Cirkulerande tumör-Dna en ny Generation av Cancerbiomarkörer
Månadens Genomförskott
cirkulerande tumör-DNA: en ny generation cancerbiomarkörer
av Elizabeth Burke, Ph.D.
Intramural postdoktor, NHGRI
under många år har forskare varit på jakt efter att identifiera en icke-invasiv cancerbiomarkör – en biologisk molekyl som finns i blodet som indikerar förekomst av sjukdom. Deras förhoppning var att det skulle ge en mer effektiv och patientvänlig metod för upptäckt, övervakning och behandling av cancer. På grund av cancerens natur har det dock visat sig vara en utmaning att identifiera en effektiv biomarkör.
nu, med de senaste framstegen inom sekvenseringsteknik, har en lösning hittats. Ett stort antal cancergenomsekvenseringsstudier har kollektivt identifierat de genetiska förändringarna som får mänskliga tumörer att växa och utvecklas. Som ett resultat av deras resultat har forskare upptäckt att praktiskt taget alla cancerformer bär somatiska DNA-mutationer. Till skillnad från ärftliga mutationer som överförs från förälder till barn och finns i varje cell i kroppen, bildas somatiska mutationer i DNA hos enskilda celler under en persons liv. Eftersom dessa somatiska mutationer endast finns i tumörcell-DNA, ger de en extremt specifik biomarkör som kan detekteras och spåras.
även om en tumör i sig är den viktigaste källan till tumör-DNA, är det invasivt, riskabelt och ofta inte möjligt att förvärva DNA genom en biopsi. Lyckligtvis har forskare upptäckt att döende tumörceller släpper ut små bitar av deras DNA i blodomloppet. Dessa bitar kallas cellfritt cirkulerande tumör-DNA (ctDNA). Februari ‘ s Genome Advance of the Month beskriver en ny studie, publicerad i februari 19, 2014, utgåva av Science Translational Medicine, som undersöker potentialen för screening av ctDNA för somatiska mutationer som ett sätt att upptäcka och följa utvecklingen av en patients tumör.
forskargruppen började med att identifiera minst en somatisk mutation som finns i tumörerna hos 187 patienter med 17 olika typer av avancerad cancer. För att göra detta använde de ett differentierat tillvägagångssätt för varje patient: de började genom att sekvensera flera gener som vanligtvis muterades i cancer, och om ingen mutation hittades utvidgade de sin sökning och sekvenserade alla proteinkodande regioner i genomet eller hela genomet själv. CtDNA närvarande i patienternas blod undersöktes sedan för den specifika somatiska mutationen som identifierades i deras tumör. Forskarna kunde upptäcka ctDNA somatisk mutation för 82 procent av patienterna med metastatiska tumörer utanför hjärnan. I jämförelse hade 55 procent av patienterna med tidiga stadier av cancer detekterbara nivåer av ctDNA-mutationer i blodet.
från dessa fynd upptäckte de att andelen patienter med detekterbara nivåer av ctDNA i blodet korrelerade med cancerstadiet. Medan endast 47 procent av patienterna med stadium i-cancer hade detekterbar ctDNA, var andelen patienter med stadium II, III och IV cancer 55, 69 respektive 82 procent. Dessutom fann forskarna att koncentrationen av ctDNA i blod ökade när cancerstadiet ökade. Detta tyder på att helt enkelt mäta nivån av ctDNA i patientens blod kan användas i framtiden som ett sätt att avgöra hur avancerad deras cancer är. Faktum är att när forskarna mätte ctDNA-koncentrationen hos 206 kolorektala cancerpatienter såg de att patienter med lägre blodnivåer av ctDNA levde betydligt längre än de med högre nivåer av ctDNA.
förutom dess potentiella roll som detekterings-och prognostisk metod utvärderades ctDNA också som ett sätt att övervaka tumörprogression och testa om en patients tumör skulle svara på riktade läkemedelsbehandlingar. Forskarna undersökte ctDNA närvarande i blodet hos 24 kolorektala cancerpatienter vars tumörer först hade svarat på en specifik geninriktad terapi, men utvecklades sedan medan de fortfarande behandlades. Patienternas ctDNA screenades för mutationer både före och efter behandlingen. Forskarna hittade nya somatiska mutationer som förhindrar att läkemedlet fungerar som bildas under patientens behandling. Eftersom patienterna såg ett initialt tumörsvar på läkemedlet, tyder detta på att läkemedlet ursprungligen var effektivt för att döda tumörceller men att bildandet av de nya mutationerna stoppade läkemedlet från att fortsätta arbeta. Denna värdefulla information skulle indikera för läkare att patienternas tumörer inte längre svarar och annan behandling är nödvändig.
författarna till denna studie visade att ctDNA-testning kunde tillämpas på varje stadium av cancerpatientvård. De visade att ctDNA detekteras i de flesta typer av cancer i både tidiga och avancerade stadier, vilket tyder på att det kan användas som en effektiv screeningmetod för de flesta patienter. En mätning av nivåerna av ctDNA i blod kan också användas för att snabbt uppskatta en patients stadium av cancer och överlevnadschanser. Slutligen uppvisade författarna nyttan av ctDNA vid övervakning av tumörernas svar på behandling och bestämning av vilka läkemedel som kan vara effektiva i framtiden.
sammantaget verkar ctDNA vara en extremt effektiv och fördelaktig biomarkör. Eftersom det finns i blodet ger det en icke-invasiv och därmed mindre riskabel alternativ metod till upprepade tumörbiopsier för att övervaka Tumörprogression. Medan ytterligare studier måste utföras innan den når kliniken, visar bevisen i denna studie den enorma potentialen hos ctDNA för att förbättra tidig upptäckt och behandling av cancer.
Läs artikeln
Bettegowda C, Sausen M, Leary RJ, Kinde jag, Wang Y, Agrawal N, Bartlett BR, Wang H, Luber B, Alani RM, Antonarakis ES, Azad NS, Bardelli En, Brem H, Cameron JL, Lee CC, Fecher LA, Gallia GL, Gibbs S Le D, Giuntoli RL, Goggins M, Hogarty VD, Holdhoff M, Hong S, Jiao Y, Juhl HH, Kim JJ, Siravegna G, Laheru DA, Lauricella C, Lim M, Lipson EJ, Marie SK, Netto GJ, Oliner KS, Olivia A, Olsson L, Riggins GL, Sartore-Bianchi A, Schmidt K, Shih jag, Oba-Shinjo SM, Siena S, Theodorescu D, Slips J, Lyssna TT, Veronese S, Wang T, Weingart JD, Wolfgang CL, Trä LD, Xing D, Hruban RH, WU J, Allen PJ, Schmidt CM, Choti MA, Velculescu VE, Kinzler KW, Vogelstein B, Papadopoulos N, Diaz LA. Detektion av cirkulerande tumör – DNA i tidiga och sena stadier av mänskliga maligniteter. Sci. Transl. Med, 6(224): ra24. 2014.
överst på sidan
Senast uppdaterad: 3 juli 2014
