Исследователи из Центра диагностики рака Герстнера при Институте им. Широкого Массачусетского технологического института и Института рака Гарварда и Дана-Фарбера повысили чувствительность биоптатов крови, продемонстрировав, что они могут контролировать до сотен различных раковых мутаций в образцах крови отдельных пациентов, с потенциалом для выявления рецидивов рака и принятия обоснованных решений о лечении – за годы до того, как традиционные подходы смогут выявить повторный рак.
В новом исследовании ученые проверили свой подход на образцах крови пациентов с раком молочной железы. Рак молочной железы является наиболее смертоносным, когда он возвращается, часто спустя годы после первого лечения этого заболевания. Существующая диагностика еще недостаточно чувствительна, чтобы определить, устраняла ли первоначальная терапия пациента болезнь или оставила опухолевые клетки, представляющие опасность в будущем, и к тому времени, когда рак обнаруживается во второй раз, часто уже слишком поздно останавливаться.
Команда разработала индивидуальные тесты биопсии крови для отдельных пациентов на основе последовательности ДНК опухоли каждого пациента. Затем исследователи провели ретроспективный анализ, чтобы найти ДНК опухоли в образцах крови, собранных в банках у пациентов с раком молочной железы, которые были диагностированы, пролечены и проверены на предмет рецидива заболевания в течение последних 13 лет. Команда обнаружила ДНК рака в образцах крови пациентов, собранных в среднем за 18 месяцев и до трех лет, прежде чем был диагностирован метастатический рецидив.
«Используя индивидуальный подход – поиск множества мутаций, специфичных для рака одного пациента, – мы могли бы значительно повысить нашу чувствительность к обнаружению следов раковой ДНК у пациентов, которые завершили первоначальный план лечения», – сказал старший автор Виктор Адальштайнссон, заместитель директора. Центра Герстнера в Броуде. «И с этой чувствительностью мы могли бы идентифицировать остаточный рак из образцов крови, взятых за много месяцев до многих лет, прежде чем повторный случай был диагностирован с помощью стандартных подходов».
«Наша цель – превратить пациентов, у которых развилась метастатическая болезнь, в пациентов, которые этого не сделают», – сказал соавтор Хезер Парсонс, медицинский онколог в Институте рака Дана-Фарбер и ассоциированный ученый в Броуде. «В будущем, если мы сможем найти этих пациентов с остаточным раком достаточно рано, определить, получат ли они пользу от другого курса терапии, и дать им эффективное дополнительное лечение, мы могли бы потенциально изменить течение их болезни».
Индивидуальная биопсия крови
Чтобы разработать чувствительный, персонализированный тест на биопсию крови, исследовательская группа использовала секвенирование ДНК целого экзома из биопсии опухоли пациента, чтобы найти большой «отпечаток» генетических мутаций для каждого пациента. Команда смогла отследить до нескольких сотен различных связанных с раком мутаций в образцах пациента, что повысило их шансы обнаружить небольшое количество раковой ДНК в крови.
Исследователи использовали этот тест для изучения образцов от 142 пациентов, получавших лечение на ранней стадии рака молочной железы, которые предоставили свои данные для научных исследований. Эти пациенты давали образцы крови в различные моменты времени во время лечения и последующих наблюдений, в том числе примерно через 12 месяцев после операции, когда был составлен их первоначальный план лечения. Затем пациенты находились под наблюдением на предмет рецидива рака в течение 13 лет.
Для шести пациентов анализ биопсии крови выявил признаки рака в собранных ими пробах, взятых через год после операции. У всех этих людей позже был диагностирован метастатический рецидив в среднем через 18 месяцев и до трех лет после сдачи образца крови. Двадцать шесть других пациентов дали отрицательный результат в образцах крови через год после операции, но все еще развились рецидивы; Рак у этих пациентов, как правило, появлялся в течение более длительного среднего периода времени, вплоть до 10 лет спустя. У оставшихся пациентов в группе не было записей о возвращении болезни.
Исследователи обнаружили, что у них больше шансов предсказать рецидив в тех случаях, когда биопсия опухоли пациента дала им данные о большом количестве мутаций для поиска и когда рецидив произошел в течение этого трехлетнего периода. Для пациентов, у которых рак рецидивировал много лет спустя, команда подозревает, что любая ДНК рака, задерживающаяся в крови через год после операции, все еще находилась на слишком низком уровне, чтобы ее можно было обнаружить.
В дальнейшем исследователи планируют провести секвенирование всего генома, а не секвенирование всего экзома, биопсии опухоли, чтобы собрать еще больше информации на пациента и повысить чувствительность биопсии крови. Команда также изучает возможности изучения образцов крови, взятых у пациентов чаще в течение длительных периодов времени, и дополнительно исследует, могут ли вмешательства в реальном времени для пациентов с обнаруживаемым остаточным заболеванием иметь значимое клиническое влияние.
«Сейчас мы работаем над дальнейшим совершенствованием технологии, чтобы охватить как можно больше таких пациентов», – сказал Адальштайнссон. “Когда мы действительно обнаружили остаточное заболевание в крови после начальных курсов лечения, это было сильным предиктором будущего рецидива. Хотя это было ретроспективное исследование, если биопсия крови может дать клиницистам это раннее предупреждение в режиме реального времени, это может обеспечить возможность изменить исход пациента“.
«Мы прилагаем все усилия, чтобы убедиться, что это поддающиеся проверке результаты, которые действительно могут изменить обслуживание пациентов», – добавил Парсонс. «Мы знаем, что пациенты хотят эту технологию как можно скорее».