Liquid Biopsien benotzen Blutt-net Tumor-Gewëss - Diagnosekrankung ze diagnostéieren
Typesch ginn d'Tumoren iwwer Tissue Biopsien iwwerpréift. E klenge Prouf gëtt aus dem Tumor geholl a genotypéiert, oder fir genetesch Kreatioun analyséiert. De Problem mat dëser Approche ass, datt Biopsie Tumoren schwéier Erausfuerderung sinn. Ausserdeem gëtt eng Tumorbiopsie nëmmen e Snapshot vum Tumor kritt.
Schreift op der Discovery Medizin 2015, Labgaa a Co-Autoren soen déi folgend iwwer konventionell Tumor Biopsie:
Fir evidenterweis Grënn ass et schwiereg datt d'Tumorentwicklung duerch sequentiell Biopsien iwwerwaacht gëtt. Och d'Biopsie spillt nëmmen e Punkt vum Tumor a kann dofir net dat ganzt Spektrum vun somatesch Mutatiounen a grousse Tumoren duerstellen. Eng Alternativ wier méi Biopsie fir de selwechte Tumor ze kréien, awer dës Optioun ass weder realistesch a richteg.
Liquid Biopsie beinhalt d'Messung vun der zirkuléierender DNA (ctDNA) an aneren Tumor-Niewerprodukter an Bluttproblemer, déi vu Patienten mat Krebs kréien. Dëse diagnostesche Konzept erënnert un séier, net invasiv, a kostengédektiv.
Geschicht vu Liquid Biopsie
1948, Mandel a Métais, e puer franséesch Fuerscher identifizéiert de ctDNA éischt am Blutt vu gesonden Leit. Dës Entdeckung war viru senger Zäit, an et war bis Enn Dezember méi spéit dës ctDNA weider exploréiert.
1977 hunn d'Leon an d'Kollegen als éischt identifizéiert Zuel vu ctDNA am Blutt vu Kriibspatienten erhéicht.
Bis 1989, Stroun a Kollegen identifizéiert neoplastesch (dh Kriibs) Charakteristiken am Blutt. No dëser Entdeckung hunn e puer aner Gruppen spezifesch Mutatiounen an Tumor-Suppressoren an Onkogene, Mikrosatellit Instabilitéit a DNA-Methylatioun identifizéiert, wat bewisen datt d'ctDNA an d'Zirkulatioun duerch Tumore verëffentlecht ginn ass.
Obwuel mir wëssen, datt ctDNA aus Tumorzellen zirkuléiert am Blutt ass, d'Urspronk, d'Geschwindegkeet vun der Verëffentlechung an de Mechanismus vun der Verëffentlechung vun dëser DNA sinn onkloerlech, mat der Fuerschung déi konfliktiv Resultater erreechen. E puer Fuerschungen behaapten, datt méi bösart Tumoren méi doude Krebszellen enthalen a méi ctDNA freesetzen. Awer verschidde Fuerscher suguer datt all Zellen d'ctDNA frecken. Trotzdem ass et wahrscheinlech datt kierperlech Tumoren méi héich Niveauen vun ctDNA an d'Blutt verëffentlecht hunn, fir ctDNA e gudden Biomarker vu Krebs ze maachen.
Wéinst massiver Fragmentéierung a manner Konzentration am Blutt ass ctDNA schwiereg ze isoléieren an ze analyséieren. Et besteet eng Diskrepanz vu ctDNA-Konzentrationen tëscht Serum a Plasma-Proben. Et schéngt, datt Bluttgeréit anstatt Bluttplasma eng besser Quell vu ctDNA ass. An enger Etude vum Umetani an Kollegen hunn ctDNA-Konzentraktioune konstnant niddereg am Plasma vergläicht mat dem Serum wéinst engem Verléiere vun der zirkuléierender DNA bei der Reinigung, well d'Koagulatioun an aner Proteine bei der Préparatpräparatioun eliminéiert ginn.
Laut Heitzer a Kollegen, hei sinn e puer spezifesch Problemer, déi geléist ginn fir den Diagnospotenzial vun ctDNA auszespillen:
Als éischt musse préanalytesch Prozeduren standardiséiert ginn .... Selektioun vun enger Isoléierungsmethod déi garantéiert d'Extraktioun vu genuch qualitativ héichwäerteg DNA ass kritesch a et gouf festgestallt datt préalalitesch Faktoren vu Blutprobenentwécklung an d'Veraarbechtung staark beaflossen d'DNA Ausgab .... Zweetens, eng vun de wichtegsten Aspekter ass de Mangel un Harmoniséierung vun Quantifizatiounsmethoden. Verschidde Quantifizatiounsmethoden, ... produzéieren verschidden Resultater, well dës Mesuren zielt entweder total oder nëmmen amplifiabel DNA .... Drëttens, manner ass bekannt iwwert d'Urspronk an de detailléierte Mechanismus vun ctDNA-Freesetzung, an an deene meeschte Studien, déi verursaache Ereegelen, déi och zur Verëffentlechung vu ctDNA beitragen.
Targeted vs. Untargeted Approaches
Momentan ginn zwee Haaptassociatioune geholl, wann d'Bluttplasma (oder e Serum) fir ctDNA analyséiert gëtt. Déi éischt Approche ass gezielt a kuckt op spezifesch genetesch Changementer, déi op d'Tumoren hinweisen. Déi zweet Appetrib untargetéiert ass an eng Genomweekend Analyse kuckt fir ctDNA Reflexioun vu Kriibs. Alternativ ass d'Exomence Sequenzéierung als méi zougänglecht, onarzenter Approche benotzt. Exomesches sinn d'Portioune vun der DNA, déi transzipéiert sinn fir Protein ze maachen.
Mat gezielte Approche gëtt de Serum fir bekannte genetesch Mutatiounen an engem klenge Set vun Chauffer Mutatiounen analyséiert.
Driver Mutatiounen bezéie sech u Mutatiounen am Genom, deen de Wuesstum vu Krebszellen fördert oder "fiert". Dës Mutatiounen gehéieren KRAS oder EGFR .
Wéinst technologesch Fortschrëtter an de leschte Joeren sinn zilorientéiert Approche fir d'Analyse vum Genom fir kleng Quantitéiten vun ctDNA ka machbar ginn. Dës Technologien gehéieren ARMS (Amplifikatioun refraktär Mutation System); digital PCR (dPCR); Kéier, Emulsiounen, Verstäerkung a Magnéit (BEAMing); an déif Sequenzéierung (CAPP-Seq).
Och wann et technologesch virgoen ass, déi de gezielten Approche méiglech maachen, de gezielte Wee ass just e puer Positioun vun Mutatiounen (Hotspots) zielt a vermësst vill vun der Chauffer Mutatiounen, wéi Tumor-Suppressor-Genen.
Den Haaptvirdeel vun onregelméissegen Approche fir Liquid Biopsie ass datt se an all Patiente benotzt kënne ginn wéinst der Tatsaach, datt den Test net op ze widderhuelen vun genetesch Changementer. Iwwerbléckend genetesch Changementer deelen all Kriibs net a sinn net spezifesch Kriibsignaturen. Trotzdem ass dës Approche an analytescher Sensibilitéit fehlt an eng grouss Analyse vu Tumorgenomme ass nach net méiglech.
NB: De Präis vun der Sequenzéierung vun engem ganze Genom ass erofgaang. 2006 huet de Präis vum Sequencing vum ganze Genom ongeféier $ 300.000 (USD). Bis 2017 goufen d'Käschte op ongeféier $ 1000 (USD) pro Genom gefall, dorënner Reagenz an der Amortiséierung vu Sequencing-Maschinnen.
Klinesch Utility vu Liquid Biopsie
Déi éischt Beméihungen fir ctDNA ze benotzen waren diagnostesch a verglachene Levelen bei gesonden Patienten mat denen vu Kriibspatienten oder déi mat gudde Krankheet. Resultater vun dësen Efforten waren gemengt, mat nëmmen e puer Studien, déi signifikante Ënnerscheeder mat Kriibs, Krankheete Status oder Relax hunn.
De Grond firwat ctDNA kann nëmmen e puer vun der Zäit benotzt ginn fir Kriibs diagnostizéiert ze ginn ass, datt variabel Mengen vun ctDNA aus Tumoren stinn. Net all Tumoren "veruersaachen" DNA an der selwechter Betrag. Am Allgemengen méi fortgeschratt sinn, verbreet Tumoren déi méi DNA an d'Zirkulatioun verschount wéi fréi, lokaliséiert, Tumoren. Zousätzlech huet verschidde Tumorentypen ënnerschiddlech Mengen vun DNA an d'Zirkulatioun verschount. D'Frae vun der zirkuléierender DNA, déi aus engem Tumor stamt, ass vill verännerlech iwwer Studien a Kriibsstécker, vun 0,01% bis 93%. Et ass wichteg ze bemierken datt am Allgemengen nëmmen eng Minoritéit vun ctDNA aus dem Tumor stong ass, an de Rescht vu der kënnt aus normalen Gewëss.
Zirkuléierende DNA kann als prognostizéiert Marker vu Krankheet benotzt ginn. Zirkuléierende DNA kann benotzt ginn fir d'Verännerunge vu Kriibs iwwer Zäit ze kontrolléieren. Zum Beispill eng Studie huet bewisen datt d'zweet Joer Iwwerstierzkeess vu Patienten mat kolorectalem Kriibs (dh d'Zuel vun de Patienten nach mindestens zwee Joer no der Diagnostik mam Darmkrees bevëlkert) an den KRAS Hotspot-Mutatiounen 100 Prozent an déi ouni Beweis vu korrespondéierend DNA. Ausserdeem ass et méiglech, datt an der kierchlecher Zukunft zirkuléierende DNA benotzt ka ginn Prekanzerouser Läsionen iwwerwaachen.
Zirkuléierende DNA kann och benotzt ginn fir d'Reaktioun op d'Therapie ze iwwerwaachen. Well d'zirkuléierende DNA méi wéi e bessere Gesamtbild vun der genetescher Kreatioun vun Tumoren profytéiert, ass d'DNA dacks d'diagnostische DNA, déi benotzt ka ginn anstatt diagnostesch DNA, déi vu Tumorien erreecht gouf, benotzt.
Elo kucke mer e puer spezifesch Beispiller vu Liquid Biopsie.
Guardant360
Guardant Health huet en Test entwéckelt, deen d'Sequencing vun der nächster Generatioun benotzt fir Profil zirkuléiert DNA fir Mutatiounen a chromosomal Neesarrënnunge fir 73 Kreesverwandten Genen. Guardant Health publizéiert eng Studie déi de Gebrauch vu flësse Biopsie an der Onkologie bericht. D'Studie benotzt Bluttproblemer aus 15.000 Patienten mat enger kombinéierte 50 Tumorentypen.
Am gréissten Deel hunn d'Resultater vun der Liquiditéit vu Biopsie getest ginn mat Genenoden, déi an Tumorbiopsien observéiert goufen.
Laut dem NIH:
Guardant360 identifizéiert déi selwecht kritesch Mutatiounen a wichtege Kreesercher Gene wéi EGFR, BRAF, KRAS a PIK3CA bei Frequenzen ganz ähnlech wéi déi virdrun identifizéiert goufen an Tumorbiopsie-Proben, déi statistesch zu 94% bis 99% korreléieren.
Ausserdeem, no dem NIH hunn d'Fuerscher déi folgend Informatiounen gemellt:
An engem zweete Bestanddeel vun der Studie hunn d'Fuerscher bal 400 Patiente bewerteg - déi meescht vun deene Leit hat Lung oder Däischterkrees bezeechent hunn - déi och Blutt ctDNA an Tumorgewebe DNA Resultater hunn hunn an d'Muster vun genomesche Verännerunge verglach. D'Gesamt Genauegkeet vun der Liquid Biopsie am Verglach mat de Resultater vun de Biopsie-Analyse war 87%. D'Genauegkeet gouf op 98% erhéicht wann d'Blutt an d'Tumorproblemer bannent 6 Méint vun engem aneren gesammelt goufen.
Guardant360 war richteg, obwuel d'Niveaue vun der zirkuléierender DNA am Blut nett waren. Oftentimes, zirkuléierende Tumor-DNA huet nëmmen 0,4 Prozent vun der DNA am Blutt gemaach.
Allgemeng, duerch Flëssegkeet Biopsie, konnten d'Guardant Forscher d'Tumormarker identifizéieren, déi sech op 67% vun de Patiente behandelen. Dës Patienten konnten de FDA-approuvéierte Behandlungen wéi och d'Ënnersächseschtherapie benotzen.
ctDNA a Lung Cancer
Am Joer 2016 huet de FDA d'Cobas-EGFR-Mutatiounstest ugeholl fir fir d'Erfaassung vun den EGFR- Mutatiounen an der zirkuléierender DNA vun Patienten mat Lungenkrebs ze benotzen. Dësen Test war déi éischt FDA-approuvéiert Flessheet Biopsie a identifizéierter Patiente déi Kandidaten fir Behandlung mat gezielte Therapien kéinten erlotinib (Tarceva), afatinib (Gilotrif), gefitinib (Iressa) als éischt-Linn behandelt a och Osimeritinib (Tagrisso) zweetléin Behandlung. Dës gezielte Therapien attackéiere géint Krebszellen mat spezifesche EGFR Mutatiounen.
Wichteg: Wéinst der grousser Zuel vu falschen negativen Ergebnisser empfielt de FDA recommandéiert datt eng Gewëssbiopsi-Probe och aus engem Patient gedrot gëtt, deen eng negativ Liquid Biopsie huet.
ctDNA an Liver Cancer
D'Zuel vu Leit, déi vu Leeuwskrokus stierwen, huet an de leschten 20 Joer erhéicht. Momentan ass Leberkrebs déi zweet wichtegst Urso vum Doud vum Kriibs an der Welt. Et gi keng gutt Biomarker, fir d'Leber ze entdecken an ze analyséieren, oder hepatozellulär (HCC), Kriibs. Zirkuléierende DNA kann e gudden Biomarker fir Leberkrebs sinn.
Ginn d'folgend Zitatioun vun Lagbaa a Co-Autoren iwwer de Potenzial vun der Ëmléisung vun DNA fir Diagnosekrankheeten:
D'Hypermethylatioun vum RASSF1A, p15 a p16 gouf als fréizäiteg diagnostikwiereg Tools an enger Retrospektiv studéiert, dorënner 50 HCC-Patienten. Eng Ënnerschreiwe vun véier anerkennend methyléiert Genen (APC, GSTP1, RASSF1A, SFRP1) gouf och fir Diagnosgenauegkeet gepréift, während Methylatioun vun RASSF1A als prognostizéiert Biomarker gemellt huet. Duerno Studien analyséiert ctDNA bei HCC Patienten mat Tiefen Sequenzéiertechnologien. D'Surrealist goufen abezuelt DNA-Kopie vun zwee HBV an der Zäit vun der Bluttkollektioun ouni fréiere Historique vun der HCC festgestallt, awer deen an der Follow-up HCC entwéckelt huet. Dëst Gefill huet d'Dier opgemaach fir d'Kopie vun der Variatioun vun der ctDNA als Screening-Tool fir fréi HCC-Detektioun ze evaluéieren.
A Wuert From
Liquid Biopsien sinn eng spannend nei Approche fir genomesch Diagnos. Momentan gi verschidde Liquid Biopsien, déi ganz molekulare Profiler ubidden, fir Är Dokteren fir genetesch Informatioune vum Gewebe Biopsie ergänzen. Et ginn och gewësse Liquid Biopsien, déi an der Tissue Biopsie benotzt kënne ginn, wann Tissu Biopsien nët erreechbar sinn.
Et ass wichteg ze halen datt vill vu Flëss Biopsie Versécherungen aktuell aktuell sinn an datt méi Fuerschung fir Fleesch aus der therapeutescher Noutwennegkeet vun dëser Interventioun gemaach ginn ass.
> Quell:
> Blutt Test fir Genetesch Verännerungen an Tumoren Ze fanne Promise als Alternativ zu Tumor Biopsie. NIH.
> Heitzer E, Ulz P, Geigl JB. Zirkuléierende Tumor-DNA als Liquid Biopsie fir Kriibs. Klinescher Chemie. 2015; 61: 112-123. Doi: 10.1373 / clinchem.2014.222679
> Lagbaa J, Villanueva A. Liquid Biopsie bei Liewerkrees. Discovery Medizin. 2015; 19 (105): 263-73.
> Liquid Biopsie: Mat DNA am Blutt ze entdecken, ze trackéieren an ze kreestéieren. NIH.
> Umetani N, et al. Méi héich Uichte vun der freier Zirkulatioun vun DNA am Serum wéi am Plasma ass net haaptsächlech duerch kontaminéiert extréiert DNA während der Trennung verursaacht. Ann NY Acad Sci. 2006; 1075: 299-307.
> Wellstein A. Generelle Prinzipien an der Pharmakotherapie vu Kriibs. An: Brunton LL, Hilal-Dandan R, Knollmann BC. Eds. Goodman & Gilman's: D'Pharmacologesch Basis vun Therapeutics, 13e New York, NY: McGraw-Hill.