzunguka DNA inaweza kutumika kufuatilia mabadiliko ya saratani kwa muda. Kwa mfano, uchunguzi mmoja ulionyesha kwamba kiwango cha maisha ya miaka miwili kwa wagonjwa wenye kansa ya rangi (kwa mfano, idadi ya wagonjwa bado wanaishi angalau miaka miwili baada ya kugunduliwa na saratani ya colorectal) na mabadiliko ya KRAS hotspot yalikuwa asilimia 100 kwa wale bila ushahidi wa DNA zinazozunguka DNA. Aidha, inawezekana kwamba katika siku za usoni, DNA zinazozunguka inaweza kutumika kufuatilia vidonda vya precancerous.
DNA zinazozunguka pia inaweza kutumika kufuatilia majibu ya tiba. Kwa kuwa DNA inayozunguka inaonyesha picha bora zaidi ya maumbile ya maumbile, DNA hii ina uwezekano wa DNA ya uchunguzi, ambayo inaweza kutumika badala ya DNA ya uchunguzi inayotokana na tumors wenyewe.
Sasa, hebu tuangalie mifano fulani maalum ya biopsy ya kioevu.
Mlinzi360
Afya ya Walinzi ilianzisha mtihani ambao unatumia ufuatiliaji wa kizazi kijacho kwa DNA inayozunguka kwa mabadiliko ya mabadiliko na chromosomal kwa jeni 73 zinazohusiana na kansa. Afya ya Walinzi ilichapisha uchunguzi wa taarifa ya utumiaji wa biopsy ya kioevu katika oncology. Utafiti huo ulitumia sampuli za damu kutoka kwa wagonjwa 15,000 wenye aina ya tumor ya pamoja.
Kwa sehemu kubwa, matokeo kutoka mtihani wa biopsy wa kioevu unaohusishwa na mabadiliko ya gene yaliyoonekana katika biopsies ya tumor.
Kulingana na NIH:
Mlinzi360 alitambua mabadiliko sawa ya jeni katika jeni muhimu zinazohusiana na saratani kama vile EGFR, BRAF, KRAS , na PIK3CA kwa mfululizo sawa na yale yaliyotambuliwa hapo awali katika sampuli ya biopsy tumor, takwimu inayohusiana na 94% hadi 99%.
Aidha, kulingana na NIH watafiti waliripoti yafuatayo:
Katika sehemu ya pili ya utafiti huo, watafiti walipima wagonjwa karibu 400-ambao wengi wao walikuwa na kansa ya mapafu au rangi-ambao walikuwa na ctDNA ya damu na tumbo za tishu za tumor zilizopatikana na ikilinganishwa na muundo wa mabadiliko ya genomic. Usahihi wa jumla wa biopsy ya kioevu kwa kulinganisha na matokeo kutoka kwa uchambuzi wa biopsy tumor ilikuwa 87%. Usahihi uliongezeka hadi 98% wakati sampuli za damu na tumor zilikusanywa ndani ya miezi 6 ya kila mmoja.
Mlinzi360 alikuwa sahihi hata ingawa kiwango cha DNA kilichozunguka katika damu kilikuwa cha chini. Mara nyingi, kutembea kwa DNA ya tumor ilijumuisha asilimia 0.4 ya DNA katika damu.
Kwa ujumla, kwa kutumia biopsy kioevu, watafiti wa Walinzi waliweza kutambua alama za tumor ambazo zinaweza kuongoza matibabu kwa madaktari katika asilimia 67 ya wagonjwa. Wagonjwa hawa walistahiki matibabu ya FDA na matibabu ya uchunguzi.
ctDNA na kansa ya uvimbe
Mnamo mwaka wa 2016, FDA iliidhinisha mtihani wa mabadiliko ya EGFR ya cobas ili kutumika kwa kutambua mabadiliko ya EGFR katika DNA inayozunguka ya wagonjwa wenye saratani ya mapafu. Jaribio hili lilikuwa la kwanza la kupitishwa kwa kioevu la kioevu la FDA na kutambuliwa wagonjwa ambao wanaweza kuwa wagombea wa matibabu na matibabu ya walengwa kwa kutumia erlotinib (Tarceva), afatinib (Gilotrif), na gefitinib (Iressa) kama matibabu ya mstari wa kwanza, na osimeritinib (Tagrisso) kama matibabu ya pili. Matibabu haya yanalenga kushambulia seli za saratani na mabadiliko maalum ya EGFR .
Muhimu, kwa sababu ya idadi kubwa ya matokeo ya uongo, FDA inapendekeza kwamba sampuli ya biopsy pia itachukuliwe kutoka kwa mgonjwa ambaye hana kioevu hasi kioevu.
ctDNA na kansa ya ini
Idadi ya watu wanaofariki kansa ya ini ni imeongezeka katika kipindi cha miaka 20 iliyopita. Hivi sasa, saratani ya ini ni sababu ya pili inayoongoza kifo cha saratani duniani. Hakuna biomarkers nzuri zinazoweza kuchunguza na kuchambua ini, au hepatocellular (HCC), kansa. Kuzunguka DNA inaweza kuwa biomarker nzuri kwa saratani ya ini.
Fikiria nukuu zifuatazo kutoka Lagbaa na waandishi wa ushirikiano juu ya uwezekano wa kutumia DNA inayozunguka ili kugundua saratani ya ini:
Hypermethylation ya RASSF1A, p15, na p16 yamependekezwa kama zana za kupima mapema katika utafiti wa retrospective ikiwa ni pamoja na wagonjwa 50 wa HCC. Saini ya jeni nne zilizosababishwa na methylated (APC, GSTP1, RASSF1A, na SFRP1) pia zilijaribiwa kwa usahihi wa uchunguzi, wakati methylation ya RASSF1A iliripotiwa kama biomarker ya uvumbuzi. Uchunguzi uliofanywa baadaye uligundua ctDNA kwa wagonjwa wa HCC kutumia teknolojia za ufuatiliaji wa kina .... Kwa njaa, namba za nakala za DNA zilikuwa zimegunduliwa katika flygbolag mbili za HBV bila historia ya zamani ya HCC wakati wa kukusanya damu, lakini ni nani aliyeanzisha HCC wakati wa kufuatilia. Utafiti huu ulifungua mlango wa kutathmini namba ya nakala ya nakala katika ctDNA kama chombo cha kupima uchunguzi wa HCC mapema.
Neno Kutoka
Biopsies ya maji machafu ni njia mpya ya kusisimua ya utambuzi wa genomic. Hivi sasa, baadhi ya biopsies ya kioevu, ambayo hutoa profaili ya kina ya Masi, inapatikana kwa madaktari ili kuwasaidia habari za maumbile zilizopatikana kutoka kwa biopsy ya tishu. Pia kuna baadhi ya biopsies kioevu ambayo inaweza kutumika badala ya biopsy tishu - wakati biopsies tishu hazipatikani.
Ni muhimu kukumbuka kwamba majaribio mengi ya kioevu ya biopsy yanaendelea na utafiti zaidi unahitaji kufanywa kwa mwili nje ya matumizi ya matibabu ya uingiliaji huu.
> Vyanzo:
> Mtihani wa Damu kwa Mabadiliko ya Maumbile katika Tumors Unaonyesha Ahadi kama Mbadala wa Kichwa cha Kudumu. NIH.
> Heitzer E, Ulz P, Geigl JB. Kuzunguka DNA ya Tumor kama Biopsy ya Maji ya Saratani. Kemia ya Kliniki. 2015; 61: 112-123. Nini: 10.1373 / clinchem.2014.222679
> Lagbaa J, Villanueva A. Machafu yaliyomo katika saratani ya ini. Dawa ya Utambuzi. 2015; 19 (105): 263-73.
> Biopsy Liquid: Kutumia DNA katika Damu Ili Kuchunguza, Kufuatilia, na Kutibu Saratani. NIH.
> Umetani N, et al. Kiasi cha juu cha DNA inayozunguka bure katika seramu kuliko katika plasma sio hasa husababishwa na DNA iliyoharibika wakati wa kujitenga. Ann NY Acad Sci. 2006; 1075: 299-307.
> Wellstein A. Kanuni kuu katika Pharmacotherapy ya Saratani. Katika: Brunton LL, Hilal-Dandan R, Knollmann BC. eds. Goodman & Gilman's: Msingi wa Pharmacological Therapeutics, 13e New York, NY: McGraw-Hill.