कैंसर का निदान करने के लिए तरल बायोप्सीज

कैंसर का निदान करने के लिए तरल बायोप्सीज रक्त-ट्यूमर ऊतक का उपयोग नहीं करते हैं

आम तौर पर, टिशू बायोप्सी का उपयोग करके ट्यूमर की जांच की जाती है। ट्यूमर और जीनोटाइप से एक छोटा सा नमूना लिया जाता है, या जेनेटिक मेकअप के लिए विश्लेषण किया जाता है। इस दृष्टिकोण के साथ समस्या यह है कि बायोप्सीइंग ट्यूमर चुनौतीपूर्ण हो सकते हैं। इसके अलावा, एक ट्यूमर बायोप्सी ट्यूमर का केवल एक स्नैपशॉट प्रदान करता है।

2015 में डिस्कवरी मेडिसिन में लेखन, लैबगा और सह-लेखक पारंपरिक ट्यूमर बायोप्सी के बारे में निम्नलिखित बताते हैं:

स्पष्ट कारणों से, अनुक्रमिक बायोप्सीज़ द्वारा ट्यूमर विकास की निगरानी करना मुश्किल है। इसके अलावा, बायोप्सी केवल ट्यूमर के एक ही स्थान को प्रतिबिंबित करता है और इसलिए बड़े ट्यूमर में सोमैटिक उत्परिवर्तन के पूरे स्पेक्ट्रम का प्रतिनिधित्व करने की संभावना नहीं है। एक विकल्प ट्यूमर के लिए कई बायोप्सी प्राप्त करना होगा, लेकिन यह विकल्प न तो यथार्थवादी और न ही सटीक लगता है।

तरल बायोप्सी में कैंसर वाले मरीजों से प्राप्त रक्त नमूनों में परिसंचारी डीएनए (सीटीडीएनए) और अन्य ट्यूमर उपज के माप शामिल हैं। यह उभरता हुआ नैदानिक ​​दृष्टिकोण तेजी से, noninvasive, और लागत प्रभावी होने का वादा करता है।

तरल बायोप्सी का इतिहास

1 9 48 में, फ्रांसीसी शोधकर्ताओं की एक जोड़ी मंडल और मेटाइस ने पहली बार स्वस्थ लोगों के खून में सीटीडीएनए की पहचान की। यह खोज अपने समय से पहले थी, और दशकों तक यह नहीं था कि सीटीडीएनए और आगे की खोज की गई थी।

1 9 77 में, लियोन और सहयोगियों ने पहली बार कैंसर रोगियों के खून में सीटीडीएनए की मात्रा में वृद्धि की पहचान की।

1 9 8 9 तक, स्ट्रून और सहयोगियों ने रक्त में नियोप्लास्टिक (यानी, कैंसर) विशेषताओं की पहचान की। इन खोजों के बाद, कई अन्य समूहों ने ट्यूमर सप्रेसर्स और ऑन्कोोजेन, माइक्रोसाइटेबल अस्थिरता, और डीएनए मिथाइलेशन में विशिष्ट उत्परिवर्तन की पहचान की, जो साबित कर दिया कि सीटीडीएनए ट्यूमर द्वारा परिसंचरण में जारी किया जाता है।

हालांकि हम जानते हैं कि ट्यूमर कोशिकाओं से प्राप्त सीटीडीएनए रक्त में फैलता है, उत्पत्ति, रिलीज की दर, और इस डीएनए की रिहाई के तंत्र अस्पष्ट हैं, अनुसंधान के परिणामस्वरूप शोध परिणाम मिलते हैं। कुछ शोध से पता चलता है कि अधिक घातक ट्यूमर में अधिक कैंसर कोशिकाएं होती हैं और अधिक सीटीडीएनए जारी करती हैं। हालांकि, कुछ शोध से पता चलता है कि सभी कोशिकाएं सीटीडीएनए जारी करती हैं। फिर भी, ऐसा लगता है कि कैंसर ट्यूमर रक्त में सीटीडीएनए के स्तर में वृद्धि जारी करते हैं, जिससे सीटीडीएनए कैंसर का एक अच्छा बायोमाकर बना देता है।

रक्त में भारी विखंडन और कम सांद्रता के कारण, सीटीडीएनए को अलग करना और विश्लेषण करना मुश्किल है। सीरम और प्लाज्मा के नमूनों के बीच सीटीडीएनए सांद्रता की एक विसंगति है। ऐसा लगता है कि रक्त प्लाज्मा के बजाय रक्त सीरम सीटीडीएनए का एक बेहतर स्रोत है। उमेतानी और सहकर्मियों के एक अध्ययन में, सीटीडीएनए सांद्रता शुद्धिकरण के दौरान डीएनए परिसंचरण के संभावित नुकसान के कारण सीरम की तुलना में प्लाज्मा में लगातार कम पाया गया था, क्योंकि नमूना तैयारी के दौरान कोग्यूलेशन और अन्य प्रोटीन को समाप्त किया जा रहा है।

हेट्जर और सहयोगियों के मुताबिक, यहां कुछ विशिष्ट मुद्दे हैं जिन्हें सीटीडीएनए की नैदानिक ​​क्षमता का उपयोग करने के लिए हल करने की आवश्यकता है:

सबसे पहले, preanalytical प्रक्रियाओं को मानकीकृत करने की जरूरत है ...। एक अलगाव विधि का चयन जो सुनिश्चित करता है कि पर्याप्त मात्रा में उच्च गुणवत्ता वाले डीएनए का निष्कर्षण महत्वपूर्ण है और यह दिखाया गया है कि रक्त नमूनाकरण और प्रसंस्करण के प्रीनालिटिकल कारक डीएनए उपज को दृढ़ता से प्रभावित कर सकते हैं ...। दूसरा, सबसे महत्वपूर्ण मुद्दों में से एक मात्रात्मक तरीकों के सामंजस्य की कमी है। विभिन्न मात्रात्मक तरीकों, ... विभिन्न परिणामों का उत्पादन करते हैं क्योंकि ये माप कुल या केवल प्रवर्धक डीएनए को लक्षित करते हैं ...। तीसरा, सीटीडीएनए रिलीज की उत्पत्ति और विस्तृत तंत्र के बारे में कम ज्ञात है, और अधिकांश अध्ययनों में ऐसी घटनाएं उलझन में हैं जो सीटीडीएनए के रिलीज में भी योगदान दे सकती हैं।

लक्षित बनाम अलक्ष्यित दृष्टिकोण

वर्तमान में, सीटीडीएनए के लिए रक्त प्लाज्मा (या सीरम) का विश्लेषण करते समय दो मुख्य दृष्टिकोण किए गए हैं। पहला दृष्टिकोण लक्षित है और ट्यूमर के संकेतक विशिष्ट अनुवांशिक परिवर्तनों को देखता है। दूसरा दृष्टिकोण अलक्ष्यित है और कैंसर के सीटीडीएनए प्रतिबिंबित करने के लिए एक जीनोम-व्यापी विश्लेषण शामिल है। वैकल्पिक रूप से, exome अनुक्रमण का उपयोग एक अधिक लागत प्रभावी, अलक्ष्य दृष्टिकोण के रूप में किया गया है। Exomes डीएनए के भाग हैं जो प्रोटीन बनाने के लिए लिखे गए हैं।

लक्षित दृष्टिकोण के साथ, सीरम का विश्लेषण ड्राइवर उत्परिवर्तन के एक छोटे से सेट में ज्ञात अनुवांशिक उत्परिवर्तन के लिए किया जाता है।

चालक उत्परिवर्तन जीनोम में उत्परिवर्तन का संदर्भ देता है जो कैंसर कोशिकाओं के विकास को बढ़ावा देता है, या "ड्राइव" करता है। इन उत्परिवर्तनों में केआरएएस या ईजीएफआर शामिल हैं ।

हाल के वर्षों में तकनीकी प्रगति के कारण, सीटीडीएनए की थोड़ी मात्रा के लिए जीनोम के विश्लेषण के लिए लक्षित दृष्टिकोण संभव हो गए हैं। इन प्रौद्योगिकियों में एआरएमएस (प्रवर्धन अपवर्तक उत्परिवर्तन प्रणाली) शामिल है; डिजिटल पीसीआर (डीपीसीआर); मोती, emulsions, प्रवर्धन, और चुंबक (बीमिंग); और गहरी अनुक्रम (सीएपीपी-सेक)।

हालांकि प्रौद्योगिकी में प्रगति हुई है जो लक्षित दृष्टिकोण को संभव बनाता है, लक्षित दृष्टिकोण केवल उत्परिवर्तन (हॉटस्पॉट) की कुछ स्थितियों को लक्षित करता है और ट्यूमर सप्रेसर जीन जैसे कई ड्राइवर उत्परिवर्तनों को याद करता है।

तरल बायोप्सी के लिए अलक्ष्यित दृष्टिकोण का मुख्य लाभ यह है कि इन सभी रोगियों में इनका उपयोग इस तथ्य के कारण किया जा सकता है कि परीक्षण आवर्ती अनुवांशिक परिवर्तनों पर निर्भर नहीं है। आवर्ती अनुवांशिक परिवर्तन सभी कैंसर को शामिल नहीं करते हैं और विशिष्ट कैंसर हस्ताक्षर नहीं होते हैं। फिर भी, इस दृष्टिकोण में विश्लेषणात्मक संवेदनशीलता की कमी है और ट्यूमर जीनोम का व्यापक विश्लेषण अभी तक संभव नहीं है।

ध्यान दें, पूरे जीनोम को अनुक्रमणित करने की कीमत काफी कम हो गई है। 2006 में, पूरे जीनोम को अनुक्रमणित करने की कीमत लगभग $ 300,000 (यूएसडी) थी। 2017 तक, लागत प्रति जीवाणुओं के लगभग $ 1,000 (अमरीकी डालर) तक गिर गई थी, जिसमें अभिकर्मकों और अनुक्रमण मशीनों के परिशोधन शामिल थे।

तरल बायोप्सी की नैदानिक ​​उपयोगिता

सीटीडीएनए का उपयोग करने के शुरुआती प्रयास नैदानिक ​​रोगियों में कैंसर रोगियों या सौम्य बीमारी वाले लोगों के साथ नैदानिक ​​और तुलनात्मक स्तर थे। इन प्रयासों के परिणाम मिश्रित किए गए थे, केवल कुछ अध्ययनों में कैंसर, रोग मुक्त स्थिति, या विश्राम का संकेत देने वाले महत्वपूर्ण मतभेद दिख रहे थे।

कैंसर का निदान करने के लिए केवल कुछ समय सीटीडीएनए का उपयोग किया जा सकता है क्योंकि सीटीडीएनए की परिवर्तनीय मात्रा ट्यूमर से ली जाती है। एक ही राशि में सभी ट्यूमर "शेड" डीएनए नहीं। सामान्य रूप से, अधिक उन्नत, व्यापक ट्यूमर ने शुरुआती, स्थानीयकृत, ट्यूमर की तुलना में परिसंचरण में अधिक डीएनए डाला। इसके अतिरिक्त, विभिन्न ट्यूमर प्रकारों ने परिसंचरण में विभिन्न मात्रा में डीएनए डाला। ट्यूमर से व्युत्पन्न डीएनए का अंश अध्ययन और कैंसर के प्रकारों में व्यापक रूप से परिवर्तनीय है, जो 0.01% से 9 3% तक है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि, सामान्य रूप से, केवल टीटीआरएनए का अल्पसंख्यक ट्यूमर से लिया जाता है, शेष यह सामान्य ऊतकों से आता है।

प्रसारित डीएनए रोग के प्रोजेस्टोस्टिक मार्कर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। समय के साथ कैंसर में बदलावों की निगरानी के लिए डीएनए प्रसारित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक अध्ययन से पता चला है कि कोलोरेक्टल कैंसर वाले रोगियों में दो साल की जीवित रहने की दर (यानी, कोलोरेक्टल कैंसर के निदान के बाद कम से कम दो साल बाद रोगियों की संख्या) और केआरएएस हॉटस्पॉट उत्परिवर्तन उन सबूतों में 100 प्रतिशत था संबंधित परिसंचरण डीएनए। इसके अलावा, यह संभव है कि निकट भविष्य में, परिसंचारी डीएनए का प्रयोग पूर्ववर्ती घावों की निगरानी के लिए किया जा सकता है।

चिकित्सा के जवाब की निगरानी के लिए डीएनए का प्रसार भी किया जा सकता है। चूंकि डीएनए परिसंचरण ट्यूमर के अनुवांशिक मेकअप की एक बेहतर समग्र तस्वीर प्रदान करता है, इसलिए इस डीएनए में डायग्नोस्टिक डीएनए होता है, जिसका प्रयोग ट्यूमर से प्राप्त डायग्नोस्टिक डीएनए के बजाय किया जा सकता है।

अब, चलो तरल बायोप्सी के कुछ विशिष्ट उदाहरणों पर नज़र डालें।

Guardant360

गार्डेंट हेल्थ ने एक परीक्षण विकसित किया जो 73 कैंसर से संबंधित जीन के लिए उत्परिवर्तन और गुणसूत्र पुनर्गठन के लिए डीएनए प्रसारित करने के लिए अगली पीढ़ी के अनुक्रमण का उपयोग करता है। गार्डेंट हेल्थ ने ऑन्कोलॉजी में तरल बायोप्सी की उपयोगिता की रिपोर्टिंग एक अध्ययन प्रकाशित किया। इस अध्ययन में संयुक्त 50 ट्यूमर प्रकारों के साथ 15,000 रोगियों से रक्त के नमूने का इस्तेमाल किया गया।

अधिकांश भाग के लिए, तरल बायोप्सी परीक्षण के परिणाम ट्यूमर बायोप्सीज़ में जीन परिवर्तनों के साथ गठबंधन होते हैं।

एनआईएच के मुताबिक:

गार्डेंट 360 ने ईजीएफआर, बीआरएएफ, केआरएएस , और पीआईके 3 सीए जैसे महत्वपूर्ण कैंसर से संबंधित जीन में समान महत्वपूर्ण उत्परिवर्तनों की पहचान की जो पहले ट्यूमर बायोप्सी नमूनों में सांख्यिकीय रूप से पहचाने गए थे, जो सांख्यिकीय रूप से 94% से 99% तक संबंधित थे।

इसके अलावा, एनआईएच के अनुसार शोधकर्ताओं ने निम्नलिखित रिपोर्ट की:

अध्ययन के दूसरे घटक में, शोधकर्ताओं ने लगभग 400 रोगियों का मूल्यांकन किया- जिनमें से अधिकतर फेफड़ों या कोलोरेक्टल कैंसर थे- जिनमें रक्त सीटीडीएनए और ट्यूमर ऊतक डीएनए दोनों परिणाम उपलब्ध थे और जीनोमिक परिवर्तनों के पैटर्न की तुलना में थे। ट्यूमर बायोप्सी विश्लेषण के परिणामों की तुलना में तरल बायोप्सी की समग्र शुद्धता 87% थी। एक दूसरे के 6 महीने के भीतर रक्त और ट्यूमर के नमूने एकत्र किए जाने पर शुद्धता 98% तक बढ़ी।

गार्डेंट 360 सटीक था, भले ही रक्त में डीएनए फैलाने के स्तर कम थे। अक्सर, ट्यूमर डीएनए परिसंचरण केवल रक्त में डीएनए का 0.4 प्रतिशत बना देता है।

कुल मिलाकर, तरल बायोप्सी का उपयोग करके, गार्डेंट शोधकर्ता ट्यूमर मार्करों की पहचान करने में सक्षम थे जो 67 प्रतिशत रोगियों में चिकित्सकों द्वारा उपचार का निर्देश दे सकते थे। ये रोगी एफडीए-अनुमोदित उपचार के साथ-साथ जांच उपचार के लिए पात्र थे।

सीटीडीएनए और फेफड़ों का कैंसर

2016 में, एफडीए ने फेफड़ों के कैंसर वाले मरीजों के परिसंचरण डीएनए में ईजीएफआर उत्परिवर्तनों की पहचान के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले कोबा ईजीएफआर उत्परिवर्तन परीक्षण को मंजूरी दी। यह परीक्षण पहली एफडीए-अनुमोदित तरल बायोप्सी थी और उन रोगियों की पहचान की गई थी जो एर्लोटिनिब (टैर्सेवा), afatinib (गिलोट्रिफ), और gefitinib (Iressa) का उपयोग पहली चिकित्सा उपचार के रूप में लक्षित osimeritinib (Tagrisso) के रूप में लक्षित उपचार के साथ उम्मीदवारों के लिए इलाज के लिए उम्मीदवार हो सकता है दूसरा लाइन उपचार। ये लक्षित उपचार विशिष्ट ईजीएफआर उत्परिवर्तन के साथ कैंसर कोशिकाओं पर हमला करते हैं।

महत्वपूर्ण बात यह है कि झूठी-नकारात्मक नतीजों की उच्च संख्या के कारण, एफडीए ने सिफारिश की है कि एक ऊतक बायोप्सी नमूना भी एक मरीज़ से लिया जाए जिसमें ऋणात्मक तरल बायोप्सी हो।

सीटीडीएनए और लिवर कैंसर

पिछले 20 वर्षों में यकृत कैंसर से मरने वाले लोगों की संख्या में वृद्धि हुई है। वर्तमान में, जिगर कैंसर दुनिया में कैंसर की मौत का दूसरा प्रमुख कारण है। जिगर, या हेपेटोकेल्यूलर (एचसीसी), कैंसर का पता लगाने और विश्लेषण करने के लिए कोई अच्छा बायोमाकर्स उपलब्ध नहीं है। डीएनए प्रसारित यकृत कैंसर के लिए एक अच्छा बायोमार्कर हो सकता है।

जिगर कैंसर का निदान करने के लिए परिसंचारी डीएनए का उपयोग करने की क्षमता के बारे में लागबा और सह-लेखकों से निम्नलिखित उद्धरण पर विचार करें:

आरएएसएसएफ 1 ए, पी 15, और पी 16 के हाइपरमेथिलेशन को 50 एचसीसी रोगियों सहित पूर्ववर्ती अध्ययन में प्रारंभिक निदान उपकरण के रूप में सुझाव दिया गया है। चार अस्थिर मिथाइलेटेड जीन (एपीसी, जीएसटीपी 1, आरएएसएसएफ 1 ए, और एसएफआरपी 1) का एक हस्ताक्षर भी नैदानिक ​​सटीकता के लिए परीक्षण किया गया था, जबकि आरएएसएसएफ 1 ए के मिथाइलेशन को प्रोजेस्टोस्टिक बायोमाकर के रूप में रिपोर्ट किया गया था। बाद के अध्ययनों ने गहरी अनुक्रमित प्रौद्योगिकियों का उपयोग करते हुए एचसीसी रोगियों में सीटीडीएनए का विश्लेषण किया .... आश्चर्यजनक रूप से, रक्त संग्रह के समय एचसीसी के पिछले इतिहास के बिना दो एचबीवी वाहकों में निरंतर डीएनए प्रति संख्या का पता चला, लेकिन फॉलो-अप के दौरान एचसीसी विकसित किया। इस खोज ने प्रारंभिक एचसीसी पहचान के लिए एक स्क्रीनिंग टूल के रूप में सीटीडीएनए में प्रतिलिपि संख्या भिन्नता का मूल्यांकन करने के लिए दरवाजा खोला।

से एक शब्द

तरल बायोप्सी जीनोमिक निदान के लिए एक रोमांचक नए दृष्टिकोण हैं। वर्तमान में, कुछ तरल बायोप्सी, जो व्यापक आणविक प्रोफाइलिंग प्रदान करते हैं, चिकित्सकों को ऊतक बायोप्सी से प्राप्त अनुवांशिक जानकारी के पूरक के लिए उपलब्ध हैं। कुछ तरल बायोप्सी भी हैं जिनका उपयोग ऊतक बायोप्सी के बदले में किया जा सकता है-जब ऊतक बायोप्सी अनुपलब्ध होते हैं।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि कई तरल बायोप्सी परीक्षण वर्तमान में चल रहे हैं और इस हस्तक्षेप की चिकित्सीय उपयोगिता को दूर करने के लिए और अधिक शोध करने की आवश्यकता है।

> स्रोत:

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