Keringő tumorsejtek és sejtmentes DNS detektálása
* 2016. június 1-jén az FDA jóváhagyta a folyékony biopsziás vizsgálatot az EGFR-mutációk kimutatására nem-kissejtes tüdőrákos betegeknél. Ez az első "vérvizsgálat", amelyet a tüdőrák értékelésére és kezelésére hagytak jóvá.
Mi folyékony biopszia? Az onkológus esetleg említette ezt az új módszert a tüdőrák értékelésére, vagy talán hallottál erről a technikáról, miközben rákkutatását online végezte.
Milyen eljárásról van szó, mikor lehet megtenni, milyen előnyökkel és hátrányokkal jár, és hol indulunk a tüdõrákkal kapcsolatos precizitással kapcsolatos gyógyszerekkel kapcsolatban?
Mi folyékony biopszia?
Lehet, hogy ismeri a hagyományos tüdőrák-biopsziákat. A tüdőrák diagnosztizálása érdekében a daganat mintáját valamilyen módon szerezhetjük meg. Ezután a kezelés folytatásaként további biopsziákat kell megtenni annak megállapítására, hogy a tumor "kialakult-e", vagyis új mutációkat fejlesztett ki, amelyek ellenállnak a jelenlegi kezelésnek.
Nem lenne jó, ha ezeket a hagyományos biopsziákat (legalábbis egyes esetekben) egyszerű vérvizsgálattal helyettesítenék? A tüdőrák esetében, legalábbis bizonyos molekuláris profillal rendelkező emberek megfigyelésére, ez a kívánság valósággá válik.
Sok mindent nem tudunk a folyékony biopsziák potenciáljáról a tüdőrák diagnózisának és kezelésének megfigyelésére, de meg fogunk osztani néhányat, amit ma ismerünk.
Jelenleg az Egyesült Államokban minden folyékony biopsziát vizsgálnak a tüdőrák diagnózisának és kezelésének vizsgálatára, és nem szabad egyedül használni az ilyen típusú rák diagnózisának vagy kezelésének monitorozására.
Folyékony biopsziák típusai
Hogyan segíthet a vérhúzás a rák megfigyelésében?
Hogyan érkeznek a sejtek? Hasznos lehet kezdeni azzal, hogy pontosan mit is keresnek az orvosok a rákos betegek folyadékbiopsziájából (vér). Tudjuk, hogy a tumorsejtek, és gyakrabban a tumorsejtek részei gyakran elszakadnak a tumoroktól és belépnek a véráramba. Ez nem jelenti azt, hogy a daganat metasztatikus, és a rákos sejtek fragmensei is megjelenhetnek a vérben még a rák korábbi szakaszaiban is. Az eddigi kutatások során a tudósok az alábbiak egyikét kutatták:
- Keringő tumorsejtek (CTC-k) - Ez olyan tumorsejtekre vonatkozik, amelyek egyes rákos betegek véráramában találhatók. Eddig a CTC-k sokkal fontosabbak a nem kissejtes tüdőrákon kívüli egyéb rákokban, és elsősorban a rákos megbetegedések prognózisának meghatározására használják. Bizonyos bizonyítékok vannak arra vonatkozóan, hogy a CTC-k segíthetnek a kissejtes tüdőrákban , és egy vizsgálatban a kissejtes tüdőrákos betegek 85% -ában volt CTC. Ezeknek a CTC-eknek a értékelése a kissejtes tüdőrákos betegek számára úgy tűnik, hogy előrejelzik a teljes túlélést.
- Sejtmentes (keringő) daganat-DNS (ctDNA) - A vérben ritkábban található összes tumorsejtektől eltérően ezek a minták kimutathatják a daganatból elszakadt tumorsejtek fragmenseit , és a véráramba jutnak. Ez előfordulhat az elsődleges daganatos vagy metasztatikus tumorokból. Ezt a ctDNS-t egy vizsgálatban a nem agyi szolid tumorokban szenvedő rákos betegek 82% -ában találták meg. Minden szakaszban tumorokban találták, de nagyobb valószínűséggel találták meg a rák magasabb stádiumában.
- Tumor-RNS a vérlemezkékben - Valószínűleg kevesebbet hallott a tumor RNS-ről a vérlemezkékben, mint a CTC-k és a ctDNA, de ez egy újabb izgalmas terület a folyadékbiopsziák körében. A vérlemezkékről ismert, hogy képesek felvenni az RNS-t a tumorokról, és szerepet játszhatnak a rák terjedésében.
Eddig csak az FDA jóváhagyását adták a CTC-k alkalmazására, mint a prognózis becslésére szolgáló intézkedés (és most ctDNA az EGFR-mutációk kimutatására), de a ctDNS és a tumor RNS alkalmazása a vérlemezkékben valószínűleg több segítséget fog nyújtani a rák megfigyelésében az idő múlásával tovább.
Folyékony biopszia vs. hagyományos szövetek biopsziája - Miért van az izgalom és mi lenne ez?
Lehet, hogy kíváncsi vagy, miért van annyi izgalom a levegőben, mint a lehetséges folyadékbiopsziás rákos megbetegedések után.
Az alábbiakban felsorolunk néhány lehetséges előnyt és hátrányt, de először hasonlítsuk össze azt a példát, hogy hogyan lehet a tüdőrákot megfigyelni és kezelni, és ezeket a biopsziákat használni és anélkül kezelni.
Hogyan változhat a tüdőrák kezelése a diagnózisban?
Képzeld el, hogy újonnan diagnosztizálták a nem kissejtes tüdőrákot. Rendszerint a diagnózist a hagyományos tüdőrák-biopsziák segítségével végzik, amelyek a következő szövetekből származnak:
- Egy tű biopszia
- Endobronchialis ultrahang és biopszia (a tüdőbe egy bronchus-csövön keresztül tumorba ágyazott tű)
- Nyitott tüdőbiopszia (vagy torakoszkópia, amelyben a megvilágított műszer a mellkasán lévő kis lyukakon keresztül vagy torakotomiával van beillesztve, amely a mellkasfalon keresztül a tüdőbe jut)
Ezek a jelenlegi biopsziás technikák hordozzák a fertőzés, a vérzés, a tüdő összeomlását (pneumothorax) és természetesen a fájdalmat.
Amint a szövetet megszerezzük, azt a patológusnak elküldi a mikroszkóp alatt, és speciális vizsgálatokhoz, amelyek a tumorsejtekben specifikus genetikai rendellenességeket keresnek. Ez a gén (vagy molekuláris) profilalkotás gyakran több hétig tart (gyakran 5-6), mielőtt az eredmények rendelkezésre állnak. Ha egy genetikai rendellenességet (például egy EGFR-mutációt) találnak, a kezelés megkezdhető egy célzott gyógyszerrel, mint például a Tarceva (erlotinib) tirozin-kináz inhibitor.
Folyékony biopsziás technikával, ahelyett, hogy invazív biopsziát, például tűs biopsziát alkalmazna génprofilozáshoz (különösen a génmutáció vizsgálatához a két mutáció esetében, amelyre jelenleg a tesztet tesztelik), egyszerű vérképet lehetett készíteni - kevésbé invazív teszt. És ahelyett, hogy hetekkel várnánk az eredményekre, a gyors plazma genotipizálás körülbelül három napig tud eredményt adni. Így a diagnózis idején az EGFR mutációval rendelkező betegeknél a mutáció nemcsak sokkal kevésbé invazív teszten keresztül fedezhető fel, hanem csak néhány napon belül lehetett kezelni a mutációt. (Még nem vagyunk ott a technológiával, hogy "megtaláljuk" más genetikai rendellenességeket, mint például az ALK átrendezéseket és az ROS1 átrendezéseket .)
Hogyan változhat a tüdőrák változása?
Még inkább izgalmas lehet a folyékony biopsziák használatának lehetősége azoknak az embereknek a monitorozására, akiket már kezelnek az EGFR-mutációt célzó gyógyszerrel.
Ekkor, miután EGFR-gátlón, például Tarceva-n elkezdődött valaki, a betegségüket folyamatosan CT-vizsgálattal ellenőrizzük, hogy figyeljük a tumor növekedését. Tudjuk, hogy gyakorlatilag minden daganat idõben ellenállhat ezeknek a gyógyszereknek, de ez az idõ nagyban különbözik a különbözõ emberek között. Honnan tudja, mikor jön ez az idő? Hagyományosan azt tapasztaltuk, hogy a daganat kialakulása ellenállt, amikor a vizsgálat (például CT vagy PET vizsgálat) azt mutatja, hogy a daganat újra növekedni kezdett. Az esetek többségében (kivéve, ha a tünetek azt sugallják, hogy a rák romlik) a betegek megtudják, hogy gyógyszerük abbahagyta a működésüket, amikor megkapják a vizsgálat eredményeit, ami ismételten megmutatja a daganatot.
Abban az időben a gyógyszer leáll, és az emberek ismét szembesülnek egy másik biopsziával, hogy értékeljék a tumort, hogy megkeressék azokat a változásokat, amelyek ellenálltak. Amint fentebb említettük, a hagyományos tüdőbiopsziák hordozzák az invazív beavatkozás kockázatát, és újra, anélkül, hogy kezelést kapnának hetekkel, tudniuk kell az eredményeket és megértették, hová kell menniük.
Ezzel szemben, folyadékbiopsziával, amelyet rendszeresen elvégeztek, az orvosok hamarabb tudnák megmondani, ha egy daganat ellenáll a gyógyszeres kezelésnek. A vizsgálatokban azt találták, hogy ezek a változások a ctDNS-ben már régen jelennek meg, mielőtt az ellenálláshoz kapcsolódó változások CT vizsgálaton megmutatkoznak. Ez alatt az idő alatt - amikor a vérvizsgálat ellenállást mutat, és CT vizsgálaton alapul - az emberek olyan gyógyszert alkalmaznak, amely már nem hatékony, és olyan gyógyszer mellékhatásaival szembesül, amelyre nincs szükség. Ez azt is jelenti, hogy hosszabb ideig kell lenni, mielőtt hatékony terápiára váltanák.
A folyadékbiopszia eredményeit ellenőrizve a folyadékbiopsziás daganatmintát értékelhetjük, és a pácienst ezután egy következő generációs gyógyszerre lehet átállítani, amely génmutációt céloz meg, vagy esetleg egy másik típusú terápiát, például kemoterápiát vagy immunterápiát .
Tumor heterogenitás és folyadékbiopsziák
Egy másik lehetséges előny, hogy a folyadékbiopszia a hagyományos tüdőrák-biopszia felett van, összefügg a tumor heterogenitásával. Tudjuk, hogy a tüdőrák heterogén, azaz a tumor különböző részeinek (és különösen a különböző daganatoknak, mint az elsődleges daganatnak és metasztázisnak) molekuláris jellemzőikben némileg eltérőek lehetnek. Például a rákos sejtekben jelen lévő mutáció a tumor egy részében nem jelenhet meg a tumor egy másik részén lévő sejtekben. Ennek megértéséhez érdemes felismerni, hogy a rák folyamatosan változik, új jellemzőket és mutációkat fejleszt.
A hagyományos biopszia korlátozott, mivel csak egy meghatározott szövetterületet vizsgál. Ezzel ellentétben egy folyadékbiopszia valószínűleg tükrözi a tumor egészének jellemzőit. Ezt már láttuk olyan vizsgálatokban, amelyekben egy működőképes vezető mutáció kimutatható olyan folyadékbiopsziával, amely egyébként egy szöveti biopsziában hiányzott.
A folyékony biopszia előnyei a hagyományos biopsziával szemben
Ahhoz, hogy valóban megértsük az izgalmat, de a folyékony biopszia mintavételének lehetséges korlátait is, segíthetünk az eljárás lehetséges előnyeinek és hátrányainak felsorolásában.
- A folyadékbiopszia eredményei közelebb vannak a "valós időhöz". Más szavakkal engedélyezhetik a tumor hatásosságának és rezisztenciájának korábbi értékelését a kezelés alatt. Amikor szövettani biopsziát végeznek, a molekuláris profilalkotás (génprofilozás) eredményei általában több hétig (gyakran 5-6) szükségesek, míg a folyadékbiopsziás mintán végzett génmutációs vizsgálat csak körülbelül három napig tart. Ez az idő, amely alatt specifikus kezelést lehet alkalmazni, vagy amelynek során egy következő generációs célzott gyógyszert lehet alkalmazni, ha a tumor rezisztensnek bizonyul.
- Maga a folyadékbiopszia gyorsabb, mint egy hagyományos biopszia.
- A folyékony biopsziák kevésbé invazívak.
- Egyes daganatok olyan területeken fordulnak elő, amelyekhez nehezen hozzáférhető a hagyományos szöveti biopszia.
- Egyes daganatok és metasztázisok nem ideális minták génprofilozáshoz - például csontáttétekhez
- A folyékony biopsziák lehetővé teszik a tumor heterogenitását. Mint már említettük, a legtöbb tumor heterogén. A folyadék biopsziája képes lehet arra, hogy a minták nagyobb valószínűséggel képviseljék a tumor egészét, szemben egy hagyományos biopsziás mintával, amely csak a tumor adott részében lévő sejtek számára reprezentatív lenne.
- Valószínű, hogy a folyékony biopsziás technikák végül olcsóbbak lesznek, mint a hagyományos biopsziák.
- A folyékony biopsziák kisebb komplikációk kockázatát hordozzák, mint a hagyományos biopsziás technikáké, például a fertőzés, a vérzés és a tüdő összeomlása (pneumothorax). Ezek a szövődmények nemcsak csökkentik az életminőségüket, hanem kezelés késedelmet is okozhatnak (és a késések következményei a tumor progresszióját jelenthetik.)
- A folyékony biopsziák kevésbé fájdalmasak.
- Ha egy biopsziát a nem megfelelő szövet miatt kell megismételni, akkor sokkal könnyebb a vérképzés megismétlése, mint egy hagyományos biopszia felújítása.
- A rák tudományának előmozdítása. Figyelembe véve a folyékony biopsziák eredményeit az idő múlásával gyakrabban, a kutatók többet tudhatnak meg arról, hogy a daganatok idővel genetikailag megváltoznak.
- A folyadék biopsziák felvehetnek olyan mutációkat, amelyek kimaradtak a szövetmintavételen.
- A folyékony biopsziák - ha korábban érzékelhetik a rezisztenciát - segíthetnék a felesleges kezelést (és az ezzel a kezeléssel járó mellékhatásokat), miközben maximalizálnák azt az időtartamot, amikor valaki hatékony kezelést alkalmazott.
- A folyékony biopsziák elméletileg csökkenthetik a sugárzás mennyiségét, mivel a gyakori szkennelés jelenlegi szükséglete figyelhető meg az előrehaladás megfigyelésére.
A Liquid Biopsy hátrányai
Jelenleg sokkal többet kell megtudni a folyékony biopsziákról. Jelenleg csak az EGFR-ben található génmutációk kimutatására korlátozódnak (bár beszélnek arról, hogy hamarosan képesek lesznek felismerni a transzlokációkat és más változásokat.) A legtöbb a tüdőrák típusai, a rákos sejtek keringése vagy a rákos DNS csak a tüdőrákok viszonylag kis hányadában fordul elő, és a rák típusát és stádiumát befolyásolja. A folyadékbiopsziás negatív eredmény nem jelenti azt, hogy a rák nem jelen van a szervezetben.
Folyékony biopsziák jelenlegi állapota a tüdőrák számára
A folyékony biopsziákat elsősorban az Egyesült Államokban folytatott kutatásra használják, bár néhány onkológus használ ilyeneket az EGFR-mutációkban szenvedő betegek kimutatására vagy megfigyelésére. Ez azt jelenti, hogy 2016. június 1-jén engedélyezték a folyékony biopsziás vizsgálatot - az első ilyen tesztet a tüdőrák esetében - az EGFR-mutációk értékelésére nem kissejtes tüdőrákos betegeknél.
Legalább egy nagy daganatos centrum kínálja a vizsgálatot gyors plazma genotipizálással mind a nem kissejtes tüdőrákos betegeknél akár a diagnózis idején, vagy a tüdőrák ismétlődése vagy ismétlődése után .
Európában jelenleg nem kissejtes tüdőrákos betegeknél alkalmazzák őket az EGFR-mutációk értékelésére, és szükségesnek ítélik annak megállapítására, hogy az emberek jelöltek-e egy tirozin-kináz-inhibitor kezelésére.
Mi tart vissza?
A folyadék biopsziákról való tanulás során zavaros lehet, hogy miért ez a technika még nem történt meg. Amit még nem tudunk, mennyire felel meg a folyékony biopsziák két követelménynek: a pontosság és a megbízhatóság. Meg kell határozni, hogy a folyékony biopsziák ugyanazt az információt szolgáltatják (vagy jobbak), mint a szövettani biopsziák, és következetesen továbbítják ezt az információt.
A jövő
Nehéz pontosan tudni, hogy a folyadékbiopsziák milyen potenciállal rendelkeznek a kutatás e szakaszában, mivel annyira újak. Végül azt remélik, hogy a technika nemcsak a prognózis becsléséhez és az ellenállás monitorozásához nyújt segítséget, hanem a rák kimutatására szolgáló szűrőeszközként is - bár ez még mindig ki van zárva. Az egyik vagy másik módszernél a rákkutatás izgalmas eleme a precíziós gyógyászat korában.
Forrás:
Bettegowda, C., Sausen, M., Leary, R. és mtsai. Keringő tumor DNS kimutatása korai és késői stádiumú humán malignus folyamatokban. Tudományos transzlációs orvostudomány
Imamura, F., Uchida, J., Kukita, Y. et al. A tumoros sejtek kezelési válaszainak és klonális evolúciójának monitorozása a heterogén mutáns EGFR gének tumor DNS-ében keringő daganatában. Tüdőrák . 2016. 94: 68-73.
Jiang, T., Ren, S. és C. Zhou. A keringő-tumor DNS-analízis szerepe a nem kissejtes tüdőrákban. Tüdőrák . 2015. 90 (2): 128-34.
Karachaliou, N., Mayo-de-las-Casas, C., Molina-Vila, M. és mtsai. A valós idejű folyadék biopsziák valósággá válnak a rák kezelésében. A fordítói orvoslás évei . 3 (3): 36.
Mahaswaran, S., Sequist, L., Nagrath, S. és mtsai. EGFR-mutációk kimutatása a keringő tüdőráksejtekben. A New England Journal of Medicine . 359 (4): 366-77.
Sacher, A., Paweletz, C., Dahlberg, S. et al. A gyors plazma genotipizálás jövőbeni validálása az EGFR és a KRAS mutációk kimutatására a speciális tüdőrákban. JAMA onkológia . Publikálva 2016. április 7-én.
Santarpia, M., Karachaliou, N., Gonzalez-Cao, M. és mtsai. A sejtmentes keringő tumor DNS tesztelésének megvalósíthatósága a tüdőrákban. Biomarkerek az orvostudományban . 2016. 10 (4): 417-30.