Påvisning af cirkulerende tumorceller og cellefri DNA
* Den 1. juni 2016 godkendte FDA en flydende biopsitest til påvisning af EGFR-mutationer hos mennesker med ikke-småcellet lungekræft. Dette er den første "blodprøve", der er godkendt til vurdering og behandling af lungekræft.
Hvad er en flydende biopsi? Din onkolog kan have nævnt denne nye metode til evaluering af lungekræft, eller du kan have hørt om denne teknik, mens du forsker på din kræft online.
Hvilken form for procedure er dette, hvornår kan det gøres, hvad er fordele og ulemper, og hvor er vi på vej med dette aspekt af præcisionsmedicin til lungekræft?
Hvad er en flydende biopsi?
Du er måske bekendt med konventionelle lungekræftbiopsier. For at diagnosticere lungekræft er en prøve af tumoren opnået på en eller anden måde. Efterhånden som behandlingen fortsætter, kan der være behov for yderligere biopsier for at se, om tumoren er "udviklet" - det er, hvis den har udviklet nye mutationer, som gør den resistent over for den nuværende behandling.
Ville det ikke være dejligt, hvis de traditionelle biopsier (i det mindste nogle alligevel) kunne erstattes med en simpel blodprøve? For lungekræft, i det mindste at overvåge nogle mennesker med en specifik molekylær profil, bliver dette ønske til virkelighed.
Der er meget, vi ved ikke, når det drejer sig om mulighederne for flydende biopsier til overvågning af lungekræftdiagnose og behandling, men vi deler noget af det, vi kender i dag.
I øjeblikket betragtes alle flydende biopsier i undersøgelsen for diagnosticering og behandling af lungekræft og bør ikke anvendes alene til at lede diagnose eller behandlingskontrol af denne type kræft.
Typer af flydende biopsier
Hvordan kan en blodtegning bidrage til at overvåge en kræft?
Hvordan kommer cellerne derhen? Det er nyttigt at begynde med at tale om præcis, hvad læger søger efter i en væskebiopsi (blod) prøve fra en person med kræft. Vi ved, at tumorceller, og oftere dele af tumorceller, ofte afbryder fra en tumor og går ind i blodbanen. Dette betyder ikke, at en tumor er metastatisk, og fragmenter af kræftceller kan forekomme i blodet selv i de tidligere kræftstadier. I forskningen hidtil har forskere været på udkig efter et af følgende:
- Cirkulerende tumorceller (CTC'er) - Dette refererer til tumorceller, der kan findes i blodbanen hos nogle mennesker med kræft. Hidtil er CTC'er vigtigere for andre kræftformer end ikke-småcellet lungekræft og anvendes primært til at bestemme prognosen for disse kræftformer. Der er nogle tegn på, at CTC kan hjælpe med småcellet lungekræft, og i en undersøgelse havde 85 procent af patienter med småcellet lungekræft CTC. Evaluering af disse CTC'er hos patienter med småcellet lungekræft synes at være prædiktiv for overlevelse.
- Cell-frit (cirkulerende) tumor-DNA (ctDNA) - I modsætning til hele tumorceller, der er mindre almindeligt forekommende i blodet, kan disse prøver påvise fragmenter af tumorceller, som er brudt af en tumor og kaste ind i blodbanen. Dette kan forekomme fra enten den primære tumor eller metastatiske tumorer. Dette ctDNA blev fundet i en undersøgelse for at være til stede i 82 procent af kræftpatienter med ikke-hjerne solide tumorer. Det blev fundet i tumorer i alle faser, men var mere sandsynligt at blive fundet med højere stadier af kræft.
- Tumor RNA i blodplader - Du har sikkert hørt mindre om tumor RNA i blodplader end CTC og ctDNA, men dette er et andet spændende område under overskriften flydende biopsier. Blodplader er kendt for deres evne til at optage RNA fra tumorer og kan spille en rolle i spredningen af kræft.
Hidtil er FDA-godkendelse kun blevet givet til brug af CTC'er som et middel til at estimere prognose (og nu ctDNA til at detektere EGFR-mutationer), men brugen af ctDNA og tumor-RNA i blodplader vil sandsynligvis give mere hjælp til overvågning af kræft i takt med tiden på.
Flydende biopsi vs konventionel vævsbiopsi - hvorfor spændingen og hvad kunne det se ud?
Du kan undre dig over, hvorfor der er så meget spænding i luften over muligheden for at følge nogle kræftformer med flydende biopsier.
Vi vil fremhæve nogle mulige fordele og ulemper nedenfor, men lad os først sammenligne et eksempel på hvordan lungekræft kan overvåges og behandles med og uden brug af disse biopsier.
Hvordan kan lungekræft ledelse ændre sig ved diagnose?
Forestil dig at du nyligt er diagnosticeret med ikke-småcellet lungekræft. Normalt er diagnosen lavet ved hjælp af konventionelle lungekræftbiopsier med væv taget af enten:
- En nålbiopsi
- En endobronchial ultralyd og biopsi (en nål indsat i en tumor gennem et bronchialt rør under en bronkoskopi)
- En åben lungebiopsi (enten en thoracoscopy, hvor et tændt instrument indsættes gennem små huller i brystet eller en thoracotomi, der involverer et snit gennem brystvæggen for at få adgang til lungerne)
Disse nuværende biopsiteknikker alle bærer risikoen for infektion, blødning, sammenbrud af en lunge (pneumothorax) og selvfølgelig smerte.
Når vævet er opnået, sendes det til patologen at se på under mikroskopet og også til specielle tests, der søger specifikke genetiske abnormiteter i tumorcellerne. Dette gen (eller molekylære) profilering tager ofte flere uger (ofte fem til seks), før resultaterne er tilgængelige. Hvis en genetisk abnormitet (såsom en EGFR-mutation) findes, kan behandlingen påbegyndes med et målrettet lægemiddel, såsom tyrosinkinasehæmmeren Tarceva (erlotinib.).
Med en flydende biopsiteknik kan man i stedet for at gøre en invasiv biopsi, såsom en nålbiopsi, for at opnå væv til genprofilering (specifikt genmutationstest for de to mutationer, testen kan testes for øjeblikket), en simpel blodtegning kan gøres - en meget mindre invasiv test. Og i stedet for at vente uger på resultaterne kunne hurtig plasma genotyping give resultater i omkring tre dage. Så på tidspunktet for diagnosen kunne patienter med en EGFR-mutation have mutationen opdaget ikke kun gennem en langt mindre invasiv test, men kunne påbegyndes på en terapi for at behandle denne mutation om få dage. (Vi er endnu ikke der med teknologien til at "finde" andre genetiske abnormiteter som ALK omlejringer og ROS1 omlejringer .)
Hvordan kunne overvågning af lungekræft ændre?
Endnu mere spændende er muligvis muligheden for at anvende flydende biopsier til at overvåge mennesker, der allerede behandles med en medicin, der målretter mod en EGFR-mutation.
På nuværende tidspunkt overvåges sygdomsforløbet ved at foretage periodiske CT-scanninger for at se væksten af tumoren, når en person er startet på en EGFR-hæmmer som Tarceva. Vi ved, at stort set alle tumorer vil udvikle resistens over for disse lægemidler i tide, men denne tidsperiode varierer betydeligt mellem forskellige mennesker. Hvordan kan du vide, hvornår den tid er kommet? Traditionelt lærer vi at ved tumor har udviklet modstand, når en scanning (som en CT scan eller PET scan) viser, at tumoren er begyndt at vokse igen. Det meste af tiden (medmindre symptomer tyder på, at kræft er forværret), lærer patienterne, at deres medicin er ophørt med at arbejde, når de får resultaterne af en scan, der viser, at en tumor vokser igen.
På den tid stoppes medikamentet, og folk står igen over for at lave en anden biopsi for at evaluere tumoren for at se efter de ændringer, der gjorde det resistent. Som nævnt ovenfor bærer konventionelle lungebiopsier risikoen for en mere invasiv procedure, og igen tager det uger uden behandling at kende resultaterne og forstå, hvor de skal gå videre.
I modsætning hertil kunne en læge med en flydende biopsi udført regelmæssigt fortælle meget hurtigere, om en tumor er blevet resistent overfor en medicin. Det har vist sig i studier, at disse ændringer fremkommer i ctDNA længe før ændringer relateret til resistens vises på en CT scan. I løbet af denne tidsperiode - mellem når en blodprøve viser resistens og det findes på en CT-scanning - vil folk bruge en medicin, der ikke længere er effektiv og håndterer bivirkninger af et lægemiddel, der ikke er nødvendigt. Det betyder også en længere periode, før de kan skiftes til en effektiv terapi.
Med de flydende biopsi-resultater, der viser resistens, kunne tumorprøven (fra en flydende biopsi) evalueres, og patienten kunne derefter ændres til en næste generations medicin, der målretter mod genmutationen eller muligvis en anden type terapi, såsom kemoterapi eller immunterapi .
Tumorheterogenicitet og flydende biopsier
En anden potentiel fordel, at en flydende biopsi kunne have over en konventionel lungekræftbiopsi, er relateret til tumor heterogenitet. Vi ved, at lungecancer er heterogene, hvilket betyder, at forskellige dele af tumoren (og især forskellige tumorer som den primære tumor og en metastase) kan være noget anderledes i deres molekylære egenskaber. For eksempel er en mutation til stede i cancerceller i en del af tumoren muligvis ikke til stede i celler i en anden del af tumoren. For at forstå dette er det nyttigt at indse, at kræft er vedvarende at ændre sig, udvikle nye egenskaber og mutationer.
En konventionel biopsi er begrænset, idet den kun prøver et specifikt vævsområde. En væskebiopsi kan derimod være mere tilbøjelige til at afspejle tumorens egenskaber som helhed. Dette har allerede været set i undersøgelser, hvor en handlingerbar drivermutation kan detekteres af en flydende biopsi, der ellers ville blive savnet på en vævsbiopsi.
Fordele ved flydende biopsi over konventionel biopsi
For virkelig at forstå spændingen, men også de mulige begrænsninger af væskeformig biopsi-prøveudtagning, kan det hjælpe med at liste nogle af de mulige fordele og ulemper ved proceduren.
- Resultaterne af en flydende biopsi er tættere på "realtid". Med andre ord kan de muliggøre tidligere evaluering af effekt og resistens af en tumor under behandlingen. Når en vævsbiopsi er udført, kræver resultater af molekylær profilering (genprofilering) på tumoren sædvanligvis flere uger (ofte fem til seks), mens genmutationstest på en væskeformig biopsiprofil tager kun omkring tre dage. Dette er den tid, i hvilken specifik behandling kan anvendes, eller hvor en næste generations målrettet medicin kan anvendes, hvis tumoren viser sig at være resistent.
- Den flydende biopsi-procedure i sig selv er hurtigere end en konventionel biopsi.
- Flydende biopsier er mindre invasive.
- Nogle tumorer er i områder, der er vanskelige at få adgang til for at gøre en konventionel vævsbiopsi.
- Nogle tumorer og metastaser er ikke ideelle prøver til genprofilering - for eksempel knoglemetastaser
- Flydende biopsier tillader tumor heterogenitet. Som nævnt ovenfor er de fleste tumorer heterogene. En flydende biopsi kan muligvis give prøver mere sandsynligt at repræsentere tumoren som helhed i modsætning til en konventionel biopsiprøve, som kun ville repræsentere cellerne i den pågældende del af tumoren.
- Det er sandsynligt, at væskebiopsiteknikker til sidst vil være billigere end konventionelle biopsier.
- Flydende biopsier bærer en lavere risiko for komplikationer end konventionelle biopsiteknikker, såsom risikoen for infektion, blødning og sammenbrud i lungerne (pneumothorax.) Disse komplikationer reducerer ikke kun livskvaliteten, men kan også medføre forsinkelser i behandlingen (og konsekvenserne af forsinkelser kan betyde tumorprogression.)
- Flydende biopsier er mindre smertefulde.
- Hvis en biopsi skal gentages på grund af utilstrækkeligt væv, er det meget lettere at gentage en blodtegning end genoprette en konventionel biopsi.
- Fremme af videnskaben om kræft. Ved at observere resultaterne af flydende biopsier udført hyppigere over tid, kan forskere lære mere om, hvordan tumorer ændrer sig genetisk over tid.
- Flydende biopsier kan hente mutationer, der savnes ved vævsprøveudtagning.
- Flydende biopsier - hvis de opdager resistens hurtigere - kunne hjælpe med at spare unødvendig behandling (og eventuelle bivirkninger, der går med den behandling), mens du maksimerer den tid, nogen bruger effektiv behandling.
- Flydende biopsier kunne teoretisk reducere mængden af stråling givet på grund af det nuværende behov for hyppige scanninger til overvågning af fremskridt.
Ulemper ved flydende biopsi
På nuværende tidspunkt er der meget at lære om flydende biopsier. De er også i øjeblikket begrænset til at detektere genmutationer som dem i EGFR (selvom der er tale om, at de snart kan bruges til at detektere translokationer og andre ændringer.) I de fleste typer af lungekræft, omsætning af kræftceller eller kræft-DNA forekommer kun i en forholdsvis lille andel lungecancer og påvirkes af kræftets type og stadium. Et negativt resultat fra en flydende biopsi betyder ikke, at kræft ikke er til stede i kroppen.
Nuværende status for flydende biopsier til lungekræft
Flydende biopsier anvendes primært til forskning i USA, selv om nogle onkologer bruger disse til at opdage eller overvåge patienter med EGFR mutationer. Når det er sagt, blev en flydende biopsitest - den første test af sin art for lungekræft - godkendt den 1. juni 2016 til evaluering af EGFR-mutationer hos patienter med ikke-småcellet lungecancer.
Mindst et stort kræftcenter tilbyder nu testen sammen med hurtig plasmagentotyping for alle patienter med ikke-småcellet lungekræft, enten på tidspunktet for diagnosen eller efter et tilbagefald / gentagelse af lungekræft .
I Europa bruges de i øjeblikket til personer med ikke-småcellet lungekræft til at evaluere for EGFR-mutationer og anses for nødvendige for at bestemme, om folk er kandidater til behandling med en tyrosinkinasehæmmer.
Hvad holder os tilbage?
Det kan være forvirrende, når man lærer om flydende biopsier, hvorfor denne teknik endnu ikke er udført i vid udstrækning. Hvad vi endnu ikke ved, er, hvor godt væskebiopsier vil opfylde to krav: nøjagtighed og pålidelighed. Det skal bestemmes, at væskebiopsier kan give samme information (eller bedre) end vævsbiopsier og konsekvent levere disse oplysninger.
Fremtiden
Det er svært at vide præcis, hvad potentialet for flydende biopsier er på dette stadium af forskningen, da de er så nye. I sidste ende er det håbet, at teknikken vil hjælpe ikke kun med at estimere prognose og overvågning af resistens, men som et screeningsværktøj til påvisning af kræft - selvom det stadig er en vej væk. På en eller anden måde er det et spændende aspekt af kræftforskning i æra med præcisionsmedicin.
Kilder:
Bettegowda, C., Sausen, M., Leary, R. et al. Påvisning af cirkulerende tumor-DNA i tidlig og sent stadium menneskelige maligniteter. Science Translational Medicine
Imamura, F., Uchida, J., Kukita, Y. et al. Overvågning af behandlingsresponser og klonal udvikling af tumorceller ved at cirkulere tumor-DNA fra heterogene mutante EGFR-gener i lungekræft. Lungekræft . 2016. 94: 68-73.
Jiang, T., Ren, S. og C. Zhou. Rolle af cirkulerende tumor-DNA-analyse i ikke-småcellet lungekræft. Lungekræft . 2015. 90 (2): 128-34.
Karachaliou, N., Mayo-de-Las-Casas, C., Molina-Vila, M. et al. Real-time væske biopsier bliver en realitet i kræftbehandling. Annaler om Translational Medicine . 2015. 3 (3): 36.
Mahaswaran, S., Sequist, L., Nagrath, S. et al. Påvisning af mutationer i EGFR i cirkulerende lungecancerceller. New England Journal of Medicine . 2008. 359 (4): 366-77.
Sacher, A., Paweletz, C., Dahlberg, S. et al. Prospective Validation of Rapid Plasma Genotyping for Detektion af EGFR og KRAS Mutationer i Avanceret Lungekræft. JAMA Oncology . Udgivet online 7. april 2016.
Santarpia, M., Karachaliou, N., Gonzalez-Cao, M. et al. Mulighed for cellefri cirkulerende tumor DNA test for lungekræft. Biomarkører i medicin . 2016. 10 (4): 417-30.