На этом фото от 28 апреля 2015 года пациентка сдаёт кровь для жидкой биопсии во время приёма в больнице Филадельфии. Фото: CTV News (AP Photo/Jacqueline Larma, архив)
В онкологии биопсия долгое время считалась необходимым злом. Образцы клеток и тканей, собранные в ходе процедуры, предоставляют критически важную информацию о потенциально раковых опухолях. Однако взятие этих образцов из проблемных зон может быть неприятным и почти всегда требует посещения больницы.
На поздних стадиях, когда болезнь уже распространилась на кости, биопсия может быть невероятно болезненной, говорит доктор Стюарт Эдмондс, исполнительный вице-президент по миссии и исследованиям Канадского онкологического общества. Хотя эти процедуры могут быть тяжёлыми для пациентов, добавляет он, «они помогают врачам лучше понять рак, поэтому они являются важным инструментом в онкологии».
Но что, если бы существовал не инвазивный способ выявления и мониторинга рака? И что, если бы этот метод позволил врачам ставить диагноз на более ранней стадии и начинать лечение раньше? Решением может стать жидкая биопсия, которая выявляет признаки рака путём сканирования на наличие «биомаркеров», сигнализирующих о заболевании, в простом образце крови.
Эдмондс говорит, что новые скрининговые инструменты, основанные на этой методике, показывают многообещающие результаты, добавляя, что «многие медицинские центры Канады теперь предлагают жидкую биопсию в рамках диагностики и лечения рака».
Жидкая биопсия, относительно недорогая и простая в проведении, с минимальным дискомфортом для пациентов, может стать революционным методом лечения онкологических заболеваний, особенно тех, у кого рак лёгких, яичников или другие смертельно опасные виды рака, которые часто диагностируются слишком поздно для эффективного лечения.
«Многие виды рака сначала протекают бессимптомно или не имеют симптомов, что может затруднять раннюю диагностику, — говорит Эдмондс. — Безопасные и доступные тесты, которые могут указывать на наличие рака, позволяют нам легко подтвердить или опровергнуть его, не оказывая чрезмерного давления на пациента или систему здравоохранения».
Как следует из названия, жидкая биопсия позволяет собирать биологические жидкости — обычно кровь, хотя в некоторых случаях рака используются моча или слюна — и оценивать эти образцы на наличие биомаркеров, таких как клетки, фрагменты ДНК и белки, выделяемые растущими опухолями.
«Эти маркеры предоставляют огромный объем информации, которую можно использовать для диагностики и мониторинга заболеваний», — говорит доктор Питер Цзяньруй Лю, соучредитель и генеральный директор Oxford Cancer Analytics (OXcan), компании, базирующейся в Торонто и Великобритании. Она разработала анализ крови на рак легких, который она надеется внедрить в Северной Америке к 2026 году.
Лю выбрал рак лёгких, поскольку он имеет самый высокий уровень смертности среди всех видов рака в Канаде – более 20 000 смертей ежегодно. Ранняя диагностика играет ключевую роль в лечении, но поскольку рак лёгких обычно протекает бессимптомно на стадиях I и II, его редко диагностируют до стадии III, когда он проникает в лимфатические сосуды, или до стадии IV, когда он распространяется на другие части тела.
Лю, врач и молекулярный биолог, решил определить биомаркеры ранней стадии в кровотоке после того, как перенёс потерю близкого человека из-за рака. Но для этого ему и его команде предстояло найти верные методы.
Ранняя диагностика спасает жизни и сокращает расходы
Другие исследователи пытались обнаружить рак лёгких на ранней стадии, анализируя фрагменты ДНК в крови, но результаты оказались неубедительными, возможно, потому, что опухоли выделяют меньше ДНК на начальных стадиях рака (меньшие опухоли содержат меньше клеток и, следовательно, выделяют меньше клеток).
Лю решил исследовать белки, которые, по его словам, могут дать подробную информацию, помогающую точно определить биомаркеры рака лёгких. С помощью технологий машинного обучения Лю и его коллеги исследователи изучили более 5000 видов белков и идентифицировали 20 из них, указывающих на риск развития рака лёгких.
На основе этого анализа данных команда разработала анализ крови, который обнаруживает эти биомаркеры с точностью более 90%, говорит Лю, который находит дополнительный смысл в своей личной связи с этой работой.
Лю отмечает, что раннее выявление рака не только спасает жизни, но и сокращает расходы системы здравоохранения, поскольку лечение на поздних стадиях обходится значительно дороже, чем раннее вмешательство.
Тест на рак лёгких — лишь первый шаг для OxCan. Компания надеется выявить биомаркеры и других видов рака. Лю говорит, что эту технологию можно использовать и для диагностики других заболеваний, включая аутоиммунные и сердечно-сосудистые.
Раннее выявление — не единственное преимущество жидкой биопсии. Она также может кардинально изменить подход к лечению рака на поздних стадиях, позволяя врачам внимательно отслеживать рост и уменьшение опухоли и быстро корректировать курс лечения в случае неэффективности.
Онкологам обычно требуются биопсия тканей и сканирование для отслеживания рака на поздних стадиях, но эти процедуры проводятся нечасто, поскольку требуют посещения онкологических центров и больниц и могут быть дорогостоящими для системы здравоохранения.
Некоторые процедуры, например, компьютерная томография, используемая для мониторинга метастатического рака молочной железы, также связаны с облучением пациентов.
Эти тесты «обеспечивают своевременность и разнообразие вариантов»
С другой стороны, образцы крови может взять семейный врач или местная медицинская лаборатория, отмечает доктор Ирса Вигинтон, специалист по развитию бизнеса mDETECT.
Компания из Кингстона в Онтарио, которую Вигинтон основала совместно с доктором Кристофером Мюллером в 2022 году, разрабатывает решение, которое поможет врачам контролировать 10 видов рака с самым высоким уровнем смертности: рак лёгких, поджелудочной железы, яичников, молочной железы, почек, мочевого пузыря, печени, предстательной железы, колоректальный рак и меланому.
Анализы крови, полученные методом жидкой биопсии, mDETECT анализируют фрагменты ДНК, которые чаще встречаются в кровотоке при раке на поздних стадиях, чтобы определить, уменьшаются ли или растут опухоли.
Поскольку процедуры жидкой биопсии относительно недороги — тест mDETECT на рак лёгких стоит около 500 долларов, — медицинские работники с ограниченным бюджетом могут проводить их чаще, обеспечивая обратную связь в режиме реального времени, которая позволяет врачам оценивать реакцию пациентов на лечение.
Таким образом, если иммунотерапия, стоимость которой составляет около 150 000 долларов в год, неэффективна, онкологи могут изменить план лечения, не тратя ресурсы или драгоценное время на изнурительное лечение, которое не работает.
«Эти тесты обеспечивают своевременность и предлагают варианты», — говорит Мюллер, старший научный сотрудник и профессор Института онкологических исследований Синклера при Queens University и главный исследователь в лаборатории Queens, где был разработан тест.
В конечном итоге mDETECT планирует «вернуться к истокам» и разработать тесты жидкой биопсии, направленные также на раннее выявление основных видов рака (таких как рак яичников, лёгких и поджелудочной железы). «Этот подход может действительно изменить подход к лечению рака», — говорит он.
Это особенно актуально в сельских и отдаленных районах, где пациентам часто трудно получить доступ к лечению, добавляет Уигинтон.
В то время как OxCan и mDETECT работают над тестами, ориентированными на отдельные виды рака, другие компании, например, Adela из Торонто, надеются разработать жидкие биопсии, которые позволят выявлять несколько видов рака одновременно. По крайней мере, теоретически, это означает, что скрининг рака можно проводить в семейных врачебных кабинетах и медицинских лабораториях.
Эдмондс отмечает, что одним из возможных недостатков является вероятность ложноположительных результатов, что может вызывать стресс у пациентов и обременять онкологов и онкологические центры.
Однако, по его словам, в конечном итоге эти достижения открывают новую эру в лечении рака, которая позволит врачам проводить превентивное лечение и подбирать терапию индивидуально для каждого пациента.
«Мы получим потрясающую информацию», — говорит он с явным энтузиазмом. Возможности молекулярного тестирования в сочетании с достижениями в области медицинской визуализации и достижениями в области искусственного интеллекта и машинного обучения могут радикально повысить эффективность прогностических и терапевтических методов.
«Учреждения вложили огромные деньги в исследования рака, и сейчас мы видим, как эти исследования начинают применяться в клинической практике, — говорит доктор Эдмондс. — Я с большим оптимизмом смотрю на будущее диагностики и лечения рака, которое заметно улучшит результаты лечения».
По материалу Carol Toller, MaRS Discovery District в издании CTV News
Фото: CTV News (AP Photo/Jacqueline Larma, архив)
