Vėžiu sergantieji DNR cirkuliuojasi kraujyje, galima anksti diagnozuoti plaučių vėžį • Vjačeslavas Kalininas • Mokslinės naujienos apie "Elementus" • Onkologija, genetika

Kraujo apytakoje esanti naviko DNR labai anksti diagnozuoti plaučių vėžio atsiradimą.

Pav. 1. Plaučių vėžio evoliucijos stebėjimas ankstyvam pasikartojimo po naviko pašalinimo nustatymui. TRACERx konsorciumo klinikiniuose tyrimuose (straipsnis M. Jamal-Hanjani ir kt., 2017 m.) Šimtai pacientų buvo visiškai sekvenuojami iš koduojančių genomo regionų iš skirtingų nesmulkialąstelinio plaučių vėžio navikų (1-4) vietų, chirurginiu būdu pašalintų. DNR mutacijos, esančios navikoje, buvo identifikuoti (nurodė spalvoti kryžiai) Tarp jų buvo kloninės mutacijos, kurios yra visose naviko ląstelėse ir subkloninės, kurios atsirado vėliau ir yra tik kai kuriose srityse. Kiekvienam pacientui buvo sukurtas filogenetinis medis, rodantis auglio genomo evoliuciją, mutacijų kaupimąsi jo augimo procese. Remiantis šiais duomenimis, Ebbosh ir kt. (C. Abbosh ir kt., 2017 m.) Sukūrė testą, kuriame ištirti plazmos navikų ląstelės, kraujo plazmoje (ctDNR). Šis testas aptiko vėžio rekonstrukcijas (šiuo atveju, metastazių, lokalizuotų kitose plaučiuose) ilgai, kol jų galima rasti naudojant kompiuterinę tomografiją. Nuotrauka iš santraukos ir aptarti straipsniaiGamta

Britų konsorciumo TRACERx mokslininkai sekvenavo plaučių vėžinių ląstelių DNR iš įvairių naviko vietų, chirurgiškai pašalintų šimtą pacientų. Jiems pavyko atsekti kiekvieno naviko genomo evoliuciją: buvo atrastos kloninės mutacijos, nuo kurių prasidėjo vėžio vystymasis, ir vėliau atsiradusios subkloninės mutacijos. Kiekvieno paciento mutacijų rinkinys pasirodė esąs individualus. Žinant, kokias mutacijas ieškoti, kita to paties konsorciumo mokslininkų grupė stebėjo pacientų kraujo plazmoje cirkuliuotą DNR po navikų pašalinimo. Tai leido nustatyti pirminių navikų recidyvus ir metastazes ilgai, kol jie tapo matomi tomogramose. Aptariami darbai yra svarbus žingsnis į priekį įvedant į klinikinę praktiką veiksmingus individualius diagnostikos ir gydymo metodus.

Pasak Pasaulio sveikatos organizacijos, plaučių vėžys yra labiausiai paplitusi mirties nuo vėžio priežastis. Rūkymas laikomas svarbiausiu veiksniu, kuris jį provokuoja, tačiau žmonės, kurie niekada nerūkė ir neturėjo akivaizdžių ryšių su kitais žinomais rizikos veiksniais (asbestu, radonu ir tt), taip pat gali susirgti.Kiekvienais metais pasaulyje registruojama apie 1,8 milijono naujų plaučių vėžio atvejų, iš jų miršta apie 1,6 milijono.

Pagal histologinį auglio ląstelių vaizdą, plaučių vėžys yra suskirstytas į keletą tipų. Dažniausiai iš jų (maždaug 80% atvejų) yra blogai gydomas nesmulkiųjų ląstelių plaučių vėžys, NSCLC (žr. Nesmulkialąstelinę plaučių karcinomą, NSCLC). Pagal histologiją NSCLC išskiria plokščių ir didelių ląstelių karcinomą, adenokarcinomą ir kai kuriuos kitus retai pasitaikančius potipius. NSCLC labai dažnai metastazuoja įvairias organas, ir kasmet daugiau nei milijonas pacientų miršta nuo metastazių, o ne nuo pirminio naviko. Prevencinė pooperacinė chemoterapija padidina pacientų išgyvenamumą tik 5%. Tai gali būti dėl didelės navikų ląstelių genetinės heterogeniškumo (žr. Genetinį heterogeniškumą): skirtingai mutavusios vėžio ląstelės gali būti jautrios arba, atvirkščiai, atsparios visiškai skirtingiems vaistams.

Didžiosios Britanijos konsorciumas TRACERx (TRAKS, nesmulkiųjų ląstelių plaučių vėžio evoliucija per terapiją [Rx]) atlieka didelio masto tyrimą dėl navikų NSCLC, kuriame dalyvauja kelios klinikos ir keli šimtai pacientų. Rezultatai šimtui pacientų yra paskelbti M. Jamal-Hanjani ir kt. į Naujosios Anglijos medicinos žurnalas. Visų koduojančių DNR sekų seka iš skirtingų pašalintų navikų vietų leido nustatyti kiekvieno paciento navikoje esančias mutacijas. Kai kurie iš jų buvo rasti beveik visose svetainėse (kloninės mutacijos) – matyt, nes jie atsirado ankstyvose navikų vystymosi stadijose. Kitos mutacijos, kartu su klonu, buvo randamos tik kai kuriose vietovėse, todėl pasirodė vėliau (subkloninės mutacijos). Įvairių pacientų mutacijų rinkiniai buvo individualūs.

Kaip klonai tikėtasi genų mutacijų dažnai rasta. EGFR, MET, BRAF ir TP53kurie yra žinomi kaip onkogenezės varikliai (tai yra susiję su vėžinių navikų inicijavimu ir vystymu). Tarp subklonalo gali būti ir mutacijos, sunkinančios ląstelių piktybiškumą (tai yra jų gebėjimas nekontroliuojamai augti), o ne tiesiogiai susijęs su vėžiu, ir dėl bendro pažeidimo pažeistų DNR atkūrimo procesų. Atsižvelgiant į mutacijų pasiskirstymą, buvo pagaminti filogenetiniai medžiai, rodantys augimo ir navikų progresavimo istoriją molekuliniame lygmenyje (1, 2 pav.).

Pav. 2 Filogenetinis medis, rodantis evoliucinį ryšį tarp skirtingų naviko sričių ir metastazių, susijęs su mutacijomis, nustatytomis pirminiame naviklyje, ir vieno iš pacientų metastazių. Spalvoti puodeliai – kraujotakoje cirkuliuojančios naviko DNR nustatytos mutacijos klonai (ctDNR); pilki apskritimai – neaptiktas; didelis ratas – klonų mutacijos. Skaičiai 135, 167 – mutacijų skaičius; neapdorotų medžių šakų ilgis yra proporcingas mutacijų skaičiui. Raudona taškinė linija – šakos atsinaujinimas (metastazavimas). Spalvotos arba baltos sritys stačiakampiuose žymi poras pradmenų, su kuriais jie galėjo aptikti atitinkamai spalvotas mutacijas. amp – stiprinimas, del – išbraukimas, P1 – pirminis navikas, R1 – R5 – pirminės navikų sritys, M1 – metastazė. Paveikslėlis iš aptariamo straipsnio C. Abbosh ir kt., 2017 m

Šių studijų loginis tęsimas ir plėtra yra C. Abbosh ir kt. Darbai, taip pat vykdomi pagal TRACERx projektą ir publikuojami žurnale Gamta. Klinikinių stebėjimų ir gydymo proceso metu paciento organizme stebint NSCLC navikų evoliuciją, leidžiama naudoti anksčiau naudojamą, tačiau palyginti naują metodą, skystą biopsiją.Įprastoje biopsijoje gydytojas tyrinėjimui imasi vėžinių audinių fragmento, tačiau galima gauti informaciją tik apie ribotą naviko dalį, o svarbiausia, pirmiausia reikia aptikti navikas (pvz., Naudojant kompiuterinį ar magnetinio rezonanso vaizdą). Skystosios biopsijos principas pagrįstas kraujo plazmoje cirkuliuojančios DNR analize, cDNR (žr. Cirkuliuojančios naviko DNR, ctDNR). Tai atsiranda dėl nuolatinio organizmo audinių susilpnėjimo ir atnaujinimo. Vėžiu kraujyje galima rasti ne tik įprastų ląstelių DNR fragmentus, bet ir iš skirtingų naviko dalių atskirtų ląstelių mirtingumą. Teoriškai cDNR gali būti sekvenuojama (norint nustatyti nukleotidų seką) ir taip gauti išsamią informaciją apie neoplazmas, kurios išsivysto organizme, įskaitant tuos, kurie dar nematomi tomogramose.

Sunkumas buvo tas, kad kDNR gali būti tik mažiau nei 1% plazmoje esančios DNR. Norėdami rasti šią "adatą šieno stadijoje", britų mokslininkai sąmoningai ieškojo mutacijų, kurios buvo nustatytos dėl DNR sekos nustatymo iš skirtingų anksčiau pašalintų to paties paciento navikų dalių.Darbo autoriai žymiai pagerino mutacijų aptikimą. Jie panaudojo vadinamąją daugkartinę polimerazės grandininę reakciją, skirta amplifikacijai (padidėjusio kiekio, kaupimosi) tikslinių DNR fragmentų skaičiui, po to atliekama sekvencija. Tuo pačiu metu, tuo pačiu reakcijos mišiniu, autoriai sustiprino ir po to sekvenavo ne vieną, kaip įprasta, bet iš karto kelis DNR fragmentus. Tai labai pagreitino darbą. Šiame tyrime vienu metu buvo analizuojami iki 28 skirtingų fragmentų. Ir labai veiksmingos sekos nustatymo (naujos kartos sekos nustatymo) metodai leido sugauti ir nustatyti mutantinio DNR fragmento nukleotidų seką prieš tūkstančius normalių fragmentų fone.

Kiekvienam iš 96 pacientų, dalyvavusių tyrime, buvo atrinkta 10-22 anomalijų (taškų mutacijos, delecijos, genų amplifikacijos, chromosomų pertvarkymai) iš tų, kurie buvo rasti pašalinto naviko DNR. Pirmiausia mokslininkai bandė aptikti šiuos sutrikimus kraujo plazmoje, paimtos iš pacientų prieš išnaikant naviką. Tai buvo padaryta iš dalies: 48% atvejų (46 iš 96) buvo nustatyta bent dvi anomalijos ir dar 12 atvejų buvo anomalija.Aptikimo sėkmė skiriasi įvairiems NSCLC potipiams: skvamozių ląstelių karcinoma, kurioje auglys greitai atsinaujina ir susidaro didelis nekrozė, 97% atvejų (30 iš 31) buvo nustatytos mutacijos, o adenokarcinomos, kuriose nekrozė nėra tokia didelė, tik 19 % (11 iš 58). Tos anomalijos vėliau gali būti aptiktos paskesnių skysčių biopsijos metu.

24 pacientams (iš tų, kurių kraujyje buvo nustatytas cDNR, paimtas prieš operaciją), po operacijos buvo stebimi recidyvai ir metastazės, reguliariai atliekant DNR tyrimus iš kraujo plazmos. Rezultatas buvo labai įspūdingas. Netrukus po operacijos cDNR beveik visiškai išnyko. Ir recidyvai ar metastazės gali būti nustatomi patikimu kiekiu naujai atsirandančių kDNR vidutiniškai 70 dienų ir figūroje, pavaizduotoje fig. 3 atvejai net 347 dienas, kol jie buvo aptiktos kompiuterine tomografija. Taigi, skysčių biopsija yra daug jautresnė negu kompiuterinė tomografija. Tai svarbu bent iš dviejų požiūrių. Pirma, atkryčių gydymas turėtų būti pradėtas kuo anksčiau. Antra, rezultatai gali leisti tiksliai nustatyti, kuris gydymas turėtų būti taikomas.Taigi, vienam iš pacientų buvo įrodyta, kad ląstelės, kurios atlieka kloninį onkogeninį geno amplifikavimą, pasikartoja ERRB2. Šiuo atveju patartina naudoti chemoterapinius vaistus, kurie veiksmingai slopina šio geno produktą.

Pav. 3 Mutantinės cDNR nustatymas leidžia anksti nustatyti vėžio pasikartojimą po operacijos. Nustatytos dvi mutacijos: kloninis (mėlyni ratai) ir subkloninis (raudoni trikampiai); VAF – varianto alelio dažnis. Po patikimos recidyvo nustatymo dėl klonų mutacijos (mutantinė cDNR sudarė 0,1% visos DNR plazmos), buvo atlikta kompiuterinė tomografija (KT), kuri pirmiausia davė neigiamą rezultatą (normalus KT) ir tik 347 dienos buvo teigiamas (R – recidyvas , "Relapse"). Paveikslėlis iš aptariamo straipsnio C. Abbosh ir kt., 2017 m

Kitas svarbus autorių išvados buvo galimybė naudoti skystą biopsiją, kad būtų galima įvertinti naviko dydį, nustatant mutantinio varianto atsiradimo dažnį, palyginti su bendru DNR kiekiu kraujo plazmoje. Remiantis skaičiavimais, 0,1% mutantinės DNR dalis atitinka maždaug 300 mln. Naviko ląstelių (4 pav.). Taigi, skysta biopsija gali leisti įvertinti gydymo efektyvumą: jei mažėja naviko dydis, tai paveiks cDNR kiekį.

Pav. 4 Mutantinės kDNR atsiradimo dažnumas, palyginti su bendra DNR kraujo plazmoje, koreliuoja su naviko dydžiu. a. Navikų dydis, nustatytas naudojant kompiuterinę tomografiją, koreliuoja su plazmos DNR (VAF) kloninių mutacijų atsiradimo dažnumu. LUCD – plaučių ląstelių plaučių vėžys, LUAD – plaučių adenokarcinoma, kita – kitų rūšių vėžys. Raudona ruda sritis rodo 95 procentų pasikliovimo intervalus. b. Prognozuojamas kloninių mutacijų dažnis DNR plazmoje, esant hipotetiniams auglio dydžiams. Paveikslas iš straipsnio C. Abbosh ir kt., 2017

Nepaisant to, kad skysčių biopsija su kDNR analize parodė didelį efektyvumą stebėti vėžio pasikartojimą, vis dar išlieka techniškai gana sudėtinga (reikalinga DNR amplifikacija ir sekvenavimas), našta ir paprasta. Todėl jau per anksti kalbėti apie jos įvedimą į plačią medicinos praktiką. Tačiau biotechnologijų, ypač sekos, kainos nuolat mažėja, o artimiausioje ateityje šio tikslumo individualaus požiūrio taikymas klinikinėje praktikoje gali tapti tikroviška.

Šaltiniai:
1) Mariam Jamal-Hanjani, Gareth A. Wilson, Nicholas McGranahan, Nicolai J. Birkbak, Thomas B. K.Watkinsas, Selvaraju Veeriah, Seema Shafi Diana, H. Johnson, Richard Mitter Rachelė Rosenthal Max Salm Stuart Horswell, Mickael Escudero Nik Matthews Andrius Šermukšnis, Timas rūmai, David A. Moore Samra Turajlic, Hang Xu Siow- ming Lee Martinas D. Forsteris, Tania Ahmadas Crispin T. Hiley Christopher Abbosh et al., (TRACERx konsorciumas). Ne smulkiųjų ląstelių plaučių vėžio evoliucija // Naujojo Enlando medicinos žurnalas. 2017. V. 376. P. 2109-2121.
2) Christopheris Abbosh, Nicolai J. Birkbak, Garethas A. Wilson, Mariamas Yamal-Hanjani et al. (TRACERx konsorciumas, PEACE konsorciumas). Filogenetinė ctDNR analizė vaizduoja ankstyvojo etapo plaučių vėžio evoliuciją. Gamta. 2017. V. 545. P. 446-451.
3) Alberto Bardelli. Medicininiai tyrimai: Asmeniniai stebėjimai seka vėžio atkrytį // Gamta. 2017. V. 545. P. 417-418 (santrauka prie aptariamų straipsnių).

Вячеслав Калинин


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: