การตรวจชิ้นเนื้อจากของเหลวและชีวภาพเครื่องหมายหมุนเวียน

การตรวจชิ้นเนื้อจากของเหลวเป็นการวิเคราะห์ชีวภาพเครื่องหมายที่หลั่งออกมาในเลือดและของเหลวในร่างกายอื่นๆ ซึ่งส่วนใหญ่คือ DNA อิสระและ DNA ของเนื้องอกที่หมุนเวียน เพื่อให้ได้ข้อมูลระดับโมเลกุลโดยไม่ต้องเก็บตัวอย่างเนื้อเยื่อโดยตรง โดยใช้เครื่องมือในการเพิ่มปริมาณ, การจัดลำดับ, และการหาปริมาณทางพยาธิวิทยาโมเลกุลกับกรดนิวคลีอิกปริมาณน้อยที่หมุนเวียนอยู่ในพลาสมา

Definition

การตรวจชิ้นเนื้อจากของเหลวคือการวิเคราะห์วัสดุโมเลกุลที่มาจากเนื้องอกหรือโรค โดยเฉพาะกรดนิวคลีอิกอิสระที่หมุนเวียน ซึ่งเก็บตัวอย่างจากเลือดหรือของเหลวในร่างกายอื่นๆ แทนที่จะเป็นตัวอย่างเนื้อเยื่อแข็ง

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมการวิเคราะห์ DNA อิสระที่หมุนเวียนและ DNA ของเนื้องอกที่หมุนเวียน รวมถึงชีวภาพเครื่องหมายหมุนเวียนที่เกี่ยวข้อง และความท้าทายในการวิเคราะห์เพื่อตรวจจับโมเลกุลเป้าหมายที่หายากเมื่อเทียบกับพื้นหลังปกติที่มีปริมาณมาก โดยนำเสนอในรูปแบบของเอกสารอ้างอิงทางระเบียบวิธีวิจัย ไม่ใช่แนวทางการทดสอบทางคลินิกหรือการรักษา

Key concepts

• DNA อิสระ (cfDNA)
• DNA ของเนื้องอกที่หมุนเวียน (ctDNA)
• การเก็บตัวอย่างพลาสมาและการจัดการก่อนการวิเคราะห์
• การตรวจจับอัลลีลหายากเมื่อเทียบกับพื้นหลัง
• สัดส่วนของเนื้องอกและพลวัตเมื่อเวลาผ่านไป
• การสร้างโปรไฟล์โมเลกุลแบบรุกล้ำน้อยที่สุด

Mechanisms

เซลล์ที่ตายแล้วจะปล่อยชิ้นส่วน DNA สั้นๆ เข้าสู่กระแสเลือด และส่วนหนึ่งของ DNA อิสระในผู้ป่วยมะเร็งนี้มาจากเซลล์เนื้องอกและมีการกลายพันธุ์เฉพาะของเนื้องอก (DNA ของเนื้องอกที่หมุนเวียน) การตรวจชิ้นเนื้อจากของเหลวจะแยกวัสดุนี้ออกจากพลาสมาและใช้วิธีการเพิ่มปริมาณและการจัดลำดับที่มีความไวสูงเพื่อตรวจจับชิ้นส่วนกลายพันธุ์ที่หายากเมื่อเทียบกับพื้นหลังของ DNA ปกติจำนวนมาก และเพื่อติดตามปริมาณของมันเมื่อเวลาผ่านไปเพื่อวัดพลวัตของโรค (Diehl et al., 2008; Heitzer et al., 2015) เนื่องจากสัญญาณมักจะเป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของ DNA อิสระทั้งหมด การจัดการตัวอย่างอย่างระมัดระวังและกลยุทธ์การยับยั้งข้อผิดพลาดจึงเป็นสิ่งสำคัญต่อการตรวจจับที่เชื่อถือได้ (Wan et al., 2017)

Clinical relevance

การตรวจชิ้นเนื้อจากของเหลวเป็นวิธีที่ไม่รุกล้ำเพื่อรับข้อมูลระดับโมเลกุลและติดตามการเปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป บทความนี้อธิบายหลักการวิเคราะห์เพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิง โดยไม่ได้ให้คำแนะนำเกี่ยวกับเวลาที่ควรใช้การทดสอบดังกล่าว หรือวิธีการดำเนินการตามผลลัพธ์ในการดูแลผู้ป่วยแต่ละราย

Evidence & guidelines

สาขาวิชานี้ได้รับการสนับสนุนจากการศึกษาเบื้องต้นที่แสดงให้เห็นว่า DNA กลายพันธุ์ที่หมุนเวียนสะท้อนพลวัตของเนื้องอก (Diehl et al., 2008) และจากการทบทวนที่สำรวจระเบียบวิธีและแอปพลิเคชันของ DNA ของเนื้องอกที่หมุนเวียน (Heitzer et al., 2015; Wan et al., 2017; Corcoran & Chabner, 2018) คำแนะนำในการตรวจสอบความถูกต้องของการวิเคราะห์โดยละเอียดและการรายงานได้กล่าวถึงในเอกสารฉันทามติทางวิชาชีพที่อ้างอิงโดยการทบทวนเหล่านี้

History

DNA อิสระในเลือดถูกอธิบายครั้งแรกในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 แต่ศักยภาพในการวินิจฉัยของมันกลายเป็นจริงได้ก็ต่อเมื่อวิธีการเพิ่มปริมาณและการจัดลำดับที่มีความไวเพียงพอเกิดขึ้น การแสดงให้เห็นว่า DNA กลายพันธุ์ที่หมุนเวียนติดตามภาระเนื้องอก (Diehl et al., 2008) ได้กระตุ้นให้เกิดสาขาวิชาสมัยใหม่ และการทบทวนในภายหลังได้บันทึกการพัฒนาไปสู่การประยุกต์ใช้ที่กว้างขึ้น (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

DNA ของเนื้องอกที่หมุนเวียนคืออะไร?

คือส่วนหนึ่งของ DNA อิสระในเลือดที่มีต้นกำเนิดจากเซลล์เนื้องอกและมีการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเฉพาะของเนื้องอก ซึ่งช่วยให้สามารถตรวจสอบลักษณะโมเลกุลของเนื้องอกได้จากตัวอย่างเลือด

เหตุใดการตรวจจับ DNA ของเนื้องอกที่หมุนเวียนจึงมีความต้องการทางเทคนิคสูง?

ชิ้นส่วนที่มาจากเนื้องอกมักจะเป็นส่วนน้อยมากของ DNA อิสระทั้งหมด ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้วิธีการเพิ่มปริมาณและการจัดลำดับที่มีความไวสูง การจัดการตัวอย่างอย่างระมัดระวัง และการยับยั้งข้อผิดพลาด เพื่อตรวจจับโมเลกุลกลายพันธุ์ที่หายากได้อย่างน่าเชื่อถือ