Жидкостная биопсия и циркулирующие биомаркеры

Жидкостная биопсия анализирует биомаркеры, попадающие в кровь и другие биологические жидкости — в первую очередь внеклеточную и циркулирующую опухолевую ДНК — для получения молекулярной информации без прямого забора ткани. Она применяет методы амплификации, секвенирования и количественного определения молекулярной патологии к мельчайшим количествам нуклеиновых кислот, циркулирующих в плазме.

Definition

Жидкостная биопсия — это анализ молекулярного материала, полученного из опухоли или заболевания, особенно циркулирующих внеклеточных нуклеиновых кислот, взятых из крови или других биологических жидкостей, а не из образца твердой ткани.

Scope

Тема охватывает анализ циркулирующей внеклеточной ДНК и циркулирующей опухолевой ДНК, а также связанных циркулирующих биомаркеров и аналитическую проблему обнаружения редких целевых молекул на фоне большого нормального фона. Она представлена как методологический справочный материал, а не как руководство по клиническому тестированию или лечению.

Key concepts

• Внеклеточная ДНК (cfDNA)
• Циркулирующая опухолевая ДНК (ctDNA)
• Забор плазмы и преаналитическая обработка
• Обнаружение редких аллелей на фоне
• Опухолевая фракция и динамика с течением времени
• Минимально инвазивное молекулярное профилирование

Mechanisms

Отмирающие клетки высвобождают короткие фрагменты ДНК в кровоток, и часть этой внеклеточной ДНК у пациентов с раком происходит из опухолевых клеток и несет опухолеспецифические мутации (циркулирующая опухолевая ДНК). Жидкостная биопсия выделяет этот материал из плазмы и использует высокочувствительные методы амплификации и секвенирования для обнаружения редких мутантных фрагментов на фоне большого количества нормальной ДНК, а также для отслеживания их количества с течением времени в качестве меры динамики заболевания (Diehl et al., 2008; Heitzer et al., 2015). Поскольку сигнал часто составляет крошечную долю от общего количества внеклеточной ДНК, тщательная обработка образцов и стратегии подавления ошибок имеют центральное значение для надежного обнаружения (Wan et al., 2017).

Clinical relevance

Жидкостная биопсия предлагает минимально инвазивный способ получения молекулярной информации и мониторинга изменений с течением времени. Эта статья описывает аналитические принципы в качестве справочной информации; она не содержит рекомендаций о том, когда использовать такие тесты или как действовать на основе их результатов в индивидуальном уходе за пациентами.

Evidence & guidelines

Область исследований подтверждается первичными исследованиями, демонстрирующими, что циркулирующая мутантная ДНК отражает динамику опухоли (Diehl et al., 2008), и обзорами, исследующими методологию и применение циркулирующей опухолевой ДНК (Heitzer et al., 2015; Wan et al., 2017; Corcoran & Chabner, 2018). Подробные рекомендации по аналитической валидации и отчетности рассматриваются в профессиональных консенсусных документах, на которые ссылаются эти обзоры.

History

Внеклеточная ДНК в крови была впервые описана в середине XX века, но ее диагностический потенциал стал практическим только с появлением достаточно чувствительных методов амплификации и секвенирования. Демонстрации того, что циркулирующая мутантная ДНК отслеживает опухолевую нагрузку (Diehl et al., 2008), катализировали современную область, а последующие обзоры проследили ее созревание к более широкому применению (Heitzer et al., 2015; Wan et al., 2017; Corcoran & Chabner, 2018).

Key figures

• Frank Diehl
• Nitzan Rosenfeld
• Ellen Heitzer

Seminal works

• diehl-2008
• heitzer-2015
• wan-2017

Frequently asked questions

Что такое циркулирующая опухолевая ДНК?

Это часть внеклеточной ДНК в крови, которая происходит из опухолевых клеток и несет опухолеспецифические генетические изменения, что позволяет исследовать молекулярные особенности опухоли по образцу крови.

Почему обнаружение циркулирующей опухолевой ДНК является технически сложной задачей?

Фрагменты, полученные из опухоли, часто составляют очень малую долю от общего количества внеклеточной ДНК, поэтому для надежного обнаружения редких мутантных молекул необходимы высокочувствительные методы амплификации и секвенирования, тщательная обработка образцов и подавление ошибок.