Что такое жидкостная биопсия?
Жидкостная биопсия представляет собой новейший метод диагностики на основе образца крови.
В основе метода лежит анализ следовых количеств ДНК опухолевых клеток, свободно циркулирующих в крови.
Жидкостная биопсия — это неинвазивная и экономичная альтернатива традиционным методам биопсии. Технология основана на поиске мутаций в циркулирующей опухолевой ДНК (цоДНК) и позволяет проводить мониторинг прогрессии заболевания после резекции опухоли или в ходе лекарственного лечения, оценивать эффективность противоопухолевой терапии, а также может быть полезна при выборе наиболее оптимального лечения.
Откуда берется циркулирующая ДНК?
В процессе некроза и апоптоза как нормальных клеток организма, так и опухолевых клеток фрагменты ДНК высвобождаются из ядра и могут попадать в кровоток.
Такую свободно циркулирующую в крови ДНК можно детектировать, выделять и изучать!
Каковы преимущества
жидкостной биопсии?
- Жидкостная биопсия позволяет изучить спектр мутаций в опухоли даже в тех случаях, когда материал опухоли недоступен (невозможно сделать биопсию, отсутствуют парафиновые блоки с материалом опухоли и т.д.)
- Тест позволяет выявить мутации одновременно и в первичной опухоли, и в метастазах.
- В отличие от традиционной тканевой биопсии, жидкостная биопсия — это неинвазивная процедура. Для проведения теста не требуется хирургическое вмешательство; также нет необходимости в госпитализации. Данный анализ не имеет побочных эффектов и не вызывает ухудшения самочувствия.
- Проведение жидкостной биопсии в целях мониторинга прогрессии и эффективности лечения возможно даже после резекции опухоли.
- В отличие от большинства стандартных методов диагностики, проведение жидкостной биопсии возможно с той частотой, которая необходима для мониторинга.
- Жидкостная биопсия обладает высокой чувствительностью и специфичностью, позволяя детектировать мутации при их содержании в опухоли вплоть до 0,5–1%.
Сравнение традиционной тканевой биопсии опухоли и жидкостной биопсии
- Оперативное вмешательство требует четкой клинической предпосылки (уверенности в наличии опухоли).
- Возможность проведения исследования зависит от состояния пациента и доступности опухоли.
- Не подходит для периодического мониторинга прогрессирования и рецидива заболевания.
- Высокая стоимость инвазивного вмешательства.
- Риск послеоперационных осложнений.
- Исследование мутационного статуса на материале опухоли актуально только до начала лечения.
- В спорных случаях может использоваться для ранней диагностики опухоли.
- Технология позволяет изучать опухоль вне зависимости от ее локализации.
- Возможна диагностика метастазов в реальном времени.
- Ранняя диагностика рецидива.
- Мониторинг ответа опухоли на лечение.
- Неинвазивная процедура, материал для исследования: венозная кровь.
- Тест позволяет оценить гетерогенность опухоли.
- Возможность проведения анализа с необходимой частотой.
Какие задачи позволяет решать жидкостная биопсия?
или метастаз на ранней
стадии
прогрессии у радикально
пролеченных больных
опухоли
резистентности к терапии
наиболее эффективной
противоопухолевой
терапии
эффективность
проводимого лечения
минимальной остаточной
болезни
В каких случаях рекомендуется жидкостная биопсия?
Проведение жидкостной биопсии может быть рекомендовано пациентам:
- C диагностированным раком в случае отсутствия материала опухоли с целью изучения молекулярного профиля опухоли и подбора оптимальной терапии.
- C диагностированной опухолью с неизвестным первичным очагом с целью изучения молекулярного профиля опухоли, уточнения диагноза и подбора оптимальной терапии.
- C диагностированным раком в процессе лечения для оценки эффективности терапии.
- Находящимся в стадии клинической ремиссии с целью мониторинга и ранней диагностики прогрессирования заболевания.
- После удаления опухоли с целью мониторинга и раннего выявления возможного рецидива.
Жидкостная биопсия — один из наиболее перспективных методов молекулярной диагностики в онкологии
В основе теста лежит метод секвенирования нового поколения (next generation sequencing, NGS).
Метод предназначен для поиска точечных мутаций и небольших делеций и инсерций, и не позволяет диагностировать вариации числа копий генов и участков хромосом, транслокации и другие хромосомные перестройки.
Метод позволяет проводить одновременный поиск мутаций сразу во многих генах, отвечающих за развитие рака и чувствительность опухоли к терапии.
В силу того, что разные опухоли одного и того же типа несут в себе различный набор молекулярных изменений и потому по-разному реагируют на лекарственную терапию, определение т.н. молекулярного профиля каждой опухоли (спектра мутаций, выявленных в опухоли) представляет собой важнейшую задачу, стоящую перед клиницистами.
молекулярного профиля опухоли Жидкостная биопсия
и гетерогенность опухоли
Молекулярная характеристика опухоли позволяет перейти от стратегии «единый
стандарт лечения для всех» к т.н. персонализированной медицине.
Стандартный
подход.
При стандартном
подходе к лечению
только часть пациентов
отвечают на
предложенную терапию
подход к терапии.
Терапия может быть различной
в зависимости от наличия
мутаций в разных генах
Примером может служить рак легкого:
При наличии активирующих мутаций в гене EGFR при раке легкого пациентам могут быть назначены таргетные препараты — ингибиторы тирозинкиназы EGFR (гефитиниб, эрлотиниб, афатиниб). В случае, если в опухоли присутствует мутация T790M в 20 экзоне EGFR, ассоциированная с резистентностью к ингибиторам EGFR I и II поколений, пациенту сразу может быть назначен ингибитор III поколения — осимертиниб.
При наличии мутаций в гене BRAF пациентам рекомендована комбинированная терапия ингибиторами BRAF и MEK1/2 — дабрафенибом и траметинибом. В случае же наличия мутаций в гене MET рекомендуется назначение ингибитора тирозинкиназ ALK/ROS1/MET — кризотиниба.
Жидкостная биопсия позволяет обойти основную проблему, связанную с подбором терапии на основе молекулярного профиля опухоли – гетерогенность опухоли.
Основные проблемы, затрудняющие применение молекулярно-генетической диагностики рака в клинической практике:
- Каждая опухоль гетерогенна. Это означает, что в разных клетках одной опухоли могут встречаться различные мутации. При взятии биопсии или сохранении биоматериала в парафиновом блоке после резекции опухоли в образец попадает случайно выбранный фрагмент опухоли.
- В ходе роста и развития опухоли спектр мутаций в ней может меняться.
- Биопсия опухоли может не отражать реальный мутационный статус, например, если речь идет о биопсии первичной опухоли при метастатическом заболевании.
- Любая терапия (химиотерапия, таргетная терапия, иммунотерапия, лучевая терапия) практически всегда вызывает изменение мутационного профиля опухоли.
- В ходе лекарственной терапии в опухоли зачастую возникают новые мутации, определяющие резистентность (устойчивость) к терапии, в связи с чем исследование образца опухоли имеет смысл только до начала лечения.
Преимущество жидкостной биопсии перед другими методами молекулярно-генетического анализа опухоли заключается в отсутствии привязки к месту взятия образца на анализ, в связи с чем анализируется весь спектр мутаций в опухоли, как в первичном очаге, так и во вторичных (метастазах).
Применение жидкостной биопсии
для различных типов рака
BRAF, KRAS, NRAS, PIK3CA
Клиническая значимость отдельных генов
Наличие мутации в 600 кодоне гена BRAF (V600) может влиять на выбор терапии для пациентов с раком толстой кишки (РТК): таким пациентам не рекомендовано назначение ингибиторов EGFR (панитумумаба или цетуксимаба), поскольку вероятность ответа опухоли на терапию у них значительно снижена. Анализ мутаций в гене BRAF при РТК входит в рекомендации ведущих онкологических сообществ в России и за рубежом: Европейского общества медицинской онкологии (European Society for Medical Oncology, ESMO), Национальной онкологической сети США (National Comprehensive Cancer Network, NCCN), Российского общества клинической онкологии (RUSSCO).
Наличие мутации в гене KRAS или NRA0S при РТК также делает опухоль нечувствительной к ингибиторам EGFR. Исследование этих генов входит в рекомендации по лечению РТК NCCN и RUSSCO.
Мутации в гене PIK3CA могут быть ассоциированы с ответом на противоопухолевое лечение аспирином при РТК.
BRAF, KIT, NRAS
Клиническая значимость отдельных генов
При наличии активирующей мутации в 600-м кодоне гена BRAF (V600) больным меланомой рекомендовано назначение таргетной терапии ингибиторами BRAF (вемурафенибом, дабрафенибом) и их комбинацией с ингибиторами MEK1/2 (траметинибом, кобиметинибом). Анализ мутаций в гене BRAF при меланоме входит в рекомендации ведущих онкологических сообществ в России и за рубежом: Европейского общества медицинской онкологии (European Society for Medical Oncology, ESMO), Национальной онкологической сети США (National Comprehensive Cancer Network, NCCN), Российского общества клинической онкологии (RUSSCO).
При наличии мутации в гене KIT у пациентов с меланомой им может быть рекомендована терапия таргетным препаратом иматинибом. Анализ мутаций в этом гене входит в рекомендации по лечению меланомы NCCN и RUSSCO.
Мутации в гене NRAS у пациентов с меланомой ассоциированы с повышенной выживаемостью по сравнению с мутациями в гене BRAF. Применение таргетной терапии для пациентов с мутациями в гене NRAS (в частности, ингибиторов MEK1/2) находится на стадии клинических испытаний.
ALK, BRAF, EGFR, ERBB2, KRAS, MET, PIK3CA, ROS1
Доказанная эффективность
К настоящему моменту ряд зарубежных профессиональных онкологических сообществ (Европейское общество медицинской онкологии (ESMO), Национальная онкологическая сеть США (NCCN), Европейское медицинское агентство (ЕМА) одобрили использование жидкостной биопсии для поиска мутаций в гене EGFR в клинической практике для пациентов с немелкоклеточным раком легкого (НМРЛ), кандидатов для назначения противоопухолевых препаратов-ингибиторов EGFR, у которых по какой-либо причине нет возможности провести анализ мутаций в опухолевом образце.
Кроме того, показано, что мониторинг мутаций в гене EGFR в крови позволяет детектировать появление мутаций, ассоциированных с резистентностью к ингибиторам тирозинкиназы EGFR (в частности, мутации T790M), за несколько месяцев до появления клинических признаков прогрессирования заболевания.
Клиническая значимость отдельных генов
При наличии активирующих мутаций в гене EGFR при раке легкого пациентам могут быть назначены таргетные препараты — ингибиторы тирозинкиназы EGFR (гефитиниб, эрлотиниб, афатиниб). В случае, если в опухоли присутствует мутация T790M в 20-м экзоне EGFR, ассоциированная с резистентностью к ингибиторам EGFR I и II поколений, пациенту сразу может быть назначен сразу ингибитор III поколения — осимертиниб.
Мутации в гене KRAS встречаются в 25–30% случаев аденокарциномы легкого; исследования показывают, что они могут быть ассоциированы с устойчивостью к ингибиторам EGFR. Исследование гена KRAS при раке легкого входит в рекомендации NCCN и Российского общества клинической онкологии (RUSSCO).
Точечные мутации в генах ALK и ROS1 могут приводить к резистентности опухоли к таргетному препарату кризотинибу — ингибитору тирозинкиназ ALK/ROS1/MET, назначаемому тем пациентам, в опухоли у которых была обнаружена транслокация ALK или ROS1.
Мутации в гене BRAF наблюдаются в 1–4% всех случаев НМРЛ; пациентам с мутациями в этом гене рекомендована комбинированная таргетная терапия дабрафенибом и траметинибом, ингибиторами BRAF и MEK1/2 соответственно. Исследование мутаций в гене BRAF при раке легкого входит в рекомендации NCCN и RUSSCO.
В 2–4% случаев НМРЛ в опухоли обнаруживаются мутации в гене ERBB2 (HER2); в этих случаях, согласно рекомендациям NCCN, пациентам может быть назначена терапия ингибиторами ERBB2. Тестирование на наличие мутаций в гене HER2 также входит в рекомендации RUSSCO.
Мутации в гене MET встречаются в 3–5% случаев НМРЛ; в частности, мутации, приводящие к пропуску (скиппингу) 14-го экзона являются важными драйверами развития опухоли. В соответствии с рекомендациями NCCN пациентам с такими мутациями может быть рекомендовано назначение ингибитора тирозинкиназ ALK/ROS1/MET — кризотиниба.
Мутации в гене PIK3CA выявляются в 1–3% случаев НМРЛ и ассоциированы с резистентностью к терапии ингибиторами EGFR.
список 57 генов
Для других типов рака оценка прогноза и выбор терапии также могут сильно зависеть от наличия в опухоли мутаций в тех или иных генах. Часть таких генов включена в рекомендации по лечению злокачественных новообразований: Европейского общества медицинской онкологии (European Society for Medical Oncology, ESMO), Национальной онкологической сети США (National Comprehensive Cancer Network, NCCN), Российского общества клинической онкологии (RUSSCO). Однако и в тех случаях, когда определенные гены не входят в рекомендации, информация о мутациях в них может быть полезна для оценки прогноза или для мониторинга заболевания, а также для подбора терапии в сложных ситуациях, например, когда остальные варианты исчерпаны.
Примеры генов, включенных в российские и зарубежные рекомендации по лечению злокачественных опухолей
| Тип рака | Список генов |
|---|---|
| Глиома | BRAF, IDH1, IDH2 |
| Медуллобластома | APC, CTNNB1, TP53 |
| Рак эндометрия | MLH1, MSH6 |
| Рак почки | VHL |
| Рак щитовидной железы | BRAF, RET |
| Гастроинтестинальная стромальная опухоль | BRAF, KIT, PDGFRA |