(cfDNA) w surowicy krwi biomarkerem raka prostaty

Niestabilność chromosomalna pozakomórkowego DNA
(cfDNA) w surowicy krwi biomarkerem raka prostaty
Ekkehard Schütz, Mohammad R. Akbari, Julia Beck, Howard Urnovitz, William W. Zhang,
Czułość (%)
Kirsten Bornemann-Kolatzki, William M. Mitchell, Robert K. Nam, and Steven A. Narod
1-Specyficzność (%)
1–Specyficzność (%)
Rys. 1. Krzywa ROC dla zbioru potwierdzonych przypadków raka prostaty w porównaniu z grupą kontrolną (czarna
linia).
Linia przerywana przedstawia granice dla 95% CI (przedziału ufności). (A) Pacjenci z rakiem prostaty (202 os.) w
porównaniu z grupą kontrolną (207 os.). (B), Pacjenci z rakiem prostaty ze skalą Gleasona <7 (89 os.) w porównaniu z
grupą kontrolną (207 os.).
Dzięki równoległemu, masowemu sekwencjonowaniu cfDNA, zidentyfikowaliśmy niewielką liczbę foci
(l.p. focus, obszar chromosomu) - 0,5% całkowitego
DNA - z niestabilnością chromosomalną; to
powszechnie znane zjawisko przy nowotworach
złośliwych. Te foci zawierają wiele różnych genów
związanych z procesem nowotworzenia, które pozwalają
dokładnie przewidzieć raka gruczołu krokowego,
niezależnie od stadium choroby czy złośliwości
nowotworu. Te podstawowe geny (core genes) mogą
dostarczyć wskazówek co do genomicznego źródła raka
prostaty - w odróżnieniu od postępującej niestabilności
genomu, napędzanej przez różnorodność fuzji wraz z
powiązanymi dysfunkcjami poszczególnych genów,
odpowiedzialnych za wachlarz fenotypów klinicznych.
Badania nad cfDNA są obecnie w fazie
wykładniczego wzrostu klinicznego rozwoju. W 1948
roku po raz pierwszy opisano występowanie we krwi
DNA pochodzące z komórek rakowych, niemniej ta
dziedzina badań pozostała w uśpieniu przez ponad 50
lat. Do celów diagnozowania i prognozy w przypadku
raka piersi i raka płuc proponowano pomiar
bezwzględnych stężeń cfDNA, lecz przydatność
kliniczna tej metody jest znikoma. Tymczasem, szybki
rozwój platform NGS z ich ogromną pojemnością
sekwencjonowania, dostarczył moc statystyczną do
powstania nowych zastosowań klinicznych. Równoległe
masowe sekwencjonowanie w celu wykrywania zmian
genomowych liczby kopii z krwi zostało po raz pierwszy
opisane przy wykrywaniu trisomii 21 płodu w 2008 roku.
Metoda ta została potwierdzona przy badaniach nad
trisomią 13, 18 i 21, jako laboratoryjna procedura
kliniczna o niezwykłej dokładności diagnostycznej
>99%. Moc statystyczna dostarczana przez platformy
NGS, dzięki zastosowaniu równoległego masowego
sekwencjonowania w połączeniu z masowym
składaniem (kontigi) [mass sequence and assembly
(MSA)], pozwoliła nam zgłosić algorytmy prognostyczne
do wariantu choroby Creutzfeldta-Jakoba u przeżuwaczy
oraz do stwardnienia rozsianego i do raka piersi u ludzi
bez poznania całego genomu, jak to ma miejsce w tym
badaniu. Mimo możliwości błędu przy stosowaniu
wielkoskalowego sekwencjonowania (whole genome
sequencing, WSG), wykazano że pochodzące z raka
cfDNA odwzorowuje nowotworowe DNA genomu.
239
Osobna analiza genomu guza wskazuje na wymierne
korzyści stosowania diagnostyki z cfDNA. Wstępne
dane, niedawno ogłoszone na forum American Society
of Clinical Onkology w 2014 roku, odnośnie dużego
spadku liczby przypadków nowotworów głowy/szyi
oraz jelita grubego wskazuje, że odpowiedź pacjenta na
terapię celowaną (radioterapia, 5-fluorouracyl i/lub
cisplatyna) jest najbardziej skuteczna (poziom istotności
statystycznej, P≤0,01) u pacjentów z Niestabilną Liczbą
Kopii (CNI).
Mimo, że w klinicznej diagnostyce molekularnej
badanie tkanki nowotworowej jest nadal złotym
standardem, to jego główną wadą pozostaje sposób
pozyskania próbek tkanki (biopsje mogą być
skomplikowane i są procedurą inwazyjną). Natomiast z
uwagi na ich minimalną inwazyjność, płynne biopsje
można planować częściej, a dla niektórych pacjentów
mogą być jedynym rozwiązaniem. Ponadto, biopsja
tkankowa jest często przeprowadzana dla jednego
umiejscowienia nowotworu, co nie pozwala ocenić
genetycznych zmian odległych przerzutów. Należy
uznać,
że
sekwencjonowanie
cfDNA
lepiej
odzwierciedla
genomy
wszystkich
subklonów
nowotworowych występujących u pacjenta. Jeśli zostanie
to potwierdzone na większej grupie pacjentów,
równoległe masowe sekwencjonowanie DNA może
wnieść dużą wartość dodaną przy wyborze schematów
terapeutycznych, stosując płynną biopsję do analizy.
Rys. 2. Indeks CNI określony dla cfDNA, poprzez
sekwencjonowanie heteroploidii dla raka prostaty,
łagodnego przerostu prostaty oraz zapalenia prostaty
w porównaniu z grupą kontrolną.
Wykres pudełkowy: pudełka (rozstęp ćwiartkowy) i
pionowe linie (5ty i 95ty centyl) są przedstawione razem
z medianą (czarna pozioma linią) badanych grup.