Otkrivanje cirkulirajućih tumorskih stanica i stanica bez DNA
* 1. lipnja 2016. FDA je odobrila test tekuće biopsije za otkrivanje mutacija EGFR kod osoba s karcinomom pluća ne-malih stanica. Ovo je prvi "test krvi" odobren za procjenu i liječenje raka pluća.
Što je tekuća biopsija? Vaš onkolog možda je spomenuo ovu novu metodu procjene karcinoma pluća ili ste možda čuli za ovu tehniku istodobno istražavajući raka na mreži.
Kakav je to postupak, kada se to može učiniti, koje su prednosti i mane, i kamo idemo s ovim aspektom precizne medicine za rak pluća?
Što je tekuća biopsija?
Možda ste upoznati s konvencionalnim biopsijama raka pluća. Da bi dijagnosticirali rak pluća , uzorak tumora se dobije na neki način. Zatim, kako se liječenje odvija, potrebno je napraviti daljnje biopsije kako bi se utvrdilo je li tumor "evoluisao" - to jest ako je razvio nove mutacije koje ga čine otporne na trenutni tretman.
Ne bi li bilo lijepo ako bi se te tradicionalne biopsije (barem neke ionako) mogle zamijeniti jednostavnim testom krvi? Za rak pluća, barem za praćenje nekih ljudi s određenim molekularnim profilom, ta želja postaje stvarnost.
Mnogo toga što ne znamo kada je u pitanju potencijal tekućih biopsija za praćenje dijagnoze i liječenja raka pluća, ali ćemo podijeliti neke od onoga što danas znamo.
Trenutno u Sjedinjenim Američkim Državama sve tekuće biopsije smatraju se istraživanjem za dijagnozu i liječenje raka pluća i ne smiju se koristiti samo za usmjeravanje dijagnoze ili praćenja liječenja ove vrste raka.
Vrste tekućih biopsija
Kako krv može pomoći da prati rak?
Kako stanice dolaze tamo? Korisno je započeti razgovor o tome što liječnici traže u uzorku tekućih biopsija (krvi) od nekoga s rakom. Znamo da tumorske stanice, a češće dijelovi tumorskih stanica, često odstupaju od tumora i ulaze u krvotok. To ne znači da je tumor metastatski i fragmenti stanica raka mogu se pojaviti u krvi čak iu ranijim stadijima raka. U dosadašnjim istraživanjima znanstvenici su tražili jedno od sljedećeg:
- Cirkulirajuće tumorske stanice (CTC) - To se odnosi na tumorske stanice koje se mogu naći u krvotoku nekih ljudi s rakom. Dosad su CTC-ovi važniji u drugim vrstama karcinoma, osim karcinoma pluća ne-malih stanica, i koriste se prvenstveno za određivanje prognoze tih karcinoma. Postoje dokazi da CTC mogu pomoći kod karcinoma pluća malih stanica i, u jednoj studiji, 85 posto bolesnika s karcinomom pluća malih stanica imalo je CTC. Procjena tih CTC u bolesnika s rakom pluća malih stanica čini se prediktivnom cjelokupnom preživljavanju.
- DNK (ctDNA) bez stanica (cirkulirajuće) - Za razliku od cjelovitih tumorskih stanica koje se manje uobičajeno nalaze u krvi, ti uzorci mogu otkriti fragmente tumorskih stanica koje su prekinute od tumora i prolivene u krvotok. To se može dogoditi bilo od primarnih tumora ili metastazirajućih tumora. Ova ctDNA je pronađena u jednoj studiji da bi bila prisutna u 82 posto bolesnika s karcinomom koji nisu tumori solidnih tumora. Pronađeno je u tumorima svih stupnjeva, no vjerojatnije je da će se naći s višim stupnjevima raka.
- Tumor RNA u trombocitima - Vjerojatno ste čuli manje o tumorskoj RNA u trombocitima od CTC i ctDNA, ali ovo je još jedno uzbudljivo područje pod naslovom tekućih biopsija. Trombociti su poznati po svojoj sposobnosti da preuzmu RNA iz tumora i mogu igrati ulogu u širenju raka.
Do sada je odobrenje FDA odobreno samo za korištenje CTC-ova kao mjera za procjenu prognoze (i sada ctDNA za otkrivanje mutacija EGFR), ali korištenje ctDNA i tumorske RNA u trombocitima vjerojatno će pružiti više pomoći u praćenju raka kako vrijeme prolazi na.
Biopsija tekućine prema konvencionalnoj biopsiji tkiva - zašto uzbuđenje i što bi to moglo izgledati?
Možda se pitate zašto postoji toliko uzbuđenja u zraku zbog mogućnosti praćenja nekih vrsta raka s tekućim biopsijama.
U nastavku ćemo navesti neke moguće prednosti i nedostatke, ali prvo usporedimo primjer kako se rak pluća može pratiti i liječiti pomoću i bez uporabe tih biopsija.
Kako se mijenja rak pluća u dijagnostici?
Zamislite da ste nedavno dijagnosticirani karcinomom pluća ne-malih stanica. Obično je dijagnoza napravljena korištenjem konvencionalnih biopsija raka pluća s tkivom koju su uzeli:
- Biopsija igle
- Endobronchialni ultrazvuk i biopsija (igla umetnuta u tumor kroz bronhijalnu cijev tijekom bronhoskopije)
- Otvorena biopsija pluća (bilo torakoskopija, u kojoj je umetnut osvijetljeni instrument kroz male rupe u prsima, ili torakotomija, s rezom prsnog zida za pristup plućima)
Ove tekuće tehnike biopsije nose rizik od infekcije, krvarenja, kolapsa pluća (pneumotoraxa) i, naravno, boli.
Kad se tkivo dobije, šalju se da patolog pregleda pod mikroskopom, a također i za posebna ispitivanja koja traže specifične genetske abnormalnosti u tumorskim stanicama. Ovaj profil (ili molekularno) profiliranje često traje nekoliko tjedana (često pet do šest) prije nego što su rezultati dostupni. Ako se pronađe genetska abnormalnost (kao što je EGFR mutacija), liječenje se može započeti ciljanim lijekom, kao što je inhibitor tirozin kinaze Tarceva (erlotinib.)
Uz tehniku tekuće biopsije, umjesto da radi invazivnu biopsiju kao što je biopsija igle za dobivanje tkiva za profiliranje gena (specifično ispitivanje genske mutacije za dvije mutacije za koje se test trenutno može testirati), moglo bi se napraviti jednostavni krvni tlak - mnogo manje invazivno ispitivanje. I umjesto tjedana čekanja za rezultate, brzo genotipizacija plazme mogla bi dati rezultate u oko tri dana. Dakle, u vrijeme dijagnoze, pacijenti s EGFR mutacijom mogli su otkriti mutaciju ne samo kroz mnogo manje invazivne testove, već bi se mogli započeti terapijom da se riješi ta mutacija u samo nekoliko dana. (Još nismo tamo gdje je tehnologija "pronašla" druge genetske abnormalnosti kao što su ALK preuređivanje i ROS1 preuređivanje .)
Kako bi moglo pratiti promjene raka pluća?
Još uzbudljivije je moguće korištenje tekućih biopsija za praćenje ljudi koji se već liječe lijekom koji cilja EGFR mutaciju.
U ovom trenutku, nakon što je netko započeo na EGFR inhibitoru kao što je Tarceva, tijek bolesti se prati vršenjem periodičnih CT skeniranja radi promatranja rasta tumora. Znamo da će gotovo svaki tumor vremenom razviti otpornost na ove lijekove, ali taj se vremenski period značajno razlikuje između različitih ljudi. Kako možete znati kada je došlo to vrijeme? Tradicionalno, saznali smo da kod tumora ima otpor kada skeniranje (kao što je CT ili PET scan) pokazuje da je tumor ponovno počeo rasti. Većinu vremena (osim ako simptomi ukazuju da se rak opada), pacijenti uče da njihov lijek prestane raditi kada dobiju rezultate skeniranja koji pokazuju da tumor ponovno raste.
Tada je lijek zaustavljen, a ljudi se ponovo suočavaju s ponovnim biopsijom kako bi procijenili tumor kako bi tražili promjene koje su mu rezistirale. Kao što je gore navedeno, konvencionalne biopsije pluća nose rizik od invazivnog postupka, a opet, potrebno je tjednima bez liječenja da bi saznali rezultate i razumjeli gdje da idu dalje.
Nasuprot tome, s tekućom biopsijom učinjeno povremeno, liječnici bi mogli reći puno prije ako je tumor postao otporan na lijekove. Nađen je u studijama da se ove promjene pojavljuju u ctDNA dugo prije nego što promjene na koje se odnose otpornost se pojavljuju na CT. U tom vremenskom razdoblju - između kada krvni test pokazuje otpornost i nalazi se na CT-u - ljudi bi koristili lijek koji više nije učinkovit i rješavao nuspojave lijekova koji nisu potrebni. To također znači dulje vrijeme prije nego što se mogu prebaciti na učinkovitu terapiju.
S tekućim biopsijskim rezultatima koji pokazuju otpornost, može se procijeniti uzorak tumora (iz biopsije tekućine) pa se pacijent tada može promijeniti u lijekove nove generacije koji ciljaju na mutaciju gena ili eventualno drugu vrstu terapije, kao što je kemoterapija ili imunoterapija .
Heterogenost tumora i tekuće biopsije
Druga potencijalna prednost koju bi biopsija tekućine mogla imati nad konvencionalnom biopsijom raka pluća povezana je s heterogenosti tumora. Znamo da su rak pluća heterogeni, što znači da različiti dijelovi tumora (a posebno različiti tumori kao što je primarni tumor i metastaza) mogu biti nešto drugačiji u njihovim molekularnim karakteristikama. Na primjer, mutacija prisutna u stanicama raka u jednom dijelu tumora ne može biti prisutna u stanicama u nekom drugom dijelu tumora. Da biste to shvatili, korisno je shvatiti da se rak prostate kontinuirano mijenja, razvija nove karakteristike i mutacije.
Konvencionalna biopsija je ograničena u tome što uzima samo jedno specifično područje tkiva. Suprotno, biopsija tekućine vjerojatno će odražavati karakteristike tumora kao cjeline. To je već vidljivo u istraživanjima u kojima se može otkriti djelotvorna mutacija vozača tekućom biopsijom koja bi se inače propustila na biopsiji tkiva.
Prednosti biopsije tekućine preko konvencionalne biopsije
Da bi istinski razumjeli uzbuđenje, ali i moguća ograničenja uzorkovanja tekuće biopsije, ona može pomoći da navedete neke od mogućih prednosti i nedostatke postupka.
- Rezultati tekuće biopsije bliže su "realnom vremenu". Drugim riječima, oni mogu omogućiti ranu procjenu učinkovitosti i otpornosti tumora tijekom liječenja. Kada se radi o biopsiji tkiva, rezultati molekularnog profiliranja (genskog profiliranja) na tumor obično zahtijevaju nekoliko tjedana (često pet do šest) dok testiranje mutacije gena na uzorku tekućeg biopsija traje samo oko tri dana. Ovo je vrijeme tijekom kojeg bi se moglo koristiti specifično liječenje ili tijekom kojeg bi se mogla upotrijebiti ciljani lijek za sljedeće generacije ako se otkrije da je tumor rezistentan.
- Sam postupak biopsije tekućine je brži od uobičajene biopsije.
- Tekuće biopsije su manje invazivne.
- Neki tumori su na područjima koja su teško pristupačna kako bi se obavila konvencionalna biopsija tkiva.
- Neki tumori i metastaze nisu idealni uzorci za profiliranje gena - na primjer, metastaze kostiju
- Tekuće biopsije omogućuju heterogenost tumora. Kao što je gore navedeno, većina tumora su heterogena. Tekuća biopsija može biti sposobna dati uzorcima vjerojatnije da predstavlja tumor kao cjelinu suprotno konvencionalnom uzorku biopsije koji bi bio reprezentativan samo za stanice u tom određenom dijelu tumora.
- Vjerojatno će tehnike tekućih biopsija na kraju biti manje skuplje od konvencionalnih biopsija.
- Tekuće biopsije imaju manji rizik od komplikacija nego kod konvencionalnih tehnika biopsije, kao što je rizik od infekcije, krvarenja i kolaps pluća (pneumotorax). Ove komplikacije ne samo da smanjuju kvalitetu života, već mogu dovesti i do zakašnjenja u liječenju (i posljedice kašnjenja mogu značiti napredovanje tumora.)
- Tekuće biopsije su manje bolne.
- Ako biopsija treba ponoviti zbog nedovoljnog tkiva, puno je lakše ponavljati krvni uzorak nego ponoviti konvencionalnu biopsiju.
- Napredovanje znanosti o raku. Promatrajući rezultate tekućih biopsija učinjenih češće tijekom vremena, istraživači mogu saznati više o tome kako se tumori genetski mijenjaju s vremenom.
- Tekuće biopsije mogu pokupiti mutacije koje su propustile uzimanje tkiva.
- Tekuće biopsije - ako otkriju otpornost prije - mogu pomoći u nepotrebnom liječenju (i bilo kakve nuspojave koje idu s tim liječenjem), dok povećavaju količinu vremena kada netko koristi učinkovito liječenje.
- Tekuće biopsije mogu teoretski smanjiti količinu zračenja koja je dana zbog trenutne potrebe za čestim skeniranjem za praćenje napretka.
Nedostaci tekuće biopsije
U ovom trenutku postoji mnogo toga za učenje o tekućim biopsijama. Trenutno su također ograničeni na otkrivanje mutacija gena, poput onih u EGFR (iako se govori da će uskoro biti u mogućnosti koristiti se za otkrivanje translocija i drugih promjena.) U većini vrste raka pluća, cirkulacija stanica karcinoma ili DNA raka javlja se samo u relativno malom udjelu karcinoma pluća i pod utjecajem je tip i stadij raka. Negativan rezultat iz tekuće biopsije ne znači da rak nije prisutan u tijelu.
Trenutni status tekućih biopsija za rak pluća
Tekuće biopsije se prvenstveno koriste za istraživanje u Sjedinjenim Državama, iako neki onkolozi koriste ove lijekove za otkrivanje ili praćenje pacijenata s EGFR mutacijama. To je rekao, tekući test biopsije - prvi takav test takve vrste za rak pluća - odobren je 1. lipnja 2016, za procjenu EGFR mutacija u bolesnika s ne-malih stanica raka pluća.
Najmanje jedan glavni centar raka sada nudi test uz brzu genotipizaciju plazme za sve pacijente s karcinomom pluća ne-malih stanica bilo u vrijeme dijagnoze ili nakon recidiva / ponavljanja raka pluća .
U Europi se trenutačno upotrebljavaju za osobe s karcinomom pluća ne-malih stanica kako bi procijenile EGFR mutacije i smatraju se potrebnima kako bi se utvrdilo jesu li kandidati za liječenje inhibitorom tirozin kinaze.
Što nas drži natrag?
Moglo bi biti zbunjujuće kada se upoznaju s tekućim biopsijama, o tome zašto ova tehnika još nije učinjena naširoko. Ono što još ne znamo je kako će tekućinske biopsije ispuniti dva zahtjeva: točnost i pouzdanost. Treba odrediti da tekuće biopsije mogu pružiti iste informacije (ili bolje) od biopsija tkiva i dosljedno isporučiti te podatke.
Budućnost
Teško je točno znati koji je potencijal tekućih biopsija u ovoj fazi istraživanja jer su tako novi. Na kraju, nadamo se da će tehnika pomoći ne samo u procjeni prognoze i praćenju otpornosti, već kao alatu za otkrivanje raka - iako je to još uvijek na putu. Jedan ili drugi način, to je uzbudljiv aspekt istraživanja raka u doba precizne medicine.
izvori:
Bettegowda, C., Sausen, M., Leary, R. i sur. Otkrivanje cirkulirajuće tumorske DNA u ranom i kasnom stadiju ljudskog zloćudnog tumora. Prijevodna medicina znanosti
Imamura, F., Uchida, J., Kukita, Y. et al. Praćenje odgovora na tretman i klonalnu evoluciju tumorskih stanica cirkulacijom tumorske DNA heterogenih mutantnih EGFR gena u karcinomu pluća. Rak pluća . 2016. 94: 68-73.
Jiang, T., Ren, S., i C. Zhou. Uloga cirkulacijske tumorske DNA analize u karcinomu pluća ne-malih stanica. Rak pluća . 2015. 90 (2): 128-34.
Karachaliou, N., Mayo-de-las-Casas, C., Molina-Vila, M. i sur. Tekuće biopsije u stvarnom vremenu postaju stvarnost u liječenju raka. Anali translacijske medicine . 2015. 3 (3): 36.
Mahaswaran, S., Sequist, L., Nagrath, S. et al. Otkrivanje mutacija u EGFR u cirkulirajućim stanicama raka pluća. The New England Journal of Medicine . 2008. 359 (4): 366-77.
Sacher, A., Paweletz, C., Dahlberg, S. et al. Prospektivna validacija brzog plazma genotipa za detekciju EGFR i KRAS mutacija u naprednom raku pluća. JAMA onkologija . Objavljeno online 7. travnja 2016. godine.
Santarpia, M., Karachaliou, N., Gonzalez-Cao, M. i sur. Ispitivost testiranja cirkulirajućeg tumora DNA za karcinom pluća. Biomarkeri u medicini . 2016. 10 (4): 417-30.