Исследование будет представлено на брифинге для прессы и представлено на ежегодном собрании Американского общества клинической онкологии (ASCO) в 2017 году.Этот новаторский подход — использование высокоинтенсивного секвенирования для обнаружения рака по циркулирующей опухолевой ДНК в кровотоке — знаменует разработку будущих тестов для раннего обнаружения рака.
Подход высокоинтенсивного секвенирования, использованный в этом исследовании, отличается уникальным сочетанием широты и глубины. Он сканирует очень широкую область генома (508 генов и более двух миллионов пар оснований или букв генома, т. Е. A, T, C и G) с высокой точностью (каждая область генома секвенируется или "считывается" 60000 раз), что дает примерно в 100 раз больше данных, чем другие подходы к секвенированию.
Этот огромный объем данных будет способствовать разработке анализа крови для раннего выявления рака.Этот подход, однако, отличается от жидкостной биопсии, включая коммерческие тесты, которые определяют только относительно небольшую часть генома у пациентов, у которых уже диагностирован рак, с целью помочь контролировать заболевание или обнаруживать действенные изменения, которые можно сопоставить с доступными лекарствами или клинические испытания.
«Наши результаты показывают, что высокоинтенсивное секвенирование циркулирующей опухолевой ДНК возможно и может предоставить бесценную информацию для принятия клинических решений, возможно, без необходимости в образцах опухолевой ткани», — сказал ведущий автор исследования Педрам Разави, доктор медицинских наук, онколог и инструктор по медицине в Мемориальном онкологическом центре им. Слоуна Кеттеринга (MSK) в Нью-Йорке, штат Нью-Йорк. «Это исследование также является важным шагом в процессе разработки анализов крови для раннего выявления рака».Циркулирующая опухолевая ДНК — это термин, используемый для описания крошечных кусочков генетического материала, который умирающие раковые клетки выбрасывают в кровоток. Чтобы создать картину всего геномного ландшафта опухоли из циркулирующей опухолевой ДНК, ученые «считывают» каждый крошечный фрагмент, а затем собирают их вместе в виде пазла.
В кровотоке циркулирующая опухолевая ДНК представляет собой лишь небольшую часть общей внеклеточной ДНК, поскольку большинство циркулирующих фрагментов генетического материала происходят из нормальных клеток.Об исследованииИсследователи проспективно собрали образцы крови и тканей у 161 пациента с метастатическим раком груди, немелкоклеточным раком легкого (НМРЛ) или устойчивым к кастрации раком простаты. Тридцать семь пациентов были исключены из-за отсутствия результатов генетического анализа опухоли или образцов внеклеточной ДНК.
Для 124 пациентов, подлежащих оценке для анализа соответствия, исследователи сравнили генетические изменения в опухолях с изменениями в циркулирующей опухолевой ДНК из образцов крови.Опухолевые ткани анализировали с помощью MSK-IMPACT ™, диагностического теста на основе 410 генов, который предоставляет подробную генетическую информацию о раке пациента.
В каждом образце крови исследователи отделили плазму, жидкую часть крови, от клеток крови. Затем внеклеточную ДНК, экстрагированную из плазмы, и отдельно геном лейкоцитов секвенировали с использованием высокоинтенсивного анализа секвенирования 508-генов.
«Обнаружение опухолевой ДНК в крови похоже на поиск иголки в стоге сена. Из каждых 100 фрагментов ДНК только один может происходить из опухоли, а остальные могут происходить из нормальных клеток, в основном из клеток костного мозга», — сказал д-р Разави. . «Наш комбинированный анализ внеклеточной ДНК и ДНК лейкоцитов позволяет идентифицировать опухолевую ДНК с гораздо более высокой чувствительностью, а глубокое секвенирование также помогает нам найти эти редкие фрагменты опухолевой ДНК».Опухоли пациентов могут иметь различные генетические изменения; могут быть разные изменения в разных частях одной и той же опухоли, а также в разных местах, где опухоль распространяется по организму. По этим причинам секвенирование очень широких участков генома критически важно для выявления множества и разнообразия генетических изменений в опухоли.
Основные выводыУ 89% пациентов по крайней мере одно генетическое изменение, обнаруженное в опухоли, было также обнаружено в крови (97% у пациентов с метастатическим раком молочной железы, 85% у пациентов с НМРЛ и 84% у пациентов с метастатическим раком простаты).
В целом, включая все геномные вариации, присутствующие в большинстве, если не во всех опухолевых клетках (клональных), а также в тех, которые присутствуют только в подмножествах раковых клеток (субклональных) опухолевой ткани, исследователи обнаружили в общей сложности 864 генетических изменения в образцах тканей по всему миру. три типа опухолей, из которых 627 (73%) также были обнаружены в крови.Важно отметить, что без каких-либо предварительных данных из анализа опухолевой ткани 76% «действенных» мутаций (генетические изменения, которые могут быть сопоставлены с одобренной таргетной терапией или той, которая проходит испытания в клинических испытаниях), обнаруженных в ткани, также были обнаружены в крови. «Предыдущие исследования в этой области были в первую очередь сосредоточены на использовании данных секвенирования опухолевой ткани для выявления конкретных изменений, которые необходимо искать в циркулирующей опухолевой ДНК.
Этот подход позволяет нам с высокой степенью уверенности обнаруживать изменения в циркулирующей опухолевой ДНК на большей части геном без информации из опухолевой ткани », — сказал д-р Разави. Несмотря на то, что циркулирующие тесты ДНК опухоли, нацеленные на меньший набор раковых генов, уже доступны для использования в рутинной практике для руководства лечением, охватывая гораздо большее количество раковых генов, этот высокоинтенсивный подход к секвенированию может позволить разработать будущие тесты для раннего выявления рак.Следующие шаги
Подход к высокоинтенсивному секвенированию, используемый в этом исследовании, является исследовательской платформой и не предназначен для коммерческого использования пациентами. Чтобы понять текущую эффективность и потенциал этого анализа, исследователи сначала проверили его на запущенном раке — области, где ранее была охарактеризована циркулирующая опухолевая ДНК.
«Это исследование послужит источником информации для разработки технологии будущего теста, который в конечном итоге может быть использован в качестве анализа крови для раннего выявления рака. У пациентов, проходящих скрининг на рак, опухолевая ткань недоступна, и нам нужно будет выявлять изменения в циркулирующей ДНК опухоли без предварительное знание результатов анализа тканей ", — сказал д-р Разави.Преимущества жидкой биопсии
Геномные изменения могут различаться в разных областях опухоли, а также в разных органах, где распространился рак. Тест ДНК циркулирующей опухоли предоставляет «сводный отчет» обо всех геномных изменениях в первичной опухоли и метастазах. Напротив, биопсия ткани, при которой обычно берутся лишь небольшая часть опухоли, иногда не учитывает ключевые генетические изменения, которые способствуют росту рака.
Еще одним преимуществом жидкостной биопсии является ее способность фиксировать геномные изменения в режиме реального времени, помогая планировать лечение без необходимости дополнительных традиционных биопсий тканей. Геномные изменения развиваются по мере роста и распространения рака. Новые изменения могут привести к рецидиву рака или устойчивости к лечению. Для проведения жидкой биопсии требуется только простой забор крови.
Как правило, это безопасно и удобно повторять, что позволяет врачам легче отслеживать новые мутации.