Жидкая биопсия

Важным элементом диагностики в Германии ракового заболевания является забор пробы тканей из опухоли (биопсия) с их последующим гистопатологическим исследованием. Более того, для определения специфических биологических характеристик уже диагностированного рака проводится молекулярно-патологический анализ биоптата, который позволяет выбрать оптимальный метод лечения для отдельного пациента.

Однако в последние годы в медицине произвел фурор новый метод анализа — жидкая биопсия, на англ. liquid biopsy, основанная на анализе нуклеиновых кислот в крови для определения опухолевых клеток или опухолевой ДНК в ней. Тем не менее стоит отметить, что с точки зрения патологии термин «жидкая биопсия» является неточным, так как при этом речь идёт об исключительно молекулярно-аналитическом методе, а не о биопсии в патологическом смысле. Метод основан на том, что опухолевые клетки также выделяют генетическую информацию в кровь, которую можно исследовать на предмет наличия изменений, которые встречаются в крови лишь в очень малых количествах. Поэтому их выявление стало возможным только благодаря разработке новых методов высокочувствительного определения нуклеиновых кислот, таких как «цифровая капельная ПЦР» (digital droplet PCR) или «секвенирование следующего/нового поколения» (NGS). Помимо периферической крови, а именно плазмы, в качестве материала для жидкой биопсии может служить моча, стул, плевральная или спинномозговая жидкость.

 

В крови находятся два существенных источника опухолевой ДНК, которые определяются при молекулярном анализе: циркулирующие опухолевые клетки (CTCs, от англ. circulating tumor cells) и внеклеточная ДНК (cfDNA, от англ. cell-free DNA). Жидкая биопсия позволяет определить внеклеточную митохондриальную ДНК опухоли, а также экзосомы.

Внеклеточная ДНК вырабатывается из тканей с высокой клеточной активностью, то есть с высокими показателями пролиферации и гибели клеток. Таким образом, источником внеклеточной ДНК, помимо опухоли, являются обычные ткани в разном состоянии, включая гемопоэз, иммунные реакции, воспалительные процессы или некрозы. Внеклеточная ДНК, вырабатываемая опухолевыми клетками, называется циркулирующая свободная ДНК опухоли (от англ. circulating free tumor DNA). Поступление ДНК в кровь зависит от типа, локализации, васкуляризации и размера злокачественного образования. Благодаря анализу циркулирующей ДНК опухоли можно определить соматические генетические опухолевые изменения в виде точечных мутаций, делеций или амплификаций. Как правило, для определения значимых мутаций циркулирующая опухолевая ДНК является недостаточным источником информации. В связи с этим, для исследования данных мутаций необходимы другие источники, например, экзосомы или опухолевые тромбоциты.

Метод жидкой биопсии применяется в онкологии в таких целях, как скрининг, ранняя диагностика рака или оценки рисков метастазирования. Важной областью использования жидкой биопсии также является выявление целевых структур для терапии, механизмов резистентности, а также в целом мониторинг опухоли.

Мониторинг опухолей с помощью жидкой биопсии особенно интересен, поскольку он позволяет как обнаружить потенциально развивающиеся рецидивирующие опухоли на очень ранней стадии, так и расшифровать их возможный измененный молекулярный профиль. Так, если во время терапии первой линии возникают мутации резистентности, выживаемость пациента теоретически может быть значительно увеличена путем смены (англ. Switch) таргетной терапии.

При выборе терапии, а также при мониторинге опухоли важную роль играет исследование генов, которые уже были определены как значимые с помощью классического анализа опухолевой ткани, например, драйверные мутации в генах EGFR, KRAS, NRAS, BRAF или PIK3CA. Благодаря жидкой биопсии становится возможным определить рецидив ракового заболевания на ранней стадии, выявив умножение данных драйверных мутаций в крови.

В большинстве случаев жидкая биопсия является дополнительным методом анализа к стандартному гистопатологическому исследованию тканей, взятых в рамках биопсии, позволяя оценить гетерогенность единичной опухоли или гетерогенность всех манифестаций опухоли, то есть метастазов, в организме одного человека.