Задайте вопрос
8 (800) 775-15-10 (звонок по России бесплатно) +7 (343) 288-22-08 Заказать звонок с сайта e-mail: doctor@medicinamira.ru
EN

Лечение в специализированных клиниках за рубежом:

Германия, Израиль, Турция, Греция, Китай

Официальное представительство

в городе Екатеринбурге

ул. Антона Валека, 13, оф.402

Перспективная новинка в онкологии - "Жидкая" биопсия

«Жидкая биопсия»: достичь большего, делая меньше.

К.Мензель, М.Казински Опубликовано 8 мая, 2015г.

В чем секрет?

В современной медицинской практике использование биопсии ткани является признанным методом для диагностирования рака и других заболеваний. Тем не менее, такая процедура имеет определенные технические недостатки, которые ограничивают получение необходимого количества образцов ткани у пациента. Кроме того, этот метод не подходит для оценки эффективности лечения. В последние годы исследователи начали использовать передовые молекулярные технологии для разработки методики "жидкой биопсии"(liquid biopsy), на основе анализа маркеров крови или других биологических жидкостей. Новая технология позволяет врачам обнаруживать и анализировать молекулярные биомаркеры в жидкостях организма. Эта новая методика имеет важный потенциал для лучшего понимания природы опухолей, позволяя улучшить диагностику, лечение рака и других заболеваний.

Золотой стандарт диагностики

Использование биопсии ткани– широко распространенный метод диагностики рака, но довольно сложный технически и дорогостоящий, кроме того, у пациента есть риск инфицирования или развития других осложнений. В Соединенных Штатах, например, по оценкам, каждый год проводится 1,6 млн биопсий молочной железы и 1 млн биопсий простаты. Независимо от вида выполнения такой процедуры: инвазивная хирургия, эндоскопическое исследование или прокол толстой иглой, каждая биопсия ткани - это вмешательство в тело пациента. И все эти агрессивные методы несут для пациента определенный риск. Даже при проведении инвазивного вмешательства может быть, крайне затруднительно получить достаточное количество ткани для выполнения всех морфологических тестов, которые могут потребоваться; в том числе генетического или иммуногистохимического исследований, для выбора препаратов таргетной терапии. В тех случаях, когда объема ткани достаточно для традиционной биопсии, и опухолевый очаг доступен для выполнения биопсии, полученный биоптат может не содержать достаточное количество материала для патоморфологического исследования в виду неоднородности опухолевой ткани. Еще одной проблемой, связанной с биопсией ткани является очень высокая стоимость процедуры. Высокие затраты на выполнение биопсии ткани частично возникают из-за инвазивной технологии забора ткани (например, биопсия с помощью эндоскопа рака желудка или рака толстой кишки, трансректальная биопсия под УЗИ контролем рака простаты и др.). Более того, для обработки полученного материала требуются длительные манипуляции, как правило, это фиксация в формалине, формирование парафиновых блоков, получение срезов и окрашивание, что также повышает стоимость процедуры.

В чем преимущества «жидкой» биопсии?

«Жидкая» биопсия представляют собой новый, минимально инвазивный метод исследования, который позволяет обнаруживать и анализировать молекулярные биомаркеры в крови и других жидкостях организма. Исследователи и разработчики теста полагают, что новая методика имеет большие перспективы для преодоления недостатков традиционной биопсии. В общем, методика жидкой биопсии позволяет исследователям и клиницистам использовать быстрый и сравнительно простой тест, который включает в себя простое взятие образца крови, извлечение нуклеиновых кислот ДНК или РНК (для каждого типа или субтипа опухоли – своя нуклеиновая кислота) из плазмы крови и расширение молекулярных мишеней (выращивание полученной опухолевой нуклеиновой кислоты) для проведения анализа. Основным преимуществом жидкой биопсии является то, что врачи могут проводить этот анализ неоднократно, для отслеживания изменений в опухолевых генах с течением времени, - процесс, который трудно или невозможно осуществить с помощью обычной биопсии ткани. Даже самые новые и эффективные персонализированные методы лечения рака часто приводят к развитию устойчивости опухолевых клеток к противоопухолевым препаратам и рецидиву или прогрессированию опухоли. Пересмотр молекулярного образца опухоли весьма полезен в таких случаях, когда получение нового образца ткани часто является невозможным. Метод жидкой биопсии преодолевает эту сложность, и в сочетании с новейшими методами молекулярных исследований, таких как секвенирование нового поколения (определение нуклеотидной или аминокислотной последовательности) - имеет важные перспективы в улучшении понимания прогрессирования заболевания.

Что ищут?

Существует несколько субстратов для анализа, выделенных при жидкой биопсии, как правило, из крови. В настоящее время исследователи признают три основных источника опухолевой ДНК и РНК, выделенных при «жидкой» биопсии: циркулирующие опухолевые клетки, свободно циркулирующая ДНК и экзосомы. Опухолевые клетки в крови впервые были обнаружены более 100 лет назад. Однако, циркулирующие опухолевые клетки в периферической крови (CTCs – circulating tumor cells) встречаются редко, и это объясняет сложность из обнаружения, даже при наличии метастатических форм рака. Следовательно, необходимы специальные методики не только для анализа полученного материала, но и для его выделения. Более перспективный подход к «жидкой» биопсии реализован в выделении «бесклеточных» нуклеиновых кислот, источником которых являются погибшие клетки. Циркулирующие свободные опухолевые ДНК (cfDNA – circulating free DNA или ctDNA - circulating tumor DNA), как стало известно, содержат, связанные с развитием рака мутации. Исследователи анализируют опухолевые ДНК и ДНК плазмы нормальных клеток, которые всегда присутствуют в крови. Один из самых новых подходов к «жидкой» биопсии основывается на выявлении нуклеиновых кислот из экзосом. Экзосомы – это микрополости, отделяющиеся от клеток и являющиеся являются частью системы биологической коммуникации. Каждая экзосома может нести генетическую информацию в виде обрывков молекул ДНК и РНК. Экзосомы определяются в крови, моче и других биологических жидкостях. Обнаружение экзосом может оказаться крайне полезным в диагностике и мониторинге заболеваний, в том числе рака мозга, так как известно, что свободная опухолевая ДНК преодолеть гематоэнцефалический барьер не может, и, соответственно, не может быть обнаружена в периферической крови.

Клиническое значимость «жидкой биопсии»

Несмотря на практические проблемы, «жидкая» биопсия - весьма перспективный метод улучшения диагностики и оценки эффективности терапии для пациентов с различными заболеваниями. Рак легких является ярким примером того, как можно применять потенциальные преимущества жидкой биопсии. В случае прогрессирующего рака легких, выполнение биопсии тканей часто противопоказано, в виду тяжелого состояния пациента. Помимо этого, опухолевые очаги или очаг в легких может быть недоступен для биопсии, даже для тонкоигольной биопсии под КТ контролем. И даже если толстоигольная или тонкоигольная биопсии будут успешно проведены, после различных патологистологических исследований оставшегося материала опухоли может быть недостаточно для выполнения молекулярно- генетического тестирование на выявление мутаций EGFR. В результате для многих больных раком выполнение биопсии опухолей не проводится из-за особенностей расположения опухолей либо недостаточное количество материала не позволяет провести все необходимое обследование. Считается, что подобные ситуации встречаются у 25% пациентов с прогрессирующим немелкоклеточным раком легких (НМРЛ). В связи с этим тактика лечения таких пациентов может формироваться некорректно. С появлением жидкой биопсии, подходы начинают меняться. Ранние клинические исследования пациентов с немелкоклеточным раком легких показали, что морфологический анализ может быть проведен при помощи «жидкой» биопсии при взятии образца крови с последующим определением статуса EGFR опухоли. В недавнем исследовании ингибитора тирозинкиназы гефитиниба, было установлено, что статус мутации EGFR может быть точно определен с помощью свободно-циркулирующего ДНК опухоли при сохранении высокой специфичности и чувствительности методики с высокой степенью совпадения с результатами анализа непосредственно опухолевой ткани. Подобные исследования ведутся при колоректальном раке и раке кожи для корректного выбора препаратов таргетной терапии.

Практические трудности применения «жидкой биопсии»

Кристоф Мензель

Теоретически, жидкая биопсия весьма перспективный метод для решения некоторых вопросов, связанных с биопсией тканей. Однако, на практике использование жидкой биопсии может вызывать некоторые сложности из-за относительно низкой концентрацией молекулярных биомаркеров в жидкостях организма. Многие из этих вопросов могут быть эффективно решены путем регулирования лабораторных манипуляций. Для выделения CTCs (свободно циркулирующие опухолевые клетки) из образца крови пациента используются специальные технологии Низкая концентрация целевого ДНК в образце плазмы также является одной из главных проблем при определении cfDNA (свободно циркулирющая ДНК). Для повышения чувствительности метода, решающее значение имеет максимально полное восстановление cfDNA. Для того, чтобы провести комплексный анализ, в том числе определить последовательность полного генома, необходимо выполнить амплификацию генов (увеличение числа копий ДНК). Забор на анализ большего количества крови повышает вероятность обнаружения cfDNA . В случае наличия опухоли на ранней стадии, например, образец плазмы около 2 мл может быть чувствительным к анализу только на 50%. Увеличение объема исследуемой плазмы до 4 мл или более (до 10 мл), может значительно улучшить чувствительность метода (до 80% - 90%). Необходимо соблюдать строгие требования забора и хранения материала (используются специальные пробирки и химические стабилизаторы), в противном случае чувствительность методики снижается. В сыворотке или плазме крови, свободные нуклеиновые кислоты, как правило, присутствуют в виде коротких фрагментов. Для обеспечения полноты и чистоты восстановленного ДНК, при обнаружении в образце фрагментированной ДНК, должна быть проведена тщательная предварительная подготовка материала. Стандартизация и автоматизация исследования повышают вероятность получения корректного результата. Экзосомы являются еще одним источником циркулирующих нуклеиновых кислот, которые могут предоставить ценную диагностическую информацию. Экзосомы имеют большие преимущества, в качестве исходных материалов, так как они содержат фрагменты ДНК и РНК, белки из внеклеточной среды, помогая лучше понять механизмы заболевания при анализе их транскриптомной структуры. Однако захват только экзосом без анализа других клеточных составляющих и без сохранения целостность нуклеиновых кислот, представляет собой значительную проблему.

Взгляд в будущее

Текущие исследования выделяют большое количество перспектив применения жидкой биопсии в целом ряде областей. Для расширения диапазона клинического применения данного метода, многие фармацевтические и диагностические компании участвуют в развитии новых видов диагностики на основе жидкой биопсии. Многие исследователи в настоящее время ищут новое применение для технологий жидкой биопсии. Использование жидкой биопсии представляется весьма привлекательным для улучшения мониторинга заболевания и в конечном итоге даже в качестве инструмента для скрининга рака. Жидкая биопсия обладает высоким потенциалом в области диагностики и лечения раковых заболеваний, в качестве инструмента для определения конкретного диагноза и соответствующей персональной терапии.

В настоящее время "жидкая биопсия" имеет ограниченное применение в виду недостатка доказательной базы и отсутствия четкого понимания практической значимости метода. Хотя в перспективе метод может занять свою нишу в области патоморфологических исследований и играть вспомогательную роль, но вряд ли в состоянии вытеснить классическую биопсию (ред.)

Получить бесплатную консультацию
Нажав кнопку "Получить консультацию", вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности и пользовательским соглашением
X Нажав кнопку "Перезвоните мне", вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности и пользовательским соглашением
X
X

Ваш запрос отпарвлен, в блийжайшее время с Вами свяжется специалист

X

Мы уже получили Ваш запрос, в блийжайшее время с Вами свяжется специалист