Отчет об исследовании, проведенном на образцах крови и опухолевых тканей у 200 человек со всеми стадиями рака в США, Дании и Нидерландах, опубликован в выпуске журнала Science Translational Medicine от 16 августа.«Это исследование показывает, что раннее выявление рака с использованием изменений ДНК в крови возможно и что наш метод высокоточного секвенирования является многообещающим подходом для достижения этой цели», — говорит Виктор Велкулеску, доктор медицинских наук, профессор онкологии Университета Джонса. Онкологический центр Хопкинса Киммела.Анализы крови на рак — растущая часть клинической онкологии, но они все еще находятся на ранних стадиях развития.
Чтобы найти небольшие кусочки ДНК, полученной из рака, в крови больных раком, ученые часто полагались на изменения ДНК, обнаруженные в образцах опухолей, взятых у пациентов, в качестве ориентира для генетических ошибок, которые им следует искать среди масс ДНК, циркулирующих у этих пациентов. ‘ образцы крови.Чтобы разработать скрининговый тест на рак, который можно было бы использовать для скрининга, казалось бы, здоровых людей, ученым пришлось найти новые способы выявления изменений ДНК, которые могли скрываться в крови человека, но ранее не были идентифицированы.«Задача заключалась в том, чтобы разработать анализ крови, который мог бы предсказать возможное наличие рака, не зная генетических мутаций, присутствующих в опухоли человека», — говорит Велкулеску.
Цель, добавляет Джиллиан Фаллен, аспирантка онкологического центра имени Джона Хопкинса Киммела, которая участвовала в исследовании, заключалась в разработке скринингового теста, который является высокоспецифичным для рака и достаточно точным, чтобы обнаружить рак, когда он присутствует, при одновременном снижении риска. «ложноположительных» результатов, которые часто приводят к ненужным чрезмерным испытаниям и лечению.По словам Фаллена, задача заметно усложняется необходимостью различать истинные мутации, вызванные раком, и генетические изменения, которые происходят в клетках крови и являются частью нормальных наследственных вариаций ДНК.По словам Велкулеску, когда клетки крови делятся, есть шанс, что эти клетки приобретут ошибки или мутации. У небольшой части людей эти изменения побуждают клетку крови размножаться быстрее, чем соседние клетки, что может привести к предлейкемическим состояниям.
Однако в большинстве случаев мутации, полученные из крови, не вызывают рак.Его команда также исключила так называемые мутации «зародышевой линии». Хотя мутации зародышевой линии действительно представляют собой изменения в ДНК, они возникают в результате нормальных различий между людьми и обычно не связаны с конкретными видами рака.Для разработки нового теста Велкулеску, Фаллен и их коллеги взяли образцы крови 200 пациентов с раком груди, легких, яичников и колоректального рака.
В ходе анализа крови ученых были проверены образцы крови пациентов на наличие мутаций в 58 генах, широко связанных с различными видами рака.В целом ученым удалось обнаружить 86 из 138 (62%) случаев рака I и II стадии.
В частности, среди 42 человек с колоректальным раком тест правильно предсказал рак у половины из восьми пациентов со стадией I, у восьми из девяти (89 процентов) со стадией II, у девяти из 10 (90 процентов) со стадией III и у 14. из 15 (93 процентов) с заболеванием IV стадии. Из 71 человека с раком легких тест ученых выявил рак у 13 из 29 (45 процентов) с болезнью I стадии, у 23 из 32 (72 процентов) с заболеванием II стадии, у трех из четырех (75 процентов) с заболеванием III стадии и пять из шести (83 процента) с раком IV стадии.
Для 42 пациенток с раком яичников 16 из 24 (67 процентов) пациентов со стадией I были правильно идентифицированы, а также три из четырех (75 процентов) с заболеванием II стадии, шесть из восьми (75 процентов) с раком III стадии и пять из шести (83 процента) с болезнью IV стадии. Среди 45 пациентов с раком молочной железы тест выявил мутации, вызываемые раком, у двух из трех (67 процентов) пациентов с болезнью I стадии, у 17 из 29 (59 процентов) со стадией II болезни и у шести из 13 (46 процентов) с раком III стадии. .Они не обнаружили ни одной мутации, вызванной раком, в образцах крови 44 ??здоровых людей.
Несмотря на эти первоначальные многообещающие результаты для раннего обнаружения, анализ крови должен быть подтвержден исследованиями на гораздо большем количестве людей, говорят ученые.Велкулеску и его команда также провели независимое геномное секвенирование доступных опухолей, удаленных у 100 из 200 больных раком, и обнаружили, что 82 (82 процента) имели мутации в опухолях, которые коррелировали с генетическими изменениями, обнаруженными в крови.В анализе крови, разработанном Джоном Хопкинсом, используется тип геномного секвенирования, который исследователи называют «целевым секвенированием с исправлением ошибок».
Метод секвенирования основан на глубоком секвенировании, при котором каждый химический код в ДНК считывается 30 000 раз. «Мы пытаемся найти иголку в стоге сена, поэтому, когда мы действительно обнаруживаем изменение ДНК, мы хотим убедиться, что это именно то, что мы думаем», — говорит Велкулеску.Такое глубокое секвенирование, охватывающее более 80000 пар оснований ДНК, потенциально может быть очень дорогостоящим, но Велкулеску говорит, что технология секвенирования становится дешевле, и его исследовательская группа может в конечном итоге сократить количество участков ДНК, которые они проверяют, сохраняя при этом точность теста.
Он говорит, что к группам населения, которые могут получить наибольшую пользу от такого анализа крови на основе ДНК, относятся люди с высоким риском развития рака, включая курильщиков, для которых стандартные компьютерные томографии для выявления рака легких часто приводят к ложноположительным результатам, а также женщин с наследственными мутациями для выявления рака легких. рак груди и яичников в генах BRCA1 и BRCA2.