Biopsi cair nggunakake getih-ora tumor jaringan-kanggo ndandani kanker
Biasane, tumor diteliti kanthi nggunakake biopsi jaringan. Sampel cilik dijupuk saka tumor lan genotip, utawa dianalisis kanggo dandanan genetis. Masalah karo pendekatan iki yaiku tumor biopsi bisa nantang. Salajengipun, biopsi tumor nyedhiyakake mung tumrap tumor.
Nulis ing Discovery Medicine ing 2015, Labgaa lan kawontenaning panulis nyatakake babagan babagan biopsi tumor konvensional:
Kanggo alasan sing jelas, angel kanggo ngawasi evolusi tumor kanthi biopsi berurutan. Biopsi mung mirsani siji titik tumor lan mulane ora bisa nggambar spektrum mutasi somatik ing tumor gedhe. Alternatif bakal diwenehi biopsies kanggo tumor sing padha, nanging pilihan iki ora bisa dipercaya utawa akurat.
Biopsi cair nglibatake pangukuran DNA sirkulasi (ctDNA) lan produk sampingan tumor liyane ing sampel getih sing dijupuk saka pasien kanker. Pendekatan diagnostik sing anyar iki njanjekake kanthi cepet, noninvasive, lan efektif biaya.
Sejarah Biopsi Cair
Ing taun 1948, Mandel lan Métais, sapasang panaliti Prancis nemokaké ctDNA ing getih wong sing sehat. Penemuan iki ana ing ngarep wektu, lan ora nganti dawa puluh taun sabanjure ctDNA luwih ditliti.
Ing taun 1977, Leon lan kanca-kanca pisanan ngidhentifikasi jumlah ctDNA ing getih pasien kanker.
Taun 1989, Stroun lan kanca-kanca ngidhentifikasi ciri-ciri neoplastik (kanker) ing getih. Sawise ditemokaké, sawetara klompok liya ngidentifikasi mutasi spesifik ing suppressor tumor lan onkogen, ketidakstabilan microsatellite, lan metilasi DNA, sing mbuktekake yen ctDNA dibebasake menyang sirkulasi dening tumor.
Senajan kita ngerti yen ctDNA sing asalé saka sel tumor sing nyebar ing getih, asal, tingkat rilis, lan mekanisme pelepasan DNA iki ora cetha, kanthi riset ngasilake asil sing benten. Sawetara panaliten nyatake yen tumor luwih ngandhut luwih akeh ngandhut sel kanker mati lan ngeculake luwih ctDNA. Nanging, sawetara riset nyatake yen kabeh sel ngeculake ctDNA. Nanging, tumor kanker tumor bisa ningkatake tingkat cytDNA dadi getih, nggawe ctDNA biomarker kanker sing apik.
Amarga saka pamecahan abot lan konsentrasi kurang ing getih, ctDNA angel ngisolasi lan nganalisis. Ana bedane konsentrasi ctDNA antarane serum lan sampel plasma. Katoné serum getih tinimbang plasma getih minangka sumber ctDNA sing luwih apik. Ing panaliten dening Umetani lan kanca-kanca, konsentrasi ctDNA ditemokake kanthi konsisten kurang ing plasma tinimbang serum amarga bisa nyebabake DNA sirkulasi sajrone pemurnian, minangka koagulasi lan protèin liya sing wis diilangi nalika persiapan spesimené.
Miturut Heitzer lan kolega, ana sawetara masalah spesifik sing kudu ditindakake kanggo ngupayakake potensial diagnostik ctDNA:
Kapisan, prosedur preanalytical kudu standar .... Seleksi saka cara isolasi sing njamin extraction saka jumlah cekak DNA sing cekap cukup kritis lan wis ditampilake yen faktor preanalytical saka pengambilan sampel getih lan proses bisa ngasilake banget DNA. Kapindho, salah sawijining masalah sing paling penting yaiku kekurangan harmonisasi metode kuantifikasi. Cara-cara kuantifikasi sing beda, ... ngasilake asil sing beda amarga pengukuran kasebut nemtokake total utawa mung DNA sing bisa diangkut. Katelu, kurang dikenal babagan asal-usul lan mekanisme deteksi ctDNA sing rinci, lan paling akeh nyinaoni acara sing mbebayani uga bisa nyumbang marang release ctDNA.
Ditargetake vs. Untargeted Approaches
Saiki, ana rong pendekatan utama sing ditindakake nalika nganalisis plasma getih (utawa serum) kanggo ctDNA. Pendekatan pisanan ditargetake lan katon kanggo owah-owahan genetis spesifik indikasi tumor. Pendekatan kapindho ora ditargetake lan melu analisis genom sudhut nyinaoni ctDNA reflektif kanker. Utawa, exome sequencing wis digunakake minangka pendekatan sing luwih efektif, tanpa target. Exom yaiku bagian DNA sing ditranskripsikan kanggo nggawe protein.
Kanthi pendekatan sing dituju, serum dianalisis kanggo mutasi genetik sing dikenal ing set cilik saka mutasi pembalap.
Mutasi pembalut ngandhut mutasi ing génom sing ningkataké, utawa "nimbulaké," pertumbuhan sel kanker. Mutasi kasebut kalebu KRAS utawa EGFR .
Amarga kemajuan teknologi ing taun-taun pungkasan, pendekatan sing cocog kanggo analisis génom kanggo jumlah ctDNA sing cilik wis dadi layak. Iki teknologi kalebu ARMS (amplifikasi sistem mutasi refractory); digital PCR (dPCR); manik-manik, emulsi, amplifikasi, lan magnetik (BEAMing); lan jero urutan (CAPP-Seq).
Sanajan ana kemajuan teknologi sing ndadekake pendekatan sing disedhiyakake, pendekatan sing ditarget mung target sawetara posisi mutasi (hot spot) lan mbebasake akeh mutasi driver kaya tumor suppressor gen.
Manfaat utama pendekatan sing ora disengaja kanggo biopsi cairan yaiku supaya bisa digunakake ing kabeh pasien amarga kasunyatane yen test ora gumantung marang owah-owahan genetika berulang. Owah-owahan genetika sing diulang ora nutupi kabeh kanker lan ora tandha tandha kusus. Nanging, pendekatan iki ora duwe sensitivitas analitik lan analisis lengkap genom tumor durung bisa.
Cathetan, rega penjujukan lan génom sakabèhé wis ambruk banget. Ing taun 2006, rega sekuensing genom kabèh ana kira-kira $ 300.000 (USD). Miturut 2017, biaya wis mudhun nganti kira-kira $ 1,000 (USD) saben genome, kalebu reagen lan amortisasi saka mesin urutan.
Utility Clinical of Liquid Biopsy
Upaya awal kanggo nggunakake ctDNA yaiku tingkat diagnostik lan dibandhingake karo pasien sehat karo pasien kanker utawa sing duwe penyakit jinak. Asil saka upaya kasebut dicampur, kanthi mung sawetara pasinaon sing nuduhaké béda sing nuduhaké kanker, status bebas penyakit, utawa kambuh.
Alesané ctDNA mung bisa dipigunakaké sawetara wektu kanggo ndandani kanker amarga jumlah ctDNA sing akèh owah saka tumor. Ora kabeh tumor "ngeculake" DNA ing jumlah sing padha. Umumé, tumor sing nyebar luwih cetha ngeculaké luwih akèh DNA ing sirkulasi tinimbang nglakoni awal, lokal, tumor. Tambahan, jinis tumor sing beda ngeculake jumlah DNA sing beda-beda sajrone sirkulasi. Sebagéan saka sirkulasi DNA sing asalé saka tumor sacara variatif sajrone studi lan jinis kanker, mulai saka 0,01% nganti 93%. Penting kanggo dicathet menawa, ing umum, mung minoritas ctDNA sing asalé saka tumor, sing sithik saka jaringan normal.
DNA sirkulasi bisa digunakake minangka panandha prognostik. DNA sirkulasi bisa digunakake kanggo ngawasi owah-owahan ing kanker wektu. Contone, siji panliten nuduhake yen tingkat kalangsungane rong taun ing pasien kanker kolorektal (yaiku jumlah pasien sing isih urip paling ora rong taun sawisé diagnosa karo kanker kolorektal) lan mutasi hotspot KRAS 100 persen sing ora ana bukti DNA sing cocog. Kajaba iku, bisa wae yen ing mangsa ngarep, sirkulasi DNA bisa digunakake kanggo ngawasi lancip precancerous.
DNA sirkulasi bisa uga digunakake kanggo ngawasi respon kanggo terapi. Amarga sirkulasi DNA ngluwihi gambar sakabèhé sakabèhé saka susunan genetik tumor, DNA iki ngandhut DNA diagnostik, sing bisa digunakake tinimbang DNA diagnostik sing ditampa saka tumor.
Saiki, ayo goleki conto tartamtu saka biopsi cairan.
Guardant360
Guardant Health ngembangake tes sing nggunakake urutan generasi sabanjure kanggo profil sirkulasi DNA kanggo mutasi lan penyusunan kromosom kanggo 73 gen sing gegandhengan karo kanker. Guardant Health nerbitake studi nglaporake sarana biopsi cair ing onkologi. Penyelidikan migunakake sampel getih saka 15.000 pasien kanthi kombinasi 50 jinis tumor.
Kanggo bagean paling, asil saka uji biopsi cair sing didadekake siji karo perubahan gen sing diamati ing biopsi tumor.
Miturut NIH:
Guardant360 ngidentifikasi mutasi kritis sing padha ing gen sing penting kanker kaya EGFR, BRAF, KRAS , lan PIK3CA ing frekuensi sing meh padha karo apa sing sadurunge wis ditemokake ing sampel biopsi tumor, sacara statistik hubungane 94% nganti 99%.
Salajengipun, miturut NIH para panaliti kacarita ing ngisor iki:
Ing komponèn kapindho ing panlitèn, para panaliti ngevaluasi nganti meh 400 pasien-sing paling akeh duwe kanker paru-paru utawa kanker kolorektal-sing duwe loro DNA lan asil DNA jaringan tumor sing ana lan mbandingake pola owah-owahan genom. Keakuratan sakabèhé biopsi cair nalika dibandhingake karo asil saka analisis biopsi tumor yaiku 87%. Akurasi meningkat nganti 98% nalika getih lan tumor sampel dikumpulake ing wektu 6 sasi.
Guardant360 akurat sanajan tingkat DNA sirkulasi ing getih kurang. Kadhangkala, DNA tumor sing nyilikake mung nggawe 0,4 persen DNA ing getih.
Sakabèhé, kanthi nggunakake biopsi cair, peneliti Guardant bisa nemtokake panandha tumor sing bisa langsung ditangani dening dokter ing 67 persen pasien. Pasien kasebut layak kanggo perawatan sing disetujoni dening FDA lan uga terapi investigational.
ctDNA lan kanker paru-paru
Ing taun 2016, FDA nyatakaké uji cobas EGFR Mutation Test kanggo digunakake kanggo deteksi mutasi EGFR ing DNA sirkulasi pasien kanker paru-paru. Tes iki minangka biopsi cairan sing disetujoni dening FDA sing pertama lan ngidhentifikasi pasien sing uga dadi calon pengobatan kanthi terapi sing dienggo nggunakake erlotinib (Tarceva), afatinib (Gilotrif), lan gefitinib (Iressa) minangka perawatan lini pertama, lan osimeritinib (Tagrisso) minangka perawatan baris liya. Terapi sing ditargetake nyerang sel kanker kanthi mutasi EGFR tartamtu.
Penting, amarga asil dhuwur palsu-negatif, FDA nyaranake yen sampel biopsi tissue uga dijupuk saka pasien sing duwe biopsi cairan negatif.
ctDNA lan Kanker Hati
Jumlah wong sing mlarat saka kanker ati wis tambah sajrone 20 taun kepungkur. Saiki, kanker ati minangka penyebab utama kanker mati ing donya. Ora ana biomarkers apik sing bisa dideteksi lan nganalisis ati, utawa hepatoselular (HCC), kanker. DNA sirkulasi bisa dadi biomarker sing apik kanggo kanker ati.
Coba katrangan ing ngisor iki saka Lagbaa lan penulis babagan potensial nggunakake DNA sirkulasi kanggo diagnosa kanker ati:
Hypermethylation saka RASSF1A, p15, lan p16 wis disaranake minangka alat diagnostik awal ing studi retrospektif kalebu 50 pasien HCC. Tandha saka patang gen methylated aberrant (APC, GSTP1, RASSF1A, lan SFRP1) uga dites kanggo akurasi diagnostik, nalika metilasi RASSF1A dilapurake minangka biomarker prognostik. Panalitiyan salajengipun nyinaoni ctDNA ing pasien HCC kanthi nggunakake teknologi urutan sing cetha .... Wigati banget, nomer salinan abangrant DNA dideteksi ing loro operator HBV tanpa riwayat HCC ing wektu koleksi getih, nanging sing ngembangake HCC nalika tindak lanjut. Panemuan iki mbuka lawang kanggo ngevaluasi variasi nomer salinan ing ctDNA minangka alat tliti kanggo deteksi awal HCC.
Tembung Saka
Biopsi cair minangka pendekatan anyar kanggo diagnosis genomik. Saiki, biopsi cairan tartamtu, sing nduweni profiling molekul sing komprehensif, kasedhiya kanggo para dokter kanggo nglengkapi informasi genetis sing diduweni saka biopsi jaringan. Ana uga biopsi cairan sing bisa digunakake minangka biopsi jaringan-nalika biopsi jaringan ora ana.
Iku penting kanggo mbudidaya manawa ana akeh cobaan biopsi cairan sing lagi ditindakake lan perlu riset maneh kudu dilakokake kanggo ngobati sarana terapeutik saka intervensi iki.
> Sumber:
> Tes getih kanggo owah-owahan genetik ing tumors Nuduhake janji minangka alternatif kanggo tumor biopsi. NIH.
> Heitzer E, Ulz P, Geigl JB. Tumor DNA Tumor minangka Biopsi Cair kanggo Kanker. Kimia Klinik. 2015; 61: 112-123. doi: 10.1373 / clinchem.2014.222679
> Lagbaa J, Villanueva A. Biopsi cair ing kanker ati. Discovery Medicine. 2015; 19 (105): 263-73.
> Liquid Biopsy: Nggunakake DNA ing Getih kanggo Ndeteksi, Lacak, lan Nambani Kanker. NIH.
> Umetani N, et al. Dhuwit sing luwih akeh sirkulasi ing serum tinimbang plasma ora utamane disebabake dening DNA sing ora terkontaminasi sajrone pemisahan. Ann NY Acad Sci. 2006; 1075: 299-307.
> Wellstein A. Prinsip-Prinsip Umum ing Pharmacotherapy of Cancer. Ing: Brunton LL, Hilal-Dandan R, Knollmann BC. eds. Goodman & Gilman: Dasar Farmakologis Therapeutics, 13e New York, NY: McGraw-Hill.