Detektion av cirkulerande tumörceller och cellfritt DNA
* Den 1 juni 2016 godkände FDA ett flytande biopsitest för detektering av EGFR-mutationer hos personer med lungcancer från små celler. Detta är det första blodprovet som godkänts för att utvärdera och behandla lungcancer.
Vad är en flytande biopsi? Din onkolog kan ha nämnt den här nya metoden för utvärdering av lungcancer, eller du kan ha hört talas om denna teknik medan du forskar på din cancer online.
Vilken typ av förfarande är det här, när kan det göras, vilka fördelar och nackdelar har vi och med vilken aspekt av precisionsmedicin för lungcancer?
Vad är en flytande biopsi?
Du kan vara bekant med konventionella lungcancerbiopsier. För att diagnostisera lungcancer erhålls ett prov på tumören på något sätt. Då behandlingen fortsätter kan ytterligare biopsier behöva göras för att se om tumören har "utvecklats", det vill säga om den har utvecklat nya mutationer som gör den resistent mot den aktuella behandlingen.
Skulle det inte vara trevligt om de traditionella biopsierna (åtminstone några i alla fall) kan ersättas med ett enkelt blodprov? För lungcancer, åtminstone att övervaka vissa personer med en specifik molekylär profil, blir denna önskan en realitet.
Det finns mycket vi inte vet när det gäller potentialen för flytande biopsier för övervakning av diagnos och behandling av lungcancer, men vi delar lite av vad vi känner idag.
För närvarande i Förenta staterna anses alla flytande biopsier undersökande för diagnos och hantering av lungcancer och bör inte användas ensam för att styra diagnos eller behandlingsövervakning av denna typ av cancer.
Typer av flytande biopsier
Hur kan ett bloddrag bidra till att övervaka en cancer?
Hur kommer cellerna dit? Det är bra att börja prata om exakt vilka läkare letar efter i ett vätskebiotops (blodprov) från någon med cancer. Vi vet att tumörceller, och oftare delar av tumörceller, bryter ofta av från en tumör och går in i blodomloppet. Detta betyder inte att en tumör är metastatisk och fragment av cancerceller kan förekomma i blodet även i de tidigare stadierna av cancer. I forskningen hittills har forskare letat efter något av följande:
- Cirkulationsceller (CTC) - Detta hänvisar till tumörceller som kan hittas i blodet hos vissa personer med cancer. Hittills är CTCs viktigare för andra cancerformer än lungcancer än småceller och används främst för att bestämma prognosen för dessa cancerformer. Det finns några tecken på att CTC kan hjälpa till med lungcancer i lungcancer och i en studie hade 85 procent av patienterna med lungcancer i små celler CTC. Utvärdering av dessa CTC i lungcancerpatienter förefaller vara förutsägande för övergripande överlevnad.
- Cellfritt (cirkulerande) tumör-DNA (ctDNA) - Till skillnad från hela tumörceller som är mindre vanligt förekommande i blodet kan dessa prover detektera fragment av tumörceller som har brutit av från en tumör och kasta in i blodomloppet. Detta kan förekomma från antingen primära tumör eller metastatiska tumörer. Denna ctDNA hittades i en studie för att vara närvarande i 82 procent av cancerpatienter med icke-hjärnans fasta tumörer. Det hittades i tumörer i alla steg men var mer sannolikt att det hittades med högre cancerfaser.
- Tumor RNA i blodplättar - Du har nogt hört mindre om tumör-RNA i blodplättar än CTC och ctDNA, men detta är ett annat spännande område under rubriken flytande biopsier. Blodplättar är kända för sin förmåga att ta upp RNA från tumörer och kan spela en roll vid spridningen av cancer.
Hittills har FDA-godkännande endast ges för användning av CTC som en åtgärd för att uppskatta prognosen (och nu ctDNA för att detektera EGFR-mutationer) men användningen av ctDNA och tumör-RNA i blodplättar kommer sannolikt ge mer hjälp vid övervakning av cancer i takt med att tiden går på.
Vätskebiopsi kontra konventionell vävnadsbiopsi - varför spänningen och vad kan det se ut?
Du kanske undrar varför det finns så mycket spänning i luften över möjligheten att följa vissa cancerformer med flytande biopsier.
Vi kommer att lista några möjliga fördelar och nackdelar nedan, men låt oss först jämföra ett exempel på hur lungcancer kan övervakas och behandlas med och utan användning av dessa biopsier.
Hur kan lungcancerhantering förändras vid diagnos?
Tänk dig att du nyligen diagnostiserats med lungcancer från små celler. Vanligtvis görs diagnosen med användning av konventionella lungcancerbiopsier med vävnad tagen av antingen:
- En nålbiopsi
- En endobronchial ultraljud och biopsi (en nål införd i en tumör genom ett bronkialrör under en bronkoskopi)
- En öppen lungbiopsi (antingen en thoraxkopi, där ett upplyst instrument sätts in genom små hål i bröstet eller en thorakotomi, med ett snitt genom bröstväggen för att komma åt lungorna)
Dessa nuvarande biopsitekniker alla bär risken för infektion, blödning, kollaps av en lunga (pneumothorax) och naturligtvis smärta.
När vävnaden erhållits skickas den till patologen att titta på under mikroskopet och även för speciella tester som söker specifika genetiska avvikelser i tumörcellerna. Denna gen (eller molekylär) profilering tar ofta flera veckor (ofta fem till sex) innan resultaten finns tillgängliga. Om en genetisk abnormitet (såsom en EGFR-mutation) finns kan behandling startas med ett målinriktat läkemedel, såsom tyrosinkinashämmaren Tarceva (erlotinib.).
Med en flytande biopsiteknik kan istället för att göra en invasiv biopsi, såsom en nålbiopsi för att erhålla vävnad för genprofilering (speciellt genmutationstestning för de två mutationer som testet kan testas för närvarande), en enkel bloddragning kan göras - en mycket mindre invasivt test. Och i stället för att vänta veckor för resultaten kan snabb plasmagentotyper ge resultat i omkring tre dagar. Så vid tidpunkten för diagnosen kunde patienter med en EGFR-mutation få mutationen upptäckt inte bara genom ett mycket mindre invasivt test men kunde påbörjas på en terapi för att ta itu med den mutationen om några dagar. (Vi finns inte där med tekniken för att "hitta" andra genetiska avvikelser som ALK-omarrangemang och ROS1-omarrangemang .)
Hur kan övervaka lungcancer förändras?
Ännu mer spännande kanske är potentialen för att använda flytande biopsier för att övervaka personer som redan behandlas med en medicin som riktar sig mot en EGFR-mutation.
Vid den här tiden, när någon startats på en EGFR-hämmare, såsom Tarceva, övervakas sjukdomsförloppet genom att göra periodiska CT-skanningar för att se tumörens tillväxt. Vi vet att nästan alla tumörer kommer att utveckla resistens mot dessa läkemedel i tid, men den tiden varierar mycket mellan olika människor. Hur kan du veta när den tiden har kommit? Traditionellt lär vi oss att tumör har utvecklat motstånd när en skanning (som en CT-skanning eller PET-skanning) visar att tumören har börjat växa igen. För det mesta (om inte symtom föreslår en cancer försvårar) upplever patienter att deras medicinering har slutat fungera när de får resultaten av en scan som visar att tumör växer igen.
Vid den tiden stoppas läkemedlet och människor ställs inför en annan biopsi för att utvärdera tumören för att leta efter de förändringar som gjorde det motståndskraftigt. Som nämnts ovan bär konventionella lungbiopsier riskerna med ett mer invasivt förfarande, och det tar igen veckor utan behandling att veta resultaten och förstå vart man ska gå nästa.
I motsats till detta, med en flytande biopsi som gjordes periodiskt skulle läkare kunna berätta mycket tidigare om en tumör har blivit resistent mot en medicinering. Det har visat sig i studier att dessa förändringar dyker upp i ctDNA långt innan förändringar relaterade till resistens uppträder på en CT-skanning. Under denna tidsperiod - mellan när ett blodprov visar resistens och det finns på en CT-skanning - skulle folk använda en medicin som inte längre är effektiv och klarar av biverkningar av ett läkemedel som inte behövs. Det betyder också en längre tid innan de kan bytas till en effektiv terapi.
Med de flytande biopsi-resultaten som visade resistens kunde tumörprovet (från en flytande biopsi) utvärderas och patienten kunde sedan ändras till en nästa generationsmedicin som inriktades mot genmutationen eller möjligen en annan typ av terapi, såsom kemoterapi eller immunterapi .
Tumörheterogenicitet och flytande biopsier
En annan potentiell fördel som en flytande biopsi skulle kunna ha över en konventionell lungcancerbiopsi är relaterad till tumör heterogenitet. Vi vet att lungcancer är heterogena, vilket innebär att olika delar av tumören (och särskilt olika tumörer som den primära tumören och metastasen) kan vara något annorlunda i deras molekylära egenskaper. Exempelvis kan en mutation närvarande i cancerceller i en del av tumören inte vara närvarande i celler i en annan del av tumören. För att förstå detta är det bra att inse att cancer förändras ständigt, utvecklar nya egenskaper och mutationer.
En konventionell biopsi är begränsad genom att den endast samplar ett specifikt område av vävnad. En vätskebiopsi kan däremot sannolikt återspegla tumörens egenskaper som helhet. Detta har redan setts i studier, där en verkningsfull drivmutation kan detekteras av en flytande biopsi som annars skulle missas på en vävnadsbiopsi.
Fördelar med flytande biopsi över konventionell biopsi
För att verkligen förstå spänningen, men också de möjliga begränsningarna för vätskeformig biopsiprovtagning, kan det hjälpa till att lista några av de möjliga fördelarna och nackdelarna med förfarandet.
- Resultaten av en flytande biopsi är närmare "realtid". Med andra ord kan de tillåta tidigare utvärdering av effekt och resistans hos en tumör under behandlingen. När en vävnadsbiopsi är klar, kräver resultat av molekylär profilering (genprofilering) på tumören vanligtvis flera veckor (ofta fem till sex), medan genmutationstestning på en flytande biopsiprofil tar endast omkring tre dagar. Det är dags under vilken specifik behandling kan användas eller under vilken en nästa generations riktade läkemedel kan användas om tumören är resistent.
- Vätskebiopsi-förfarandet i sig är snabbare än en konventionell biopsi.
- Flytande biopsier är mindre invasiva.
- Vissa tumörer är i områden som är svåra att komma åt för att göra en konventionell vävnadsbiopsi.
- Vissa tumörer och metastaser är inte idealiska prov för att göra genprofilering - till exempel benmetastaser
- Flytande biopsier möjliggör tumör heterogenitet. Som noterat ovan är de flesta tumörer heterogena. En flytande biopsi kan kunna ge prover mer sannolikt att representera tumören som helhet i kontrast till ett konventionellt biopsiprov som endast skulle vara representativt för cellerna i den speciella delen av tumören.
- Det är troligt att flytande biopsiteknik kommer att bli billigare än konventionella biopsier.
- Flytande biopsier har en lägre risk för komplikationer än konventionella biopsitekniker, såsom risk för infektion, blödning och kollaps av en lung (pneumothorax.) Dessa komplikationer minskar inte bara livskvaliteten utan kan även resultera i fördröjningar i behandlingen (och konsekvenserna av förseningar kan innebära tumörprogression.)
- Flytande biopsier är mindre smärtsamma.
- Om en biopsi behöver upprepas på grund av otillräcklig vävnad är det mycket lättare att upprepa en bloddragning än att göra en vanlig biopsi.
- Förbättring av vetenskapen om cancer. Genom att observera resultaten av flytande biopsier gjorda oftare över tiden kan forskare lära sig mer om hur tumörer förändras genetiskt över tiden.
- Flytande biopsier kan hämta mutationer som saknas på vävnadsprovtagning.
- Flytande biopsier - om de upptäcker resistens tidigare - kan hjälpa till att spara onödig behandling (och eventuella biverkningar som går med den behandlingen) samtidigt som man maximerar den tid som någon använder effektiv behandling.
- Flytande biopsier kan teoretiskt minska mängden strålning som ges på grund av det aktuella behovet av frekventa skanningar för att övervaka framstegen.
Nackdelar med flytande biopsi
Vid denna tidpunkt finns det mycket att lära sig om flytande biopsier. De är också för närvarande begränsade till att detektera genmutationer som de i EGFR (även om det är tal om att de snart kommer att kunna användas för att upptäcka translokationer och andra förändringar.) I de flesta typer av lungcancer, cirkulation av cancerceller eller cancer-DNA förekommer endast i en relativt liten andel lungcancer och påverkas av typen och scenen av cancer. Ett negativt resultat från en flytande biopsi betyder inte att cancer inte är närvarande i kroppen.
Nuvarande status för flytande biopsier för lungcancer
Flytande biopsier används främst för forskning i USA, även om vissa onkologer använder dessa för att upptäcka eller övervaka patienter med EGFR-mutationer. Som sagt godkändes ett flytande biopsitest - det första testet av sitt slag för lungcancer - den 1 juni 2016 för utvärdering av EGFR-mutationer hos patienter med lungcancer med lungcancer.
Åtminstone ett stort cancercentrum erbjuder nu testet tillsammans med snabb plasmagentotyper för alla patienter med lungcancer som inte är lungceller, antingen vid diagnostik eller efter återfall / återkommande lungcancer .
I Europa används de för närvarande för personer med lungcancer från lungceller som ska utvärderas för EGFR-mutationer och anses nödvändiga för att avgöra om personer är kandidater till behandling med en tyrosinkinashämmare.
Vad håller oss tillbaka?
Det kan vara förvirrande när man lär sig om flytande biopsier, varför denna teknik ännu inte har gjorts i stor utsträckning. Vad vi ännu inte vet är hur väl vätskeformiga biopsier uppfyller två krav: noggrannhet och tillförlitlighet. Det måste fastställas att flytande biopsier kan ge samma information (eller bättre) än vävnadsbiopsier och konsekvent leverera den informationen.
Framtiden
Det är svårt att veta exakt vad potentialen för flytande biopsier är i detta skede av forskningen eftersom de är så nya. Så småningom hoppas det att tekniken inte bara kommer att hjälpa till vid uppskattning av prognos och övervakning av resistens, utan också som ett screeningsverktyg för att upptäcka cancer, men det är fortfarande en väg. På ett eller annat sätt är det en spännande aspekt av cancerforskning i tiden med precisionsmedicin.
källor:
Bettegowda, C., Sausen, M., Leary, R. et al. Detektion av cirkulerande tumör-DNA i tidiga och sena steg mänskliga maligniteter. Science Translational Medicine
Imamura, F., Uchida, J., Kukita, Y. et al. Övervakning av behandlingssvar och klonal utveckling av tumörceller genom att cirkulera tumör-DNA hos heterogena mutanta EGFR-gener i lungcancer. Lungcancer . 2016. 94: 68-73.
Jiang, T., Ren, S. och C. Zhou. Rollen av cirkulerande-tumör-DNA-analys i lungcancer från små celler. Lungcancer . 2015. 90 (2): 128-34.
Karachaliou, N., Mayo-de-Las-Casas, C., Molina-Vila, M. et al. Real-time flytande biopsier blir en verklighet vid cancerbehandling. Annals of Translational Medicine . 2015. 3 (3): 36.
Mahaswaran, S., Sequist, L., Nagrath, S. et al. Detektion av mutationer i EGFR i cirkulerande lungcancerceller. New England Journal of Medicine . 2008. 359 (4): 366-77.
Sacher, A., Paweletz, C., Dahlberg, S. et al. Prospektiv validering av snabbplasmagotyping för detektion av EGFR- och KRAS-mutationer i avancerad lungcancer. JAMA Oncology . Publicerad online 7 april 2016.
Santarpia, M., Karachaliou, N., Gonzalez-Cao, M. et al. Genomförbarhet av cellfri cirkulerande tumör DNA-testning för lungcancer. Biomarkörer i medicin . 2016. 10 (4): 417-30.