Kinukumpleto namin ang isang serye ng mga artikulo tungkol sa cancer. Ngayon ay sasabihin sa iyo ng Atlas nang detalyado kung ano ang molecular testing at kung paano ito nakakaapekto sa diagnosis.
Upang maunawaan kung paano gumagana ang molecular diagnostics at kung anong lugar ang kanilang inookupahan sa oncology, dapat mo munang maunawaan ang mga mekanismong nagaganap sa tumor.
Mga proseso ng molekular sa mga tumor
Ang mga mutasyon sa proto-oncogenes at suppressor genes, na responsable para sa paghahati ng cell at kamatayan, ay humahantong sa katotohanan na ang cell ay huminto sa pagsunod sa mga tagubilin at hindi wasto ang synthesize ng mga protina at enzyme. Ang mga proseso ng molekular ay naubusan ng kontrol: ang cell ay patuloy na naghahati, tumangging mamatay at nag-iipon ng genetic at epigenetic mutations. Samakatuwid, ang mga malignant neoplasms ay madalas na tinatawag na isang sakit ng genome.
Daan-daang libong mutasyon ang maaaring mangyari sa mga selula ng tumor, ngunit iilan lamang ang nakakatulong sa paglaki ng tumor, pagkakaiba-iba ng genetic, at pag-unlad. Tinatawag silang driver. Ang natitirang mga mutasyon, "pasahero" na mga mutasyon, ay hindi sa kanilang sarili na ginagawang malignant ang cell.
Lumilikha ang mga mutation ng driver ng mga natatanging populasyon ng mga cell, na nagbibigay ng pagkakaiba-iba ng tumor. Ang mga populasyon o clone na ito ay tumutugon nang iba sa paggamot, na ang ilan ay lumalaban at humahantong sa pagbabalik. Bilang karagdagan, ang iba't ibang sensitivity ng mga clone sa therapy ay maaaring humantong sa isang radikal na pagbabago sa molecular profile sa panahon ng paggamot: kahit na ang mga cell na hindi gaanong mahalaga sa simula ng populasyon ay maaaring makakuha ng isang kalamangan at maging nangingibabaw sa pagtatapos ng paggamot, na humahantong sa paglaban. at pag-unlad ng tumor.
Mga diagnostic ng molekular
Ang mga mutation ng driver, mga pagbabago sa dami o istraktura ng mga protina ay ginagamit bilang mga biomarker - mga target kung saan napili ang paggamot. Kung mas maraming target ang nalalaman, mas tumpak ang pagpili mula sa potensyal epektibong mga scheme paggamot.
Ang paghihiwalay ng mga mutation ng driver mula sa iba at pagtukoy sa molecular profile ng isang tumor ay hindi madali. Para sa layuning ito, ang teknolohiyang ginamit ay sequencing, fluorescence in situ hybridization (FISH), microsatellite analysis at immunohistochemistry.
Maaaring matukoy ng mga susunod na henerasyong paraan ng pagkakasunud-sunod ang mga mutation ng driver, kabilang ang mga nagiging sensitibo sa tumor sa naka-target na therapy.
Gamit ang teknolohiyang FISH, ang mga bahagi ng chromosome kung saan matatagpuan ang isang partikular na gene ay tinted. Ang dalawang konektadong maraming kulay na tuldok ay isang chimeric o fusion gene: kapag, bilang resulta ng muling pagsasaayos ng chromosome, ang mga seksyon ng iba't ibang mga gene ay magkakaugnay. Ito ay maaaring magresulta sa oncogene na nasa ilalim ng impluwensya ng regulasyon ng isa pang mas aktibong gene. Halimbawa, ang pagsasanib ng EML4 at ALK genes ay susi sa kaso ng kanser sa baga. Ang ALK proto-oncogene ay isinaaktibo sa ilalim ng impluwensya ng muling pagsasaayos na "kasosyo", na humahantong sa hindi makontrol na paghahati ng cell. Ang oncologist, na isinasaalang-alang ang muling pagsasaayos, ay maaaring gumamit ng gamot na ididirekta laban sa activated ALK gene product (Crizotinib).
Fluorescence in situ hybridization (FISH).
Ang pagsusuri ng microsatellite ay nagpapakita ng antas ng pagkagambala ng sistema ng pag-aayos ng DNA, at ang immunohistochemistry ay nagpapakita ng mga biomarker ng protina na matatagpuan sa ibabaw, sa cytoplasm at nuclei ng mga selula ng tumor.
Ang lahat ng mga pag-aaral na ito ay kasama sa bagong produkto ng Atlas biomedical holding - ang Solo test. Sa pagsusulit na ito, ang oncologist ay tumatanggap ng impormasyon tungkol sa molecular profile ng tumor at kung paano ito nakakaapekto sa potensyal na bisa. malawak na saklaw mga gamot na antitumor.
Sinusuri ni Solo ang hanggang 450 genes at biomarker upang masuri kung paano maaaring tumugon ang isang tumor sa mas naka-target na mga paggamot mga sakit sa oncological. Para sa ilan sa mga ito, ang pagsusuri ng biomarker ay idinidikta ng tagagawa. Para sa iba ay gumagamit sila ng data mga klinikal na pagsubok at mga rekomendasyon mula sa mga internasyonal na komunidad ng oncology.
Bilang karagdagan sa pagpili ng mga target para sa naka-target na therapy, ang molecular profiling ay makakatulong na matukoy ang mga mutasyon na gumagawa ng tumor na lumalaban sa isang partikular na paggamot, o mga genetic na tampok na nauugnay sa tumaas na toxicity at nangangailangan ng indibidwal na dosis ng gamot.
Para sa pananaliksik, ginagamit ang biopsy material o paraffinized blocks ng postoperative material.
Nagbibigay ang Molecular Profiling Karagdagang impormasyon tungkol sa sakit, ngunit hindi ito palaging naaangkop sa pagpili ng paggamot. Halimbawa, sa mga sitwasyon kung saan ang karaniwang therapy ay sapat na epektibo o ipinahiwatig operasyon. Posibleng matukoy ang mga klinikal na sitwasyon kung saan ang naturang pagsusuri ay maaaring maging pinaka-kapaki-pakinabang:
- Isang bihirang uri ng tumor;
- Mga tumor na may hindi kilalang pangunahing pokus (hindi alam kung saan orihinal na lumitaw ang tumor na nag-metastasize);
- Yaong mga kaso kung saan ang isang pagpipilian ng ilang mga opsyon para sa paggamit ng naka-target na therapy ay kinakailangan;
- Ang mga posibilidad ng karaniwang therapy ay naubos na at kinakailangan pang-eksperimentong paggamot o pagpapatala ng pasyente sa mga klinikal na pagsubok.
Ang mga espesyalista sa solo na proyekto ay nagpapayo sa mga oncologist o pasyente at nagmumungkahi kung kailangan ang isang pagsusuri sa isang partikular na kaso.
Precision Medicine at Clinical Research
Karaniwan, ang medikal na kasanayan ay gumagamit ng mga pangkalahatang diskarte upang gamutin ang mga pasyente na may partikular na diagnosis. Para sa kanser sa maliit na selula Isang diskarte ang ginagamit para sa baga, at isa pa para sa hindi maliit na selula. Ang pamamaraang ito ay hindi palaging angkop para sa mga sakit na oncological. Dahil sa mga pagkakaiba sa antas ng molekular, kahit na sa loob ng parehong uri ng tumor, ang mga pasyente ay maaaring makatanggap ng hindi epektibo o hindi kinakailangang paggamot.
Sa pagtaas ng pananaliksik at pag-imbento ng mga naka-target na gamot, ang diskarte sa paggamot sa kanser ay nagsimulang magbago. Upang madagdagan ang relapse-free na panahon at pag-asa sa buhay ng pasyente, kinakailangang isaalang-alang ang molekular na profile ng tumor, ang tugon ng katawan sa mga gamot at chemotherapy (pharmacogenomics), at alamin ang mga pangunahing biomarker.
Ang precision na gamot ay maaaring makabuluhang mapabuti ang pagbabala tiyak na pasyente, iwasan ang seryoso side effects mga oncological na gamot at makabuluhang mapabuti ang kalidad ng buhay ng pasyente. Ngunit ang pamamaraang ito ay mayroon ding mga disadvantages.
Mayroong dumaraming bilang ng mga naka-target na gamot, at mayroon silang dalawang pangunahing limitasyon: karamihan sa mga ahenteng naka-target sa molekula ay nagbibigay lamang ng bahagyang pagsugpo sa mga daanan ng pagbibigay ng senyas, at marami ang masyadong nakakalason para magamit nang magkasama.
Isipin na ikaw ay isang arkitekto sa Moscow. Ikaw ay nahaharap sa isang mahirap na gawain - upang malutas ang problema ng mga jam ng trapiko sa oras ng pagmamadali sa pamamagitan ng pagbuo ng isang tulay. Ang mga mekanismo ng molekular ay maihahambing sa paggalaw ng mga kotse, at ang tulay ay ang pangunahing gamot na dapat malutas ang pangunahing problema. Tila ang ilang mga gamot (isang serye ng mga tulay) na nagta-target sa mga pangunahing molekular na abnormalidad ay maaaring malutas ang problemang ito. Ngunit ang toxicity ng mga gamot ay tumataas at maaaring hindi mahuhulaan.
Nagsimula kaming magkaintindihan nang mas mabuti mga prosesong molekular malignant na mga tumor, ngunit ang mga kasalukuyang pamamaraan para sa pagpapakilala ng precision oncology sa klinikal na kasanayan ay nahuhuli na. Upang mapabilis ang pag-aaral ng naka-target na therapy, ang mga siyentipiko ay bumuo ng dalawang bagong diskarte - Basket at Umbrella.
Ang kakanyahan ng pamamaraan ng Basket ay ang mga pasyente na may partikular na biomarker ay pinili para sa pag-aaral, anuman ang lokasyon at pangalan ng tumor. Noong Mayo 2017, inaprubahan ng FDA ang naturang paggamot para sa isang biomarker na tinatawag na microsatellite instability high (MSI-H) o mismatch repair defect (dMMR).
Ang mga molekular na abnormalidad ay naiiba hindi lamang sa pagitan ng mga pasyente, kundi pati na rin sa loob ng parehong tumor. Ang heterogeneity ay isang pangunahing problema sa oncology, kung saan ang disenyo ng pag-aaral ng Umbrella ay idinisenyo upang tugunan. Para sa paraan ng Umbrella, ang mga pasyente ay unang pinili ayon sa uri malignant neoplasms, at pagkatapos ay isaalang-alang ang genetic mutations.
Ang ganitong mga pag-aaral ay hindi lamang nakakatulong upang mangolekta ng impormasyon tungkol sa pagkilos ng mga naka-target na gamot - kung minsan ito ang tanging posibilidad para sa mga pasyente na hindi tumugon sa karaniwang paggamot rehistradong gamot.
Klinikal na halimbawa
Nagpasya kaming magbigay ng malinaw na halimbawa kung ano ang maaaring hitsura ng paggamit ng advanced na molecular profiling.
Isang pasyente na may skin melanoma at mga metastases sa atay ay kumunsulta sa isang oncologist. Nagpasya ang doktor at pasyente na gumawa ng molecular profiling upang makakuha ng higit pa buong impormasyon tungkol sa sakit. Ang pasyente ay sumailalim sa biopsy at ang mga sample ng tissue ay ipinadala para sa pagsusuri. Bilang resulta ng diagnosis, maraming mahahalagang genetic disorder ang natuklasan sa tumor:
- Mutation sa BRAF gene. Nagpapahiwatig ng pag-activate ng RAS-RAF-MEK oncogene signaling pathway, na kasangkot sa pagkita ng kaibahan ng cell at kaligtasan.
- Mutation sa NRAS gene. Nagpapahiwatig ng karagdagang pag-activate ng RAS-RAF-MEK signaling cascade.
- Namamana na variant TPMT gene. Nagpapahiwatig ng mga kakaibang metabolismo ng antitumor na gamot na Cisplatin.
Batay sa mga resulta ng mga klinikal na pag-aaral at rekomendasyon, maaari tayong makarating sa mga sumusunod na konklusyon:
- Ang mga gamot ng klase ng BRAF inhibitors (Vemurafenib) ay maaaring potensyal na epektibo; bukod dito, ang pagkakaroon ng isang NRAS mutation ay maaaring magsilbing karagdagang batayan para sa pagrereseta ng double blockade ng signaling cascade - kasama ng MEK inhibitors (Trametinib).
- Bagaman walang aprubadong therapy na direktang nagta-target sa NRAS oncogene, ang mga mutasyon dito ay kilala na nagpapataas ng posibilidad ng matagumpay na paggamot kapag nagrereseta ng immunotherapy (ipilimumab at pembrolizumab).
- Ang isang minanang genetic variant sa TPMT gene ay nagpapahiwatig ng pagtaas ng indibidwal na toxicity ng Cisplatin, na nangangailangan ng pagsasaayos ng dosis kapag nagrereseta ng mga regimen na naglalaman ng platinum.
Sa larawan: Vladislav Mileiko, pinuno ng departamento, Atlas biomedical holding.
Kaya, ang doktor ay nakakakuha ng pagkakataon na mag-navigate sa gitna posibleng mga opsyon paggamot batay hindi lamang sa mga klinikal na parameter ng pasyente, ngunit isinasaalang-alang din ang mga katangian ng molekular ng tumor.
Ang molecular diagnostics ay hindi isang panlunas sa lahat para sa lahat ng sakit sa kanser. Ngunit ito ay isang mahalagang tool para sa isang oncologist, na nagbibigay-daan sa iyo upang lapitan ang paggamot ng mga malignant na tumor mula sa isang bagong anggulo.
Salamat sa pagbabasa at pagkomento sa aming mga materyales tungkol sa oncology. Dito buong listahan mga artikulo:
“Bihira nating isuko ang ating minamahal
clinical hypothesis at patuloy na tinatrato ang mga pasyente sa paraang paraan
kung paano sila tinatrato sa loob ng maraming dekada...
Samantala, dumating na ang oras upang baguhin ang mga umiiral na paradigma."
Richard Schilsky, Pangulo ng ASCO
"Ang pinakamalubhang sakit ay nangangailangan ng higit malakas na gamot, tumpak na inilapat..."
Hippocrates
Ang pagbabala para sa paggamot sa kanser ay nakasalalay sa klinikal na yugto sakit (TNM), tumor biology at paggamot na natanggap. Ang mga modernong tagumpay sa clinical oncology ay hindi maikakaila. Gayunpaman, sa kabila ng mga halatang tagumpay sa paglikha ng mga bagong gamot na anticancer, araw-araw libu-libong pasyente ng kanser ang umiinom ng mga gamot na hindi nakakatulong sa kanila. Para sa ilang mga pasyente, ang empirical na paggamot ay magiging kapaki-pakinabang at ligtas. Gayunpaman, para sa maraming iba pang mga pasyente, ang therapy ay maaaring parehong walang silbi at nakakalason.
Sa pagtatapos ng 90s. XX siglo Ang cytotoxic chemotherapy ay umabot na sa mga limitasyon nito. Ang pagbuo ng molecular biology at pagtutok sa personalized na gamot ay humantong sa isang panimula na bagong diskarte sa paggamot sa mga pasyente gamit ang bagong henerasyong molekular na naka-target na mga gamot. Pagbara sa paglaganap selula ng kanser ay nakamit sa pamamagitan ng pumipili na pagsugpo sa mga pangunahing daanan ng senyas nito - mga ligand, mga receptor ng lamad, mga intracellular na protina.
Gayunpaman, sa kabila ng mga halatang tagumpay ng bagong diskarte, sa pagtatapos ng unang dekada ng postgenomic na panahon, nagkaroon ng kagyat na pangangailangan na baguhin ang bagong paradigma ng paggamot na ito, na dahil sa malaking halaga mga klinikal na pagkabigo dahil sa pag-unlad ng nakuha na paglaban sa tumor.
Mga target ng naka-target na therapy at mga mekanismo ng paglaban
Ang pinaka-holistic na pagtingin sa pag-unlad at ebolusyon ng kanser ay ipinakita sa dalawang artikulo sa aklat-aralin nina D. Hanaan at R. Weinberg (Cell, 2000, 2011). Batay sa mga katangian, ang mga target ng therapy ay hindi lamang mga selula ng kanser na may kanilang hindi matatag na genome, espesyal na uri metabolismo, aktibong neoangiogenesis, at ang nakuhang kakayahang umiwas sa mga signal ng paglaki, magpalipat-lipat sa daluyan ng dugo, at mag-metastasis. Ang mga target ng therapy ay dapat ding isama ang tumor microenvironment, cancer stem cells, pati na rin ang lahat ng bahagi ng metastatic cascade.
Malinaw, imposibleng ipatupad ang naturang programa sa loob ng balangkas ng protocol ng paggamot para sa isang partikular na pasyente, kahit na gumagamit ng kumbinasyon ng ilang naka-target na gamot. Isang gamot, kahit na may kakaiba mekanismo ng molekular Ang aksyon ay hindi maaaring maging epektibo para sa paggamot ng isang genetically heterogenous na progresibong tumor kung saan maraming mga mekanismo ng paglaban ang lumilitaw at nagiging matatag.
Ang mga partikular na mekanismo ng paglaban sa iba't ibang mga target na gamot ay mahusay na pinag-aralan. Kabilang dito ang pag-activate ng mga alternatibong EGFR pathway na nagtataguyod ng cell survival bilang tugon sa pagkasira ng droga, pagbuo ng oncogenic bypass at autocrine loop, pagkawala ng extracellular domain ng membrane receptor (pagbuo ng truncated receptor), kinome reprogramming, autophagy, epithelial-mesenchymal paglipat, epigenetic na mekanismo, atbp.
Sa panahon ng pag-unlad at sa ilalim ng impluwensya ng therapy, lumilitaw ang mga karagdagang oncogenic mutations sa tumor, ang molecular landscape nito ay nagbabago at ang genomic instability ay nabubuo, na ngayon ay karaniwang tinatawag na genomic chaos (W. George, Jr. Sledge, 2011).
Ito ay hindi lamang mga selula ng kanser na nailalarawan sa pamamagitan ng sariling katangian at pagkakaiba-iba. Maliban sa epithelial cells nagaganap din ang mga pagbabago sa stroma na nauugnay sa tumor. Ang mga stromal cell ay napapailalim din sa molecular evolution, bagama't sila ay isang genetically na mas matatag na bahagi solid na tumor.
Microenvironment na binubuo ng benign stromal cells, cells immune system at nagpapasiklab na mga selula, ay nakakaapekto rin sa ebolusyon ng malignant na clone at ang pagbuo ng pangalawang paglaban sa therapy.
Heterogenity bilang isang dahilan para sa hindi epektibo ng antitumor therapy
Ang pangunahing dahilan para sa mababang kahusayan empirical therapy ay tumor heterogeneity.
Sa loob ng mga dekada, inuri ng mga histologist ang kanser ayon sa mga katangiang morpolohikal, naglalarawan Iba't ibang uri mga selula ng kanser at ang kanilang kaugnayan sa tumor stroma.
Ang mga diskarte sa pagsusuri ng molekular, lalo na ang mabilis na pag-unlad sa panahon ng post-genomic, ay nagsiwalat ng tunay na lawak ng heterogeneity ng tumor.
Indibidwal (intertumoral) heterogeneity
Ang teknolohiyang microarray para sa pagsusuri sa antas ng pagpapahayag ng libu-libong mga gene ay naging posible sa simula (2000) na pag-uri-uriin ang kanser mammary gland(RGC) para sa luminal A, luminal B, HER/2 at basal. Maya-maya, ang pagpipino ng molecular taxonomy, na may diin sa mga basal na kanser, ay nakilala ang mga karagdagang subtype. Kabilang sa mga ito, mayroong tulad ng Сlaudin-low (nailalarawan ng expression ng gene na katulad ng mga stem cell ng dibdib), mga subtype ng mesenchymal tumor (mga gene na kumokontrol sa epithelial-mesenchymal transition), mga subtype ng apocrine tumor na may pagpapahayag ng androgen receptors at pag-activate ng kaukulang signaling pathway, mga subtype na may mga gene ng aktibidad na kumokontrol sa immune response.
Ang karagdagang molekular na pag-aaral ng kanser sa suso ay nauugnay sa pagpapatupad ng proyektong METABRIC (Molecular Taxonomy of Breast Cancer International Consortium). Napagtibay na ang genomic landscape ng isang tumor ay maaaring maimpluwensyahan ng mga molecular event tulad ng point mutations, insertion, deletion, amplifications, duplications, translocations at inversions. Yun pala somatic mutations Ang parehong mga gene na hindi nauugnay sa carcinogenesis at mga gene na ang mga mutasyon ay karaniwan sa panahon ng pag-unlad ng kanser (GATA3, TP53 at PIK3CA) ay maaaring maapektuhan. Bilang karagdagan sa genomic na pinsala sa kanser sa suso, natuklasan ang iba't ibang epigenomic disorder (DNA methylation), pinsala sa antas ng transkripsyon at microRNA. Bilang resulta ng mga pag-aaral na ito, tanging sa luminal A subtype, isa pang 10 iba't ibang molecular integrative cluster na nakakaapekto sa kinalabasan ng sakit ay inuri. Napagtibay din na ang lahat ng apat na "pangunahing" subclass at bagong "karagdagang" molekular na subtype ng kanser sa suso ay may iba't ibang profile ng pagiging sensitibo sa mga gamot na anticancer.
Ang mga molecular genetic classification na nakakaimpluwensya sa mga feature ng paggamot ay ginagawa para sa gastric cancer, colorectal carcinoma, ovarian cancer at iba pang localization.
Intratumoral heterogeneity
Ang isang makabuluhang mas malaking pangunahing problema sa oncology ay intratumor heterogeneity. Coexistence sa isang tumor ng ilang mga subclone na may iba't ibang set ng molecular aberrations at iba't ibang sensitivity sa mga gamot ay gumagawa ng mga estratehiya upang sugpuin ang isang bahagi ng mga selula na may kaugnayan sa buong tumor na hindi epektibo. Dagdag hindi kanais-nais na kadahilanan ay isang pagbabago sa biology ng tumor sa panahon ng pag-unlad nito.
Ang intratumor heterogeneity ay karaniwang nahahati sa spatial (geographic) at temporal (evolutionary).
Ang spatial heterogeneity ay nagmumungkahi ng pagkakaroon ng molecular genetic differences sa mga indibidwal na rehiyon mga tumor, mga pagkakaiba sa genetic sa pagitan ng pangunahing tumor at mga metastases nito, pati na rin ang mga pagkakaiba sa pagitan ng mga metastases ng iba't ibang anatomical na lokasyon.
Depende sa antas ng genetic heterogeneity, ang monogenomic (parehong genetic profile sa iba't ibang geographic na lugar) at polygenomic tumor (iba't ibang subclonal cell populasyon sa iba't ibang rehiyon) ay sinusunod.
Ang mga pangunahing pagbabago sa genome sa panahon ng pag-unlad ng tumor ay nangyayari sa tatlong mga punto ng oras: sa sandali ng paglipat ng cancer in situ sa invasive cancer, sa panahon ng mabagal na ebolusyon ng pangunahing invasive na cancer, at sa panahon ng metastatic progression.
Mayroong maraming mga dahilan upang maniwala na ang kanser ay kumikilos bilang isang bukas, hindi matatag na ecosystem, ang pag-unlad nito ay nakasalalay sa presyon ng mga kadahilanan sa kapaligiran tulad ng pagkilos ng immune system at hypoxia. Sa pagbuo ng evolutionary (temporal) heterogeneity pangunahing tumor Ang paggamot sa antitumor ay mayroon ding aktibong epekto.
Sa isang solidong tumor, palaging mayroong isang bihirang subclone ng mga cell na may kritikal na kahalagahan na tumutukoy sa huling resulta ng sakit. Ang pagkamatay ng isang pasyente ay madalas na sinusunod bilang isang resulta ng pagkakalantad sa katawan ng isang clone ng mga cell na hindi nangingibabaw sa oras ng paunang pagsusuri at kumakatawan sa hindi hihigit sa 1% ng lahat ng mga selula ng tumor. Ang pagkakaroon ng naturang mga selula ay napatunayan gamit ang halimbawa ng malignant myeloma, cancer prostate gland at para sa mga tumor ng iba pang mga lokasyon. Ang pagsusuri ng mga serial biopsy ay paulit-ulit na isinagawa sa buong kasaysayan ng sakit (mula sa sandaling ito pangunahing diagnosis bago ang pagkamatay ng pasyente) ay nagpakita na ang clone ng mga cell na nakaligtas bilang isang resulta ng therapy ay hindi nangingibabaw sa simula at natanggap ang pag-unlad nito pagkatapos ng pag-aalis ng droga ng iba pang, "pangunahing", mabilis na paglaganap ng mga clone.
Ang pagtukoy at pag-aalis ng nakamamatay na cell clone na ito na humahantong sa pagkamatay ng pasyente ay isang kinakailangang diskarte sa therapeutic.
Tumor heterogeneity sa antas ng cellular
Karamihan modernong pananaliksik Ang mga molecular aberration ay isinagawa sa mga cell na kumakatawan sa pangunahing populasyon ng tumor. Kasabay nito, ang mga pagbabago sa istruktura sa DNA na nangyayari sa maagang yugto pag-unlad ng tumor at humahantong sa mga pagsabog ng genomic evolution (ang tinatawag na "malaking mutation clock"). Ang kawalan ng mga pamamaraang ito ay hindi isinasaalang-alang ng pananaliksik ang pagkakaroon ng mga bihirang subclone na may natatanging genetic mutations na nakatago sa kabuuang masa ng pangunahing mga cell. Sa mga cell na ito nangyayari ang unti-unting akumulasyon ng mga mutasyon ng punto, na nag-aambag sa malawak na subclonal genetic divergence ("maliit na mutation clock").
Sa kasalukuyan, ang mga pagtatangka ay ginagawa upang malampasan ang pagkukulang na ito (pag-aaral ng tumor sa antas ng isa, nangunguna, malignant na clone). Ginagawa ito ng mga modernong molecular profiling method. Ito ay itinatag na ang tumor ay naglalaman ng tinatawag na "mutations ng driver" at "mutation ng pasahero". Ang mga mutation ng driver ay nagbibigay ng isang piling kalamangan sa paglago sa mga cell na nagdadala ng gayong mga mutasyon. Ang mga mutasyon ng pasahero ay walang ganitong epekto.
Karaniwan, ang mga mutation ng driver lamang ang naimbestigahan bilang mga therapeutic target. Gayunpaman, kamakailan lamang, ang mga mutation ng pasahero ay nakakaakit din ng atensyon ng mga mananaliksik, dahil naiimpluwensyahan nila ang mga epekto tulad ng induction ng immune response at proteotoxic stress. Ang mga mutasyon ng pasahero ay maaari ding maging target ng mga diskarte sa antitumor.
Ang akumulasyon ng maraming mutasyon, na katangian ng mga tumor na may genomic at chromosomal instability, ay maaaring magresulta sa isang mutational crisis. Kapag ang pinakamainam na threshold ng genomic instability ay nalampasan, ang viability ay may kapansanan at ang bilang ng mga elemento ng buong system ay bumababa.
Mga pamamaraan ng pagsusuri ng tissue ng tumor
Ang mga pamamaraan para sa molecular analysis ng tumor tissue ay lubhang magkakaibang at malayo sa saklaw ng classical histology. Sa ngayon, ang mga pamamaraang ito ay kinabibilangan ng: microarray method, Southern blotting, Northern blotting, Western blotting, in situ hybridization, polymerase chain reaction (PCR), real-time reverse transcriptase PCR, immunohistochemistry, immunofluorescence microscopy, maldimass spectrometry.
Ang pagsusuri ng isang tumor cell ay maaaring isagawa sa antas ng genome (fluorescent in situ hybridization, spectral karyotyping, comparative genomic hybridization), transkripsyon (microarray technology: gene at RNA expression profiling), proteome (two-dimensional gel electrophoresis, mass spectrometry, surface-enhanced laser desorption ionization sa TOF mode: teknolohiya ng matrix + mass spectrometry).
Ang molecular tomography ng tumor tissue ay nagbibigay-daan sa visualization ng spatial distribution ng mga protina, peptides, drug compounds, metabolites, pati na rin ang molecular predictive biomarker.
Ang mga tisyu ng pangunahing solidong tumor, mga tisyu ng mga nakumpletong hematogenous metastases (mabilis na lumalaki at klinikal na makabuluhan), pati na rin ang nagpapalipat-lipat na mga selula ng tumor at nagpapalipat-lipat na DNA ng tumor (isang tagapagpahiwatig ng pagkakaroon ng "dormant" metastases) ay dapat na sumailalim sa pagsusuri sa molekula. Ang mga biopsy ng tumor at metastasis ay dapat isagawa mula sa iba't ibang mga heyograpikong lokasyon ng parehong solidong tumor. Ito ay pinaniniwalaan na ang isang likidong biopsy ay mas nagbibigay-kaalaman (at mas ligtas).
Mula sa empirical hanggang sa personalized na therapy
Ang isang tumor, bilang isang bukas, hindi matatag na biological system, ay hindi lamang nagpapakita ng indibidwal na heterogeneity, ngunit binabago din ang mga molekular na katangian nito sa buong ebolusyon, at lalo na sa panahon ng metastatic progression. Ang parehong nangingibabaw at hindi nangingibabaw na mga clone ng solid tumor cells, pati na rin ang mga cell ng tumor microenvironment, ay sumasailalim sa mga pagbabago.
Ang isang diskarte ay ginagamit upang sugpuin ang paglaganap ng lahat ng mga selula ng tumor kumbinasyon ng therapy. Ang konsepto ng pinagsamang (sabay-sabay o sunud-sunod) na paggamot ay unang iminungkahi nina Goldie at Coldman mahigit 30 taon na ang nakararaan. Pinagsama ng konsepto ang mga konsepto tulad ng paglaki ng tumor, isang pagtaas sa dalas ng mga mutasyon dito, ang paglitaw ng mga lumalaban na cell clone at ang pag-unlad ng paglaban.
Diskarte ngayon modernong therapy Ang kanser ay nagsasangkot ng paggamit ng mga kumbinasyon ng cytostatics, cytostatics at mga target na gamot, at kahit isang kumbinasyon ng dalawang target na gamot (tyrosine kinase inhibitors at monoclonal antibodies). Ang diskarte na ito ay batay sa paggamit ng pagsugpo sa tumor mga gamot, na nakakaapekto sa isang pool ng pangunahin, mabilis na paglaki ng mga cell. Ikot ng buhay ng mga cell na ito ay tinutukoy ng aktibidad ng mga mutation ng driver. Sa pangkalahatan, ang katatagan ng system ay ipinaliwanag ng maraming mga kadahilanan, kabilang ang aktibidad ng mga mutasyon ng pasahero, ang papel na kung saan ay hindi isinasaalang-alang sa mga therapeutic protocol.
Ang personalized na diskarte sa therapy, na ngayon ang pangunahing paradigm ng paggamot sa antitumor, ay isinasaalang-alang ang patuloy na pagbabago ng tanawin ng buong "tumor field": ang heterogeneity ng mga clone ng pangunahing solidong tumor, ang heterogeneity ng nagpapalipat-lipat na mga selula ng tumor, pati na rin ang ang phenotypic at metabolic heterogeneity ng "dormant" cancer cells sa maraming metastatic niches utak ng buto at visceral organs.
Caris Molecular Intelligence Services
Ang ideya ng pagkilala sa mga indibidwal na predictive tumor marker na maaaring hulaan ang mga resulta ng antitumor therapy ay lumitaw noong 2008, nang si Propesor Daniel D. Von Hoff ay lumikha ng isang natatanging laboratoryo, Caris Molecular Intelligence Services (USA). Ngayon, para sa molecular profiling ng mga tumor tissue, isang kumbinasyon ng mga pamamaraan ang ginagamit sa laboratoryo - IHC, CISH, FISH, Next-Generation Sequencing, Sanger Sequencing, Pyro Sequencing, PCR (cobas ®), Fragment Analysis.
Sa paglipas ng ilang taon, ang molecular tomography sa laboratoryo na ito ay isinagawa sa 65 libong mga pasyente na may higit sa 150 histopathological subtypes ng mga malignant na tumor. Isang kumplikadong diskarte, batay sa paggamit ng hindi isang paraan (halimbawa, immunohistochemical lamang), ngunit isang kumbinasyon ng mga molecular method, ay nagbibigay-daan sa isa na makilala ang mga indibidwal na predictive tumor marker para sa isang partikular na pasyente at, batay sa pagsusuring ito, gumawa ng mga desisyon tungkol sa personalized na therapy.
Ang pagpapahayag ng ilang mga protina (o gene amplification) ay nangangailangan ng reseta ng mga naaangkop na gamot, ang pagpapahayag ng iba pang mga protina ay hindi kasama ang reseta ng isang partikular na gamot. Kaya, ang expression ng TOPO1 ay mas kanais-nais para sa pangangasiwa ng irinotecan, ang expression ng RRM1 ay para sa pangangasiwa ng gemcitabine, ang expression ng MGMT ay ang batayan para sa pangangasiwa ng temozolamide o dacarbazine, ang pagpapahayag ng TOPO2A na may sabay-sabay na pagpapalakas ng HER2 ay nagpapahintulot. para sa therapy na may doxorubicin, liposomal doxorubicin at epirubicin.
Upang magreseta ng trastuzumab, bilang karagdagan sa pag-detect ng HER/2 expression/amplification para mahulaan ang paglaban sa droga, kinakailangang suriin ang PTEN (IHC) at PIK3CA (NGS).
Sa kabilang banda, ang pagpapahayag ng TS ay nangangailangan ng pag-iwas sa paggamit ng fluorouracil, capecitabine, at pemetrexed; Ang pagpapahayag ng SPARC (IHC), TLE3 (IHC), Pgp (IHC) ay nangangailangan ng pag-iwas sa docetaxel, paclitaxel, nab-paclitaxel.
Sa ganitong kumbinasyon ng mga tumor marker gaya ng ER (IHC), HER2 (IHC), HER2 (CISH), PIK3CA (NGS), everolimus at temsirolimus ay hindi dapat inireseta.
Kumbinasyon makabagong pamamaraan Ginagawang posible ng biological imaging na matukoy ang molecular predictive tumor marker para sa bawat kilalang cytotoxic na gamot o naka-target na gamot na ginagamit ngayon sa clinical oncology. Ang isang katulad na diskarte, batay muna sa molecular profiling ng tumor tissue, pagkilala sa mga indibidwal na predictive na mga marker ng tumor dito, at pagkatapos lamang bumuo ng isang plano sa diskarte sa paggamot, ay nakatanggap ng ebidensya sa isang bilang ng mga klinikal na pag-aaral. Ang isa sa mga ito ay ang Bisgrove Study, na kinasasangkutan ng TGen, Scottsdale Healthcare at Caris Dx.
Ang disenyo ng pag-aaral na ito ay rebolusyonaryo. Dahil sa katotohanan na ang bawat tumor ay indibidwal, ang mga may-akda ng disenyo ng pag-aaral ay tumanggi na i-randomize ang mga pasyente sa maraming grupo batay sa anatomical na lokasyon ng tumor o isang immunohistochemical feature lamang. SA itong pag aaral Walang mga grupo ng paghahambing - ang bawat pasyente ay kumilos bilang kanyang sariling kontrol.
Isang kabuuang 66 na pasyente mula sa 9 ang nakibahagi sa pag-aaral. mga sentro ng kanser USA: 27% – BC, 17% – CRC, 8% – OC, 48% – iba pang lokalisasyon. Bago isama sa pag-aaral, ang lahat ng mga pasyente ay nakatanggap ng therapy para sa metastatic cancer ayon sa karaniwang tinatanggap na mga pamantayan - sa kabuuan ay 2 hanggang 6 na linya. Matapos ang huling pag-unlad, ang therapy batay sa molekular na profiling ay ipinagpatuloy.
Ang mga resulta ng pag-aaral ay nagpakita na ang oras ng pag-unlad sa mga pasyente na may kanser sa suso ay tumaas ng 44%, sa colorectal cancer - ng 36%, sa ovarian cancer - ng 20%, sa iba pang mga localization - ng 16%. Dapat tandaan na ang lahat ng mga pasyente sa oras ng pagsasama sa pag-aaral ay nakabuo ng pangalawang pagtutol sa therapy sa droga, at pangkalahatang tinatanggap na mga rekomendasyon para sa kanilang karagdagang paggamot ay walang. Kaya, napagpasyahan na para sa agresibo, bihirang mga bukol, pati na rin ang mga progresibong tumor na may nabuong paglaban, walang alternatibo sa molecular profiling at personalized na paggamot.
Pagbabago sa disenyo ng klinikal na pagsubok
Hiwalay, dapat tandaan na ang paradigm ng personalized na therapy sa oncology ay aktibong nagbabago sa pangkalahatang tinatanggap na disenyo ng mga klinikal na pagsubok. Ang mga boses ay lalong naririnig na ang mga resulta ng mga klinikal na pagsubok, batay sa randomization at stratification ng mga pasyente sa maraming populasyon at cohorts, ay dapat na muling isaalang-alang na isinasaalang-alang ang indibidwal na intra- at intertumoral heterogeneity. Bilang resulta, ang disenyo ng mga modernong klinikal na pagsubok ay lalong nagiging personalized.
Ang mga halimbawa ng naturang pinakabagong modernong disenyo ay ang mga Master protocol, Basket trial, Adaptive trial na disenyo at, sa wakas, N-of-1 na pag-aaral. Ang pangunahing ideya ng mga bagong disenyo ay ang mga sumusunod. Ang pananaliksik ay itinataguyod ng ilan mga kumpanya ng parmasyutiko, na may mga gamot na may iba't ibang target at iba't ibang molekular na mekanismo ng pagkilos para sa paggamot ng kanser ng isang partikular na lokalisasyon. Ang mga pasyente ay kasama sa pag-aaral pagkatapos ng posibleng kumpletong molecular profiling ng tumor. Sa pamamagitan ng pakikilahok sa isang pag-aaral, ang pasyente, depende sa pagkakaroon ng kaukulang mga target na protina, ay maaaring halili na makatanggap ng pinakamaraming mabisang gamot. Sa panahon ng therapy maaari itong isagawa indibidwal na pagbagay gamot ayon sa dosis o gumamit ng cocktailmix mula sa kumbinasyon iba't ibang gamot, ang pangangailangan na lumitaw sa panahon ng paggamot. Ang pag-unlad ng tumor at toxicity ay hindi batayan para ihinto ang paggamot, ngunit para lamang sa pagbabago ng uri ng therapy. Ang klinikal na desisyon ay naiimpluwensyahan ng mga resulta ng molecular profiling ng tumor, na isinasagawa kaagad pagkatapos ng pag-unlad ng tumor o ang susunod na kurso ng therapy. Kaya, sa panahon ng pag-aaral, ang pasyente ay maaaring makatanggap ng isang ganap na naiibang gamot kaysa sa orihinal na inireseta sa kanya.
Sa wakas, mayroon nang mga landas para sa isang pasyente lamang - N-of-1 na pag-aaral. Ang disenyong ito ay pinaka-pare-pareho sa personalized na paradigm ng therapy. Ang pamamaraang ito ay gagawing posible sa malapit na hinaharap na lumikha ng mga indibidwal na gamot para sa therapy sa kanser.
Gayunpaman, kahit ngayon ang mga naka-personalize na protocol ng therapy batay sa molecular profiling ng tumor ay malawakang ginagamit sa klinikal na kasanayan nangungunang mga sentro ng oncology sa USA, Europe, Japan, na nagbibigay-daan sa iyong makatanggap mga klinikal na resulta bagong antas. Kabilang sa mga pandaigdigang sentro ang Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, Center for Personalized Genetic Medicine sa Harvard, Institute for Personalized Medicine sa MD Anderson, Center for Personalized Health Care sa Ohio State University.
Mula noong Enero 2014, ang molecular profiling ng mga tumor tissue batay sa platform ng Caris Molecular Intelligence Services ay magagamit na sa Ukraine. Naging posible ito salamat sa AmaxaPharma, na opisyal na kasosyo ng Caris Life Sciences sa larangan ng molecular profiling ng tumor tissue sa Silangang Europa. Mula noong Enero 2014, salamat sa kooperasyong ito, dose-dosenang mga pasyente na may mga bihirang tumor kung saan walang karaniwang mga therapy, pati na rin ang mga pasyente ng cancer na may pangunahin at nakuha na chemoresistance, ay sumailalim na sa molecular profiling ng Molecular Intelligence sa Ukraine. Ang mga unang resulta ay nakuha na malaki ang pagkakaiba sa mga resulta ng empirical approach.
Ang posibilidad ng molecular profiling sa ating bansa ay naging posible upang mapalapit sa paglutas sa problema ng personalized na paggamot sa kanser.
Konklusyon
Ang heterogeneity ng tumor ay may malalim na klinikal na implikasyon para sa mga pasyente ng kanser. Upang makagawa ng mga tamang klinikal na desisyon, kinakailangan na magkaroon ng pinaka kumpletong larawan ng biology ng selula ng kanser at ang microenvironment nito. Ang molecular profiling ng mga pangunahing tumor tissue, hematogenous metastases, circulating tumor cells at mga cell ng metastatic niche ay nagbibigay-daan sa amin na gumawa ng malaking hakbang patungo sa pagpapatupad ng personalized na programa sa paggamot sa kanser.
MGA ARTIKULO SA PAKSA Oncology at hematology
06.01.2019 Oncology at hematology Promeneva diagnosis ng ovarian cancer: ang potensyal ng pang-araw-araw na diagnostic na imahe. Ang paggamit ng micafungin sa hematology.
Nagsasalakay impeksyon sa fungal(IGIs) ay nagpapataas ng morbidity, mortality, tagal ng pag-ospital, at mga nauugnay na gastos sa mga pasyenteng hematologic oncology na may malubhang immunodeficiency. Ang mga pasyenteng ito ay mayroon malaking bilang ng magkakaugnay na mga kadahilanan ng panganib para sa pagbuo ng IHI, tulad ng mga kapansanan sa anatomical na mga hadlang, immune suppression, chemotherapy-induced neutropenia, bato o pagkabigo sa atay, hyperglycemia at graft-versus-host disease, pati na rin ang paggamot na may malawak na spectrum na antibiotics o corticosteroids, pag-install ng central venous catheters....
06.01.2019 Oncology at hematology Resolusyon ng pulong para sa kapakanan ng mga eksperto sa problema ng thrombocytopenia sa pagsasagawa ng mga oncologist at hematologist
Ang thrombocytopenia ay isang pangkat ng mga sakit at sindrom na nailalarawan sa pamamagitan ng isang hemorrhagic syndrome, na nabubuo bilang resulta ng pagbaba ng bilang ng mga platelet ng dugo sa peripheral na dugo.<150×109/л....
Molecular na gamot sa paggamot sa kanser
Ang paglikha ng mga gamot batay sa mga marker genes at marker proteins ay nagpapahintulot, sa pamamagitan lamang ng pagkilos sa kanila, na piliing sirain ang kanilang mga carrier nang hindi nagiging sanhi ng mga side effect. Ito ay molekular o genetic na gamot.
Sa mga darating na taon ng ika-21 siglo, ang gamot na ito ay dapat palitan ang umiiral na, na ngayon ay tinatawag na "luma". Pagkatapos ng lahat, sa "lumang" gamot, ang mga gamot ay nilikha gamit ang "pagsubok at error" na paraan, kung kaya't madalas itong nagdudulot ng malubhang epekto sa mga pasyente. Sa ganitong diwa, ang karaniwang cancer chemotherapy ay nasa isang mahirap na posisyon ngayon.
Ang mga pangunahing dahilan para dito: 1) ang isang selula ng kanser ay isang eukaryote sa mga normal na selula ng katawan ng tao, pati na rin ang mga eukaryote; 2) ang lag ng agham hanggang sa mga nakaraang taon tungkol sa mga pinagmumulan ng carcinogenesis at ang mga sanhi ng molekular nito.
Ang mga karaniwang gamot sa chemotherapy mismo ay hindi matukoy ang pagkakaiba sa pagitan ng isang selula ng kanser at mga normal na selula at naglalayong patayin ang napakabilis na paghati ng mga selula na kinabibilangan ng bawat selula ng kanser.
Napag-alaman kamakailan na ang carcinogenesis ay nagmumula sa dalawang pinagmumulan: 1) mula sa isang normal na tissue cell na dati nang naging stem cell, o 2) mula sa isang tissue stem cell.
Napag-alaman din na ang komposisyon ng mga selula ng kanser ay naiiba:
Ang bulto ng mga selula ay binubuo ng mga di-kanser na mga selula: mabilis silang nahahati at, pagkatapos magsagawa ng mga function ng tissue, ang kanilang mga sarili ay namamatay sa pamamagitan ng apoptosis; ang mga cell na ito ang mga target para sa karaniwang mga gamot sa chemotherapy;
- isang makabuluhang mas maliit na bahagi ay binubuo ng mga selula ng kanser: ito ay mga stem cell ng kanser na kinokopya ang kanilang mga sarili sa pamamagitan ng asymmetric division at bumubuo ng mga di-cancerous na mga selula bilang bahagi ng mga selula ng kanser.
Kasabay nito, ang mga stem cell ng kanser ay bihira at mabagal na nahati. Ito ang dahilan kung bakit ang mga karaniwang chemotherapy na gamot ay hindi epektibo laban sa mga stem cell ng kanser (J.E. Trosko et al., 2005).
Hanggang ngayon, sa klinikal na kasanayan, ang mga pasyente na may mga sintomas ng kanser ay nangingibabaw, at ang mga pasyente na may kanser "in situ" ay napakabihirang, i.e. on the spot.
Huli na para simulan ang paggamot sa kanser kapag may mga sintomas. Pagkatapos ng lahat, ang mga selula ng kanser ay nagsisimulang kumalat sa buong katawan kapag ang laki ng kanser sa tisyu ng anumang organ ay 2 mm lamang ang lapad, i.e. na may simula ng angiogenesis at lymphangiogenesis sa nodule.
Ngayon, kapag dumating na ang eramolecular na gamot, ang pasyente ay magsisimulang gamutin bago pa man lumitaw ang mga unang sintomas ng sakit, kabilang ang kanser: sa simula pa lamang nito - sa antas ng unang selula ng kanser at ang mga unang inapo nito, at kahit na bago. ang simula nito - sa antas ng precancerous na mga selula.
Ang pagkakaroon ng pagkilala sa marker gene ng sakit, posible na matukoy kung aling protina ang sanhi nito, na nangangahulugang kinakailangan na lumikha ng isang gamot laban sa protina na ito o sa gene nito - ito ang "magic bullet" na pinangarap ni P. Ehrlich. Ang pharmacology ng hinaharap ay itatayo dito.
Ang mga bagong gamot at produkto na nakabatay sa mga marker gene at mga marker ng protina para sa isang partikular na sakit ay magta-target lamang ng mga may sira na selula, na sisira sa kanila, nang hindi nakakasira ng mga malulusog na selula. Samakatuwid, ang pasyente ay walang mga epekto mula sa mga gamot.
Stem cell ng kanser nagmumula sa isang normal na cell o tissue stem cell dahil sa derepression ng fetal protein genes sa loob nito at sabay-sabay na pagsupil sa suppressor genes sa pamamagitan ng methylation ng CpG dinucleotides ng promoter ng mga gene na ito o mutations sa mga gene. Kasabay nito, ito ay nagiging mas matibay kaysa sa isang normal na cell ng parehong uri.
Ang isang selula ng kanser ay naglalaman ng ilang mga trick na ginagawa itong hindi masusugatan at may kakayahang mag-independiyenteng pag-iral sa katawan ng pasyente. Yung. Ang may sira na selulang ito ay hindi lamang isang selula, kundi isang buong solong selulang organismo.
1. Bago ang sakit.
Ang anumang sakit ay nagsisimula sa isang patolohiya ng isang cell o mga cell. Ang mga pagbabago sa isang partikular na gene o mga gene ng isang cell ay hindi isang diagnosis ng isang sakit, ngunit ang pagtatatag lamang ng isang posibleng predisposisyon dito.
Sa ganitong mga pagbabago sa reproductive cell, ang termino ay ginagamit - predisposition sa sakit, at sa somatic cell, mas madalas nilang sinasabi - pre-disease.
Sa panahon ng pre-disease, ang naturang gene ay hindi pa nagpapakita ng sarili, dahil ang cell ay wala pang synthesis ng produkto ng gene - mga protina. Kapag ang ganitong mga pagbabago sa mga gene ay nangyari sa isang normal na selula, ito ay isang precancerous na selula.
Ang "pag-aayos" ng naturang gene o mga gene, o pagpapalit nito sa isang cell ng isang normal na gene, "i-switch off" ang mga gene para sa mga katangian ng isang selula ng kanser, ay nag-aalis ng pre-disease.
2. Sakit.
Kapag ang isang cell, sa ilalim ng kontrol ng isang gene o mga gene, ay mayroon nang synthesis ng produkto nito - mga protina, kung gayon ito ay isang senyales na ang gene ay nagsimula na ng mapanirang gawain sa cell, na humahantong sa sakit.
Dito, ang mga pagbabago sa isang gene o mga gene ay ang ugat na sanhi ng sakit sa cell, at ang mga pagbabago sa mga katangian ng cell ay sanhi ng produkto ng gene, i.e. mga protina nito. Ang mga katangiang ito ay bumubuo ng mga sintomas ng isang partikular na sakit.
Ang sanhi ng gene sa isang cell ay isang marker gene, at ang protina nito ay isang marker protein. Ang pagsugpo sa causative gene at mga produkto nito - mga protina sa cell - ay maaaring huminto sa sakit.
3. Maagang pagsusuri ng sakit.
Hanggang ngayon, maraming mga sakit, kabilang ang mga malubha, kabilang ang kanser, ay nasuri sa yugto ng kanilang mga sintomas. Ang paggamot sa maraming sakit sa yugtong ito ay napakahirap sa mga tuntunin ng lunas o kahit na imposible.
Ngayon ang diagnosis ng anumang sakit, kabilang ang pinaka-mapanganib na sakit - kanser, ay magiging posible sa pre-symptomatic period.
"Bago ang simula". Gagawin ito sa pamamagitan ng pagtukoy ng gene marker para sa isang partikular na sakit sa cell o cell ng pasyente. Kaugnay ng kanser, ito ang magiging diagnosis ng isang precancerous na selula o mga selula.
"Sa simula pa lang". Gagawin ito sa pamamagitan ng pagtukoy sa cell o mga cell hindi lamang isang marker gene, kundi pati na rin isang marker protein para sa isang partikular na sakit. Kaugnay ng kanser, ito ang magiging pagkakakilanlan ng unang selula ng kanser at ang malalapit na inapo nito sa katawan ng pasyente.
Ang mga materyales para sa mga pag-aaral na ito ay maaaring: mga sample ng tissue ng proseso ng background ng kaukulang organ - biopsy, pati na rin ang dugo at iba pang biological fluid mula sa pasyente.
Sa anumang lokasyon ng cancer sa isang pasyente, dahil sa mosaic na katangian ng mga capillary ng cancer nodule, ang mga selula ng kanser mismo at ang kanilang mga marker ay maaaring makita sa dugo: mga marker gene sa plasma ng dugo, at mga marker protein mula sa cancer stem mga selula sa serum ng dugo.
Ang plasma ng dugo ay maaaring maglaman ng mga marker gene mula sa mga precancerous na selula, gayundin ng mga marker gene mula sa mga selula ng kanser, ngunit halos imposibleng makilala ang mga ito.
Sa teorya, ang mga pagkakaibang ito ay matatagpuan gamit ang MS-PCR at PCR-MMK at mga microarray ng protina.
Kung ang mga marker genes na katangian ng isang selula ng kanser ay matatagpuan sa plasma ng dugo mula sa isang pasyente, ngunit ang kaukulang mga marker na protina ay wala sa serum ng parehong sample ng dugo, ito ay maaaring magpahiwatig ng pagkakaroon ng mga precancerous na selula.
Ang pagtuklas ng mga marker genes mula sa isang selula ng kanser sa plasma ng dugo ng isang pasyente ay maaaring italaga bilang antas I ng maagang diagnosis ng kanser, dahil ang mga abnormalidad sa mga gene ay ang ugat na sanhi ng pagbabago ng isang normal na selula sa isang selula ng kanser. Pagkatapos ang pagtuklas ng mga protina ng marker mula sa mga selula ng kanser sa serum ng dugo ng pasyente ay ang pangalawang antas ng maagang diagnosis ng kanser, dahil ang protina ng marker ay isang produkto ng gene.
4. Paggamot ng sakit.
Upang gawin ito, ang mga marker gene at cell marker protein para sa bawat sakit ay gagamitin bilang mga target para sa mga gamot at ahente.
Ito ay mga bagong gamot at ahente na partikular na kikilos lamang sa mga may sira na selula, at para sa kanser, ito ay mga stem cell ng kanser, nang hindi naaapektuhan ang mga normal na stem cell. Ibig sabihin, ang mga gamot at remedyong ito ay mapipili at indibidwal para sa isang partikular na pasyente (A.I. Archakov, 2000).
5. Pamantayan para sa pagpapagaling ng sakit at pagkontrol.
Ang mga marker genes at marker proteins ay gagawing posible na tuklasin ang mga may depektong selula sa anumang sakit kapag hindi pa sila matukoy sa katawan ng pasyente sa pamamagitan ng anumang iba pang pamamaraan.
Gagawin nilang posible na tuklasin ang kanser sa isang pasyente kapag ang laki ng isang nodule ng mga selula ng kanser sa tissue na may diameter na 2 mm (A.S. Belokhvostov, 2000).
Ang bilang o titer ng mga marker gene at marker protein sa dugo mula sa mga may sira na selula ng isang partikular na sakit o mula sa cancer stem cell ay magbibigay-daan sa pagsubaybay sa proseso ng paggamot sa sakit at sa kinalabasan ng paggamot ng pasyente.
Kung ang titer ng mga marker ay hindi bumaba sa panahon ng paggamot, ang mga taktika sa paggamot ay kailangang baguhin. Ang kumpletong kawalan ng mga marker dalawa hanggang tatlong linggo pagkatapos ng pagtatapos ng paggamot ay isang senyales na ang pasyente ay gumaling mula sa sakit.
Magiging napakaginhawang isagawa ang naturang kontrol gamit ang mga biochip: DNA chips para sa marker genes, at protina chips para sa mga protein marker ng mga may sira na cell ng isang partikular na sakit at cancer stem cell.
Ang molekular na patolohiya ng kanser sa baga ay pinag-aaralan ang kabuuan ng morphological at molekular na genetic na katangian ng isang naibigay na tumor. Ang pinakamahalagang aspeto ng problema ay ang pagpapasiya ng biomolecular at histogenetic marker ng cancer, pati na rin ang patolohiya ng apoptosis sa kanser sa baga.
Ang mga biomolecular marker ng kanser sa baga ay magkakaiba, lumilitaw na tumutugma sa mga marker ng non-radiation na kanser sa baga at kinakatawan ng iba't ibang mga gene, protina, hormone at iba pang mga molekula.
Cellular oncogenes sa kanser sa baga. Sa pathogenesis ng kanser sa baga, ang mga cellular oncogenes ng apat na pamilya ay pinakamahalaga: myc, ras, bcl, erb-B.
Ang myc family ng mga cellular oncogenes - c-myc, L-myc, N-myc - ay kinakatawan ng agarang tumutugon na mga gene at nag-encode ng mga cellular regulatory protein na nag-uudyok sa paglaganap at pinipigilan ang pagkakaiba-iba. Naitatag na sa kawalan ng mga kadahilanan ng paglago, ang pagtaas sa expression ng c-myc ay hindi humahantong sa paghahati ng cell, ngunit sa apoptosis, na maaaring mapigilan ng bcl-2. Ang C-myc amplification ay matatagpuan sa 10-25% ng mga kanser sa baga, habang ang L-myc at N-myc ay matatagpuan lamang sa mga neuroendocrine lung tumor (10-30%). Ang pagpapasiya ng tumaas na pagpapahayag ng myc oncoproteins ay naitala nang mas madalas.
Ang L-myc expression ay matatagpuan lamang sa pangkat ng mga neuroendocrine lung tumor, at c-myc expression sa parehong maliit na cell at non-small cell lung cancer groups. Sa pangkat ng maliit na selula ng kanser sa baga, isang makabuluhang ugnayan ang naitatag sa pagitan ng pagpapahayag ng L-myc at c-myc na may pagkakaroon ng metastases at laki ng tumor.
Ang pamilya ng ras ng cellular oncogenes ay madalas na sumasailalim sa mga pagbabago sa panahon ng paglaki ng tumor. Ang mga gene ay nag-encode ng synthesis ng p21 na mga protina, na mayroong aktibidad ng GTPase at nagbubuklod sa GTP at sa gayon ay nakakaapekto sa pagpapadala ng signal ng paglago sa cell. Inilarawan ang mga mutasyon na nagpapagana sa mga gene ng ras at naka-localize sa mga codon 12, 13 at 61. Ang pinakakaraniwang mutasyon na makikita sa kanser sa baga ay ang mga mutasyon ng K-ras, na kakaiba sa hindi maliit na selulang kanser sa baga kumpara sa maliit na selula ng baga. kanser. Ang dalas ng K-ras mutations sa lung adenocarcinomas ay hanggang 30%, at sa squamous cell lung cancer ay 3% lamang. Ang kaugnayan ng K-ras mutations sa paninigarilyo ng tabako ay ipinakita.
Ang K-ras mutations ay natagpuan sa lung precancer - atypical hyperplasia ng alveolar epithelium. Ang pagpapahayag ng p53 ay inilarawan sa parehong mga sugat na ito. Ang mga ugnayan ay natagpuan sa pagitan ng mas mataas na pagpapahayag ng oncoprotein na ito na may glandular na pagkita ng kaibhan ng kanser sa baga. Ang mataas na pagpapahayag ng mga produktong ras protein ay naitala din sa foci ng pulmonary adenomatosis at sa oval at slit-like epithelial structures sa mga scars.
Ang pamilya ng bcl-2 ay binubuo ng bcl-2, bax, bak, bclXL, bclXS, ang mga produktong protina na may kakayahang bumuo ng mga homo- at heterodimer, na kung minsan ay may diametrically opposite effect sa paglaganap at apoptosis ng mga tumor cells. Ang pinaka-pinag-aralan ng pamilyang ito, bcl-2, ay naisalokal sa panloob na mitochondrial membrane, pati na rin sa nucleus, pinasisigla ang paglaganap ng cell at pinipigilan ang apoptosis, marahil dahil sa aktibidad ng antioxidant. Sa kabaligtaran, ang mga protina ng bax, ang transkripsyon at synthesis na kung saan ay kinokontrol ng p53, hinaharangan ang paglaganap at pinasisigla ang apoptosis ng mga selula ng tumor. Pinipigilan ng BclXL ang apoptosis at pinasisigla ang paglaganap, habang ang bclXS, sa kabaligtaran, ay nag-uudyok ng apoptosis. Kaya, ang balanse sa pagitan ng mga produktong protina bcl-2 - bax, bclXL-bclXS ay tumutukoy sa paglilipat ng balanse patungo sa paglaganap o apoptosis sa tumor.
Mga gene ng suppressor sa kanser sa baga. Ang papel ng mga suppressor genes sa pag-unlad ng tumor ay nabawasan sa pagharang sa apoptosis at pag-alis ng kanilang suppressive effect sa cellular oncogenes, na sa huli ay nagtatapos sa activation ng proliferation. Upang mapagtanto ang epekto ng pinsala sa mga gene ng suppressor, ang mga pagbabago ay dapat makaapekto sa parehong mga alleles ng gene, dahil ang isang mutated suppressor gene ay palaging inuri bilang buo bilang isang recessive na gene sa isang nangingibabaw. Halimbawa, ang isang mutation o pagtanggal ng isa sa mga alleles ng isang suppressor gene ay dapat na sinamahan ng pagkawala o pagbabago sa isa pang allele.
Ang mga gene ng suppressor sa kanser sa baga ay napag-aralan nang mabuti. Ang pinakakaraniwang kilalang pagtanggal ng chromosome ay nakakaapekto sa mga sumusunod na rehiyon: 3p21-24, 17p13, 13q14, 9p21-22 at 5q21. Ang pagtanggal ng 3p21-24 ay madalas na nangyayari: sa small cell cancer - sa 100% at sa hindi small cell cancer - sa 85% ng mga kaso. Ngunit hindi isang solong suppressor gene ang naisalokal sa zone na ito. Ang ibang mga site ay tumutugma sa mga kilalang suppressor genes. Halimbawa, ang p53 ay naisalokal sa 17p13, ang retinoblastoma gene - 13q14, p16 INK4B(MTS1) at p15 INK4B(MTS2) - 9p21-22. Ang mga pag-andar ng karamihan sa mga gene na ito ay kilala at nauugnay sa kontrol ng yugto ng G1 ng mitotic cycle at/o apoptosis. Ang kanilang hindi aktibo ay nagiging sanhi ng pag-unlad ng apoptosis. Ang pagtuklas ng genomic damage sa localization ng suppressor genes sa yugto ng precancerous na pagbabago ay nagpapahiwatig ng partisipasyon ng mga gene na ito sa mga unang yugto ng paglaki ng tumor. Sa kasalukuyan, ang isang bilang ng mga bagong suppressor gene ay inilarawan na tila mahalaga para sa pag-unlad ng kanser sa baga at naisalokal sa mga chromosome 1 at 16.
Ang p53 gene ay sumasailalim sa pinakamadalas na pagbabago sa panahon ng paglaki ng tumor. Ang wild type na p53 (natural) ay isang transcription factor na may maraming function, kabilang ang regulasyon ng cell transition mula sa G1 hanggang S phase, DNA repair, at apoptosis kasunod ng pagkasira ng genome. Ang pagtanggal ng isa sa mga alleles (17p13) kasama ng isang point mutation sa kabilang allele ay isang genetic rearrangement na naobserbahan sa karamihan ng mga malignant na tumor. Ang mutated p53 ay aktwal na gumaganap bilang isang cellular oncogene, pinasisigla ang paglaganap ng mga selula ng tumor at nagiging sanhi ng pagbuo ng mga antibodies, na nakikita sa dugo ng mga pasyente. Ang huli ay nagsilbing batayan para sa pagbuo ng immunodiagnosis at immunotherapy para sa kanser sa baga.
Ang mutation ay nagdudulot ng mga pagbabago sa conformational sa p53 na protina, at naipon ito sa cell nuclei, na nagpapahintulot na matukoy ito ng mga immunohistochemical na pamamaraan. Sa kabaligtaran, ang wild-type na p53 ay naisip na may napakaikling kalahating buhay (20 min) at samakatuwid ay hindi matukoy ng immunohistochemistry. Ang hindi aktibo ng p53 sa kanser sa baga ay nangyayari sa humigit-kumulang 70% ng mga kaso. Ang mga pag-aaral na nag-uugnay sa p53 expression sa kaligtasan ng buhay ay hindi pare-pareho. Sa pangkalahatan, kung mayroong ganoong aksyon, ito ay napakaliit. Ang koneksyon sa pagitan ng p53 at malignant na pagbabagong-anyo ay hindi rin malinaw. Kasabay nito, ipinapakita ng pang-eksperimentong data na kapag na-activate ang wild-type na p53, bumabagal ang paglaki at nabubuo ang apoptosis, na maaaring humantong sa pagbabalik ng malignant na phenotype.
Mayroong katibayan ng kahalagahan ng p53 mutations sa mga unang yugto ng carcinogenesis ng baga. Ang mga mutant na anyo ng p53 ay hindi kailanman nakita sa reserbang basal cell hyperplasia o squamous metaplasia na walang mga palatandaan ng dysplasia. Sa dysplasia, ang mga mutation ng p53 ay napansin sa 12-53% ng mga kaso, at in situ cancer - 60-90% ng mga kaso sa mga pag-aaral ng tissue na nakapalibot sa kanser sa baga. Ang pagtuklas ng p53 sa higit sa 20% ng mga selula sa mga lesyon ng dysplasia ay isang marker ng hindi maibabalik na mga pagbabagong precancerous. Gayunpaman, ang p53 mutation ay hindi isang obligadong phenomenon na katangian ng kanser sa baga, at samakatuwid ang kawalan ng p53 ay hindi isang kanais-nais na prognostic factor. Bukod dito, ang akumulasyon ng p53 o ang mutation nito ay hindi nauubos ang mga mekanismo ng molekular kung saan ang p53 ay maaaring hindi aktibo sa mga bukol. Ang pagkagambala ng p53 ay nangyayari kapag ito ay nakikipag-ugnayan sa iba pang mga protina na kumokontrol sa mitotic cycle - p21, Mdm2, bax.
Ang Rb gene ay naka-localize sa site 13q14, na tinatanggal sa 80% ng mga kaso ng small cell lung cancer (katulad ng sa retinoblastoma), nag-encode ng nuclear phosphoprotein na may mass na 110 KDa at kinokontrol ang paglabas ng cell mula sa G1 yugto. Ang hypophosphorylation ng Rb ay humahantong sa cell blockade sa yugto ng G1 at apoptosis. Ang inactivation ng Rb sa mga tumor ay nakamit sa pamamagitan ng pagkawala ng isa sa mga alleles at mutation ng pangalawang allele ng gene.
Kaya, ang hindi aktibo ng p53 at Rb suppressor genes ay mas mahalaga para sa pag-unlad at pag-unlad ng maliit na cell lung cancer.
Growth factor, growth factor receptors at nagbubuklod na protina sa kanser sa baga. Sa pag-unlad ng kanser sa baga, ang mga kadahilanan ng paglago ay may mahalagang papel, na tinitiyak ang paglaki ng tumor sa pamamagitan ng autocrine at paracrine stimulation.
Mga molekula ng pagdirikit at extracellular matrix sa kanser sa baga. Ang mga adhesion molecule, integrin receptors at ang extracellular matrix ng lung cancer ay may modulating effect sa mga tumor cells at tinitiyak ang paglaki ng tumor, invasion at metastasis, gaya ng tinalakay sa mga nakaraang seksyon ng lecture.
Ang unang yugto ng pagsalakay ng tumor ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang pagpapahina ng mga contact sa pagitan ng mga cell, na pinatunayan ng isang pagbawas sa bilang ng mga intercellular contact, isang pagbawas sa konsentrasyon ng ilang mga molekula ng pagdirikit mula sa pamilya ng CD44, atbp, at, sa kabaligtaran, isang pagtaas sa pagpapahayag ng iba na tinitiyak ang kadaliang mapakilos ng mga selula ng tumor at ang kanilang pakikipag-ugnay sa extracellular matrix. Ang konsentrasyon ng mga calcium ions sa ibabaw ng cell ay bumababa, na humahantong sa isang pagtaas sa negatibong singil ng mga selula ng tumor. Ang pagpapahayag ng mga receptor ng integrin ay tumataas, tinitiyak ang pag-attach ng cell sa mga bahagi ng extracellular matrix - laminin, fibronectin, collagens. Sa ikalawang yugto, ang tumor cell ay nagtatago ng mga proteolytic enzymes at ang kanilang mga activator, na tinitiyak ang pagkasira ng extracellular matrix, at sa gayon ay nililinis ang daan para sa pagsalakay. Kasabay nito, ang mga degradation na produkto ng fibronectin at laminin ay mga chemoattractant para sa mga tumor cells, na lumilipat sa degradation zone sa ikatlong yugto ng pagsalakay, at pagkatapos ay umuulit muli ang proseso.
Mga histogenetic marker ng iba't ibang uri ng kanser sa baga. Ang kanser sa baga ay kinakatawan ng mga tumor ng iba't ibang histogenesis. Sa mga nagdaang taon, ang lahat ng mga histological na uri ng kanser sa baga ay nahahati sa maliit na cell at di-maliit na cell, na naiiba hindi lamang sa morphological manifestations, kundi pati na rin sa clinically, tugon sa chemotherapy at pagbabala ng buhay ng mga pasyente.
Ang small cell lung cancer ay nailalarawan din ng mga espesyal na biomolecular marker mula sa grupo ng mga cellular oncogenes, suppressor genes at growth factor. Bilang karagdagan, ang kanser sa maliit na selula ay naiiba din sa mga palatandaan ng pagkakaiba-iba ng neuroendocrine. Sa higit sa 90% ng mga kaso, ang mga tumor cell ay nagpapahayag ng parehong chromogranin at pancytokeratin. Ang Chromogranin ay napansin sa anyo ng mga butil sa cytoplasm ng mga selula ng tumor. Ang bilang ng mga cell na positibo sa chromogranin at ang antas ng pagpapahayag ay nagbabago depende sa antas ng maturity ng tumor.
Ang non-small cell lung cancer ay isang heterogenous na grupo ng mga tumor na kabilang sa iba't ibang histogenetic na grupo: squamous cell carcinoma (mga marker ay cytokeratins at keratohyalin), adenocarcinoma (mucus cytokeratins, surfactant), pati na rin ang malaking cell cancer, na maaaring kinakatawan ng pareho. poorly differentiated adenocarcinoma at poorly differentiated squamous cell carcinoma. cancer.
Mga kagamitan sa lecture
Macropreparations: bronchiectasis at pneumosclerosis, talamak na obstructive pulmonary emphysema, cor pulmonale, honeycomb lung sa idiopathic fibrosing alveolitis, lung silicosis, central lung cancer, lung cancer metastases sa adrenal glands.
Microspecimens: talamak na obstructive bronchitis, bronchiectasis at pneumosclerosis, talamak na obstructive pulmonary emphysema, cor pulmonale, pulmonary vascular restructuring sa pangalawang pulmonary hypertension, idiopathic fibrosing alveolitis, sarcoidosis, lung silicosis, peripheral lung cell lung cancer, lungcaro, kanser sa baga, maliit na selula ng baga. kanser.
Mga pattern ng electron diffraction: talamak na obstructive pulmonary emphysema (pagpapawala ng alveolar capillaries), lung adenocarcinoma, small cell lung cancer.
Pinagmulan: Mga Materyales ng ikatlong taunang Russian Oncology Conference
Nobyembre 29 - Disyembre 1, 1999, St. Petersburg
MGA PROSPEK PARA SA MOLECULAR DIAGNOSTICS SA ONCOLOGY. K.P. Hanson
Research Institute of Oncology na pinangalanan. ang prof. N.N. Petrova
Ang mga pagsulong sa genetics at molecular biology sa mga nakalipas na dekada ay nagkaroon ng malaking epekto sa pag-unawa sa likas na katangian ng pagsisimula at pag-unlad ng mga malignant na tumor. Sa wakas ay itinatag na ang kanser ay isang magkakaibang grupo ng mga sakit, na ang bawat isa ay sanhi ng isang kumplikadong mga genetic disorder na tumutukoy sa pag-aari ng hindi makontrol na paglaki at ang kakayahang mag-metastasis. Ang modernong kaalaman na ito ay nagbukas sa panimula ng mga bagong pagkakataon sa pagsusuri at paggamot ng mga malignant neoplasms.
Ang impluwensya ng mga partikular na genetic disorder na pinagbabatayan ng paglaki ng tumor ay naging posible upang matuklasan ang mga partikular na molecular marker at bumuo ng mga pagsusuri para sa maagang pagsusuri ng mga tumor batay sa mga ito.
Ito ay kilala na ang neoplastic transformation ng mga cell ay nangyayari bilang isang resulta ng akumulasyon ng minana (germinative) at nakuha (somatic) mutations sa proto-oncogenes o suppressor genes. Ang mga genetic disorder na ito ang pangunahing magagamit upang makita ang mga malignant na selula sa klinikal na materyal.
Ang pinaka-angkop na substrate para sa molecular diagnostics ay DNA, dahil ito ay nananatili sa mahabang panahon sa mga sample ng tissue at madaling palaganapin gamit ang tinatawag na. polymerase chain reaction (PCR). Nagbibigay-daan ito sa mga diagnostic na maisagawa kahit na may pinakamababang halaga ng materyal sa pagsubok.
Bilang karagdagan sa pagtukoy ng mga mutasyon sa oncogenes at suppressor genes, ang mga pagbabagong nakita sa paulit-ulit na mga sequence ng DNA, ang tinatawag na, ay ginagamit para sa mga layuning diagnostic. mga micro satellite.
Kapag ikinukumpara ang ipinares na mga sample ng tumor at normal na mga tisyu, ang pagkawala ng isa sa mga alleles sa tumor (pagkawala ng heterozygosity (HL)) ay maaaring makita, na sumasalamin sa pagkakaroon ng mga chromosomal na pagtanggal na pinagbabatayan ng hindi aktibo ng mga suppressor genes.