habari

Katika muongo uliopita, teknolojia ya kupanga jeni imekuwa ikitumika sana katika utafiti wa saratani na mazoezi ya kimatibabu, na kuwa chombo muhimu cha kufichua sifa za molekuli za saratani. Maendeleo katika uchunguzi wa molekuli na tiba inayolengwa yamekuza maendeleo ya dhana za matibabu ya usahihi wa tumor na kuleta mabadiliko makubwa katika uwanja mzima wa utambuzi na matibabu ya tumor. Upimaji wa kinasaba unaweza kutumika kuonya hatari ya saratani, kuongoza maamuzi ya matibabu na kutathmini ubashiri, na ni zana muhimu ya kuboresha matokeo ya kliniki ya mgonjwa. Hapa, tunatoa muhtasari wa makala za hivi majuzi zilizochapishwa katika CA Cancer J Clin, JCO, Ann Oncol na majarida mengine ili kukagua matumizi ya upimaji wa vinasaba katika utambuzi na matibabu ya saratani.

Mabadiliko ya Kisomatiki na mabadiliko ya viini. Kwa ujumla, saratani husababishwa na mabadiliko ya DNA ambayo yanaweza kurithiwa kutoka kwa wazazi (germline mutations) au kupatikana kwa umri (mabadiliko ya somatic). Mabadiliko ya mstari wa viini huwapo tangu kuzaliwa, na kibadilishaji kawaida hubeba mabadiliko katika DNA ya kila seli katika mwili na inaweza kupitishwa kwa watoto. Mabadiliko ya Kisomatiki hupatikana na watu binafsi katika seli zisizo za mchezo na kwa kawaida hazipitishwa kwa watoto. Mabadiliko yote mawili ya germline na somatic yanaweza kuharibu shughuli ya kawaida ya utendaji wa seli na kusababisha mabadiliko mabaya ya seli. Mabadiliko ya Somatic ni kichocheo kikuu cha ugonjwa mbaya na alama ya kibaolojia inayotabirika zaidi katika oncology; hata hivyo, takriban asilimia 10 hadi 20 ya wagonjwa wa uvimbe hubeba mabadiliko ya viini ambayo huongeza kwa kiasi kikubwa hatari ya saratani, na baadhi ya mabadiliko haya pia ni ya kimatibabu.
Mabadiliko ya dereva na mabadiliko ya abiria. Sio anuwai zote za DNA zinazoathiri utendaji wa seli; kwa wastani, inachukua matukio matano hadi kumi ya jeni, yanayojulikana kama "mabadiliko ya viendeshaji," ili kusababisha kuzorota kwa kawaida kwa seli. Mabadiliko ya viendeshi mara nyingi hutokea katika jeni zinazohusiana kwa karibu na shughuli za maisha ya seli, kama vile jeni zinazohusika katika udhibiti wa ukuaji wa seli, urekebishaji wa DNA, udhibiti wa mzunguko wa seli na michakato mingine ya maisha, na zina uwezo wa kutumika kama malengo ya matibabu. Hata hivyo, jumla ya idadi ya mabadiliko katika saratani yoyote ni kubwa kabisa, kuanzia elfu chache katika baadhi ya saratani za matiti hadi zaidi ya 100,000 katika baadhi ya saratani za colorectal na endometriamu zinazobadilika sana. Mabadiliko mengi hayana umuhimu wowote wa kibayolojia, hata kama mabadiliko yanatokea katika eneo la usimbaji, matukio hayo madogo ya mabadiliko yanaitwa "mabadiliko ya abiria". Ikiwa lahaja ya jeni katika aina fulani ya uvimbe inatabiri mwitikio wake au upinzani wake kwa matibabu, kibadala hicho kinachukuliwa kuwa kinaweza kuendeshwa kimatibabu.
Oncogenes na jeni za kukandamiza tumor. Jeni ambazo mara nyingi hubadilishwa katika saratani zinaweza kugawanywa katika vikundi viwili, jeni za onkojeni na jeni za kukandamiza tumor. Katika seli za kawaida, protini iliyosimbwa na onkojeni hasa ina jukumu la kukuza kuenea kwa seli na kuzuia apoptosisi ya seli, ilhali protini iliyosimbwa na jeni za oncosuppressor inawajibika zaidi kwa kudhibiti vibaya mgawanyiko wa seli ili kudumisha utendaji wa kawaida wa seli. Katika mchakato mbaya wa mabadiliko, mabadiliko ya genomic husababisha uboreshaji wa shughuli za onkojeni na kupungua au kupoteza kwa shughuli za jeni za oncosuppressor.
Tofauti ndogo na tofauti ya muundo. Hizi ndizo aina mbili kuu za mabadiliko katika jenomu. Vibadala vidogo hubadilisha DNA kwa kubadilisha, kufuta, au kuongeza idadi ndogo ya besi, ikiwa ni pamoja na kuwekewa msingi, kufuta, kubadilisha fremu, kuanza kupoteza kodoni, kuacha mabadiliko ya upotevu wa kodoni, n.k. Tofauti za miundo ni upangaji upya mkubwa wa jenomu, unaohusisha sehemu za jeni kuanzia ukubwa kutoka besi elfu chache hadi nyingi za kromosomu, mabadiliko ya kromosomu, nakala ya kromosomu, mabadiliko ya nambari ya kromosomu. inversion au uhamisho. Mabadiliko haya yanaweza kusababisha kupunguzwa au kuboreshwa kwa utendakazi wa protini. Mbali na mabadiliko katika kiwango cha jeni za mtu binafsi, saini za jeni pia ni sehemu ya ripoti za mfuatano wa kimatibabu. Sahihi za jeni zinaweza kuonekana kama mifumo changamano ya tofauti ndogo na/au kimuundo, ikijumuisha mzigo wa mabadiliko ya uvimbe (TMB), kutokuwa na uthabiti wa satelaiti ndogo (MSI), na kasoro za upatanisho unaofanana.

Mabadiliko ya clonal na mabadiliko ya subclonal. Mabadiliko ya clonal yapo katika seli zote za tumor, huwa wakati wa uchunguzi, na hubakia baada ya maendeleo ya matibabu. Kwa hivyo, mabadiliko ya kloni yanaweza kutumika kama shabaha za matibabu ya uvimbe. Mabadiliko ya subclonal yapo katika sehemu ndogo tu ya seli za saratani na inaweza kugunduliwa mwanzoni mwa utambuzi, lakini kutoweka kwa kurudia tena au kuonekana tu baada ya matibabu. Heterogeneity ya saratani inarejelea uwepo wa mabadiliko mengi ya subclonal katika saratani moja. Kwa hakika, idadi kubwa ya mabadiliko muhimu ya kiafya katika spishi zote za saratani ni mabadiliko ya kansa na hubaki thabiti katika kuendelea kwa saratani. Upinzani, ambao mara nyingi hupatanishwa na subclones, hauwezi kugunduliwa wakati wa uchunguzi lakini inaonekana wakati unarudi tena baada ya matibabu.

Mbinu ya kitamaduni ya SAMAKI au karyotype ya seli hutumiwa kugundua mabadiliko katika kiwango cha kromosomu. SAMAKI inaweza kutumika kugundua miunganisho ya jeni, ufutaji na ukuzaji, na inachukuliwa kuwa "kiwango cha dhahabu" cha kugundua vibadala kama hivyo, kwa usahihi wa juu na usikivu lakini upitishaji mdogo. Katika baadhi ya magonjwa mabaya ya damu, hasa leukemia ya papo hapo, kariyotipu bado inatumiwa kuongoza utambuzi na ubashiri, lakini mbinu hii inabadilishwa hatua kwa hatua na majaribio lengwa ya molekuli kama vile FISH, WGS, na NGS.
Mabadiliko katika jeni mahususi yanaweza kutambuliwa na PCR, PCR ya wakati halisi na PCR ya kushuka dijitali. Mbinu hizi zina unyeti wa hali ya juu, zinafaa hasa kwa ugunduzi na ufuatiliaji wa vidonda vidogo vya mabaki, na zinaweza kupata matokeo kwa muda mfupi kiasi, hasara ni kwamba anuwai ya utambuzi ni mdogo (kwa kawaida hutambua mabadiliko katika jeni moja au chache tu), na uwezo wa majaribio mengi ni mdogo.
Immunohistokemia (IHC) ni zana ya ufuatiliaji inayotegemea protini ambayo hutumika sana kugundua viashiria vya kibayolojia kama vile ERBB2 (HER2) na vipokezi vya estrojeni. IHC pia inaweza kutumika kugundua protini maalum zilizobadilishwa (kama vile BRAF V600E) na miunganisho mahususi ya jeni (kama vile miunganisho ya ALK). Faida ya IHC ni kwamba inaweza kuunganishwa kwa urahisi katika mchakato wa kawaida wa uchambuzi wa tishu, hivyo inaweza kuunganishwa na vipimo vingine. Kwa kuongeza, IHC inaweza kutoa taarifa juu ya ujanibishaji wa protini ndogo ya seli. Hasara ni upunguzaji mdogo na mahitaji ya juu ya shirika.
Mfuatano wa kizazi cha pili (NGS) NGS hutumia mbinu za ufuataji wa kiwango cha juu cha upangaji ili kugundua tofauti katika kiwango cha DNA na/au RNA. Mbinu hii inaweza kutumika kupanga jeni zima (WGS) na sehemu za jeni zinazovutia. WGS hutoa maelezo ya kina zaidi ya mabadiliko ya jeni, lakini kuna vikwazo vingi kwa matumizi yake ya kimatibabu, ikiwa ni pamoja na hitaji la sampuli mpya za tishu za uvimbe (WGS bado haifai kwa kuchanganua sampuli zisizohamishika) na gharama kubwa.
Mpangilio wa NGS unaolengwa unajumuisha mpangilio mzima wa exoni na paneli ya jeni lengwa. Majaribio haya yanaboresha maeneo ya kupendeza kwa uchunguzi wa DNA au ukuzaji wa PCR, na hivyo kupunguza kiwango cha mfuatano kinachohitajika (exome nzima hufanya asilimia 1 hadi 2 ya jenomu, na hata paneli kubwa zilizo na jeni 500 hufanya asilimia 0.1 tu ya jenomu). Ingawa mpangilio mzima wa exon hufanya vyema katika tishu zisizohamishika za formalin, gharama yake inabaki kuwa juu. Michanganyiko ya jeni inayolengwa ni ya kiuchumi kiasi na inaruhusu unyumbufu katika kuchagua jeni za kujaribiwa. Kwa kuongezea, DNA ya bure inayozunguka (cfDNA) inaibuka kama chaguo mpya kwa uchanganuzi wa jeni la wagonjwa wa saratani, unaojulikana kama biopsies ya kioevu. Seli zote mbili za saratani na seli za kawaida zinaweza kutoa DNA kwenye mkondo wa damu, na DNA iliyomwagwa kutoka kwa seli za saratani inaitwa DNA ya tumor inayozunguka (ctDNA), ambayo inaweza kuchanganuliwa ili kugundua mabadiliko yanayoweza kutokea katika seli za tumor.
Chaguo la mtihani inategemea shida maalum ya kliniki ambayo inapaswa kushughulikiwa. Alama nyingi za kibayolojia zinazohusiana na matibabu yaliyoidhinishwa zinaweza kutambuliwa na mbinu za FISH, IHC, na PCR. Mbinu hizi ni nzuri kwa ajili ya kutambua kiasi kidogo cha alama za viumbe, lakini haziboresha ufanisi wa ugunduzi kwa kuongezeka kwa upitishaji, na ikiwa alama nyingi za bioalama zitagunduliwa, kunaweza kuwa hakuna tishu za kutosha za kugunduliwa. Katika baadhi ya saratani mahususi, kama vile saratani ya mapafu, ambapo sampuli za tishu ni vigumu kupata na kuna alama za kibayolojia nyingi za kupima, kutumia NGS ni chaguo bora zaidi. Kwa kumalizia, uchaguzi wa upimaji unategemea idadi ya alama za kibayolojia zitakazojaribiwa kwa kila mgonjwa na idadi ya wagonjwa watakaopimwa kwa alama ya kibayolojia. Katika baadhi ya matukio, matumizi ya IHC/FISH yanatosha, hasa wakati lengo limetambuliwa, kama vile kugundua vipokezi vya estrojeni, vipokezi vya projesteroni, na ERBB2 kwa wagonjwa wa saratani ya matiti. Ikiwa uchunguzi wa kina zaidi wa mabadiliko ya jeni na utafutaji wa shabaha zinazowezekana za matibabu unahitajika, NGS itapangwa zaidi na kwa gharama nafuu. Zaidi ya hayo, NGS inaweza kuzingatiwa katika hali ambapo matokeo ya IHC/FISH ni ya kutatanisha au yasiyoeleweka.

Miongozo tofauti hutoa mwongozo juu ya ambayo wagonjwa wanapaswa kustahiki uchunguzi wa kijeni. Mnamo mwaka wa 2020, Kikundi cha Kufanya Kazi cha ESMO Precision Medicine kilitoa mapendekezo ya kwanza ya upimaji wa NGS kwa wagonjwa walio na saratani ya hali ya juu, ikipendekeza upimaji wa kawaida wa NGS kwa saratani ya mapafu ya seli isiyo ya squamous isiyo ndogo, saratani ya kibofu, saratani ya utumbo mpana, na sampuli za saratani ya ovari, na mnamo 2024, ESMO ilisasisha ujumuishaji wa saratani ya matiti kwa msingi huu, ikipendekeza saratani ya matiti. Kama vile uvimbe wa stromal ya utumbo, sarcoma, saratani ya tezi na saratani ya asili isiyojulikana.
Mnamo 2022, Maoni ya Kliniki ya ASCO juu ya upimaji wa jeni la somatic kwa wagonjwa walio na saratani ya metastatic au ya hali ya juu inasema kwamba ikiwa tiba inayohusiana na biomarker imeidhinishwa kwa wagonjwa walio na uvimbe wa metastatic au wa hali ya juu, upimaji wa kinasaba unapendekezwa kwa wagonjwa hawa. Kwa mfano, upimaji wa jeni unapaswa kufanywa kwa wagonjwa walio na melanoma ya metastatic ili kuchunguza mabadiliko ya BRAF V600E, kwani vizuizi vya RAF na MEK vimeidhinishwa kwa dalili hii. Kwa kuongeza, upimaji wa maumbile unapaswa pia kufanywa ikiwa kuna alama ya wazi ya kupinga kwa madawa ya kulevya kusimamiwa kwa mgonjwa. Egfrmab, kwa mfano, haifanyi kazi katika saratani ya utumbo mpana ya KRAS. Wakati wa kuzingatia ufaafu wa mgonjwa kwa mpangilio wa jeni, hali ya kimwili ya mgonjwa, magonjwa yanayofanana, na hatua ya uvimbe inapaswa kuunganishwa, kwa sababu mfululizo wa hatua zinazohitajika kwa mpangilio wa jenomu, ikiwa ni pamoja na kibali cha mgonjwa, usindikaji wa maabara, na uchambuzi wa matokeo ya mfuatano, unahitaji mgonjwa kuwa na uwezo wa kutosha wa kimwili na matarajio ya maisha.
Mbali na mabadiliko ya somatic, saratani zingine zinapaswa pia kupimwa kwa jeni za vijidudu. Kupima mabadiliko ya mstari wa viini kunaweza kuathiri maamuzi ya matibabu ya saratani kama vile mabadiliko ya BRCA1 na BRCA2 katika saratani ya matiti, ovari, tezi dume na kongosho. Mabadiliko ya vijidudu yanaweza pia kuwa na athari kwa uchunguzi wa saratani ya baadaye na kuzuia kwa wagonjwa. Wagonjwa ambao wanaweza kufaa kupimwa mabadiliko ya viini wanahitaji kutimiza masharti fulani, ambayo yanahusisha mambo kama vile historia ya saratani katika familia, umri wa utambuzi, na aina ya saratani. Hata hivyo, wagonjwa wengi (hadi 50%) wanaobeba mabadiliko ya pathogenic kwenye mstari wa vijidudu hawafikii vigezo vya jadi vya kupima mabadiliko ya mstari wa viini kulingana na historia ya familia. Kwa hivyo, ili kuzidisha utambuzi wa vibeba vimelea vya mabadiliko, Mtandao wa Kitaifa wa Saratani Kamili (NCCN) unapendekeza kwamba wagonjwa wote au wengi walio na saratani ya matiti, ovari, endometrial, kongosho, colorectal, au tezi dume wachunguzwe kwa mabadiliko ya mstari wa viini.
Kuhusiana na muda wa upimaji wa vinasaba, kwa sababu idadi kubwa ya mabadiliko muhimu ya kidereva ni ya kimaumbile na thabiti katika kipindi cha kuendelea kwa saratani, ni jambo la busara kufanya uchunguzi wa kinasaba kwa wagonjwa wakati wa utambuzi wa saratani iliyoendelea. Kwa uchunguzi wa kijeni unaofuata, hasa baada ya tiba inayolengwa na molekuli, upimaji wa ctDNA ni wa manufaa zaidi kuliko DNA ya tishu ya uvimbe, kwa sababu DNA ya damu inaweza kuwa na DNA kutoka kwa vidonda vyote vya uvimbe, ambayo inafaa zaidi kupata taarifa kuhusu kutofautiana kwa uvimbe.
Uchambuzi wa ctDNA baada ya matibabu unaweza kutabiri mwitikio wa uvimbe kwa matibabu na kutambua kuendelea kwa ugonjwa mapema kuliko mbinu za kawaida za kupiga picha. Hata hivyo, itifaki za kutumia data hizi kuongoza maamuzi ya matibabu hazijaanzishwa, na uchanganuzi wa ctDNA haupendekezwi isipokuwa katika majaribio ya kimatibabu. ctDNA pia inaweza kutumika kutathmini vidonda vidogo vya mabaki baada ya upasuaji wa uvimbe mkali. Uchunguzi wa ctDNA baada ya upasuaji ni kielelezo thabiti cha kuendelea kwa ugonjwa na kinaweza kusaidia kubainisha ikiwa mgonjwa atanufaika na tiba ya kemikali ya adjuvant, lakini bado haipendekezwi kutumia ctDNA nje ya majaribio ya kimatibabu ili kuongoza maamuzi ya adjuvant chemotherapy.

Uchakataji wa data Hatua ya kwanza katika mpangilio wa jenomu ni kutoa DNA kutoka kwa sampuli za mgonjwa, kuandaa maktaba, na kutoa data mbichi ya mfuatano. Data mbichi inahitaji usindikaji zaidi, ikiwa ni pamoja na kuchuja data ya ubora wa chini, kuilinganisha na jenomu ya marejeleo, kutambua aina tofauti za mabadiliko kupitia kanuni tofauti za uchanganuzi, kubainisha athari za mabadiliko haya kwenye tafsiri ya protini, na kuchuja mabadiliko ya mstari wa viini.
Ufafanuzi wa jeni la dereva umeundwa ili kutofautisha mabadiliko ya dereva na abiria. Mabadiliko ya kidereva husababisha upotevu au uboreshaji wa shughuli za jeni za kukandamiza tumor. Vibadala vidogo vinavyosababisha kuamilishwa kwa jeni za kukandamiza uvimbe ni pamoja na mabadiliko yasiyo na maana, mabadiliko ya fremu, na mabadiliko muhimu ya tovuti ya kuunganisha, pamoja na ufutaji wa kodoni wa kuanza mara kwa mara, ufutaji wa kodoni, na anuwai nyingi za uwekaji/ufutaji wa introni. Kwa kuongeza, mabadiliko ya makosa na mabadiliko madogo ya uingizaji / ufutaji wa intron pia yanaweza kusababisha kupoteza kwa shughuli za jeni za kukandamiza tumor wakati wa kuathiri nyanja muhimu za kazi. Lahaja za kimuundo ambazo husababisha kupoteza kwa shughuli za jeni zinazokandamiza uvimbe ni pamoja na ufutaji wa jeni kwa sehemu au kamili na vibadala vingine vya jeni ambavyo husababisha uharibifu wa sura ya usomaji wa jeni. Vibadala vidogo ambavyo hupelekea utendakazi ulioimarishwa wa onkojeni ni pamoja na mabadiliko ya makosa na uwekaji/ufutaji wa mara kwa mara wa intron ambao unalenga vikoa muhimu vya utendaji kazi wa protini. Katika matukio machache, upunguzaji wa protini au mabadiliko ya tovuti ya kuunganisha yanaweza kusababisha uanzishaji wa onkojeni. Tofauti za kimuundo zinazosababisha uanzishaji wa onkojeni ni pamoja na muunganisho wa jeni, ufutaji wa jeni, na urudufishaji wa jeni.
Ufafanuzi wa kimatibabu wa tofauti za jeni hutathmini umuhimu wa kimatibabu wa mabadiliko yaliyotambuliwa, yaani, thamani yao ya utambuzi, ubashiri au matibabu. Kuna mifumo kadhaa ya kuweka alama kulingana na ushahidi ambayo inaweza kutumika kuongoza tafsiri ya kimatibabu ya tofauti za jeni.
Hifadhidata ya Oncology ya Dawa ya Usahihi ya Kituo cha Memorial Sloan-Kettering (OncoKB) inaainisha vibadala vya jeni katika viwango vinne kulingana na thamani ya ubashiri ya matumizi ya madawa ya kulevya: Kiwango cha 1/2, alama za kibayolojia zilizoidhinishwa na FDA, au alama za kibayolojia za kawaida ambazo hutabiri majibu ya dalili mahususi kwa dawa iliyoidhinishwa; Kiwango cha 3, viambulisho vya viumbe vilivyoidhinishwa na FDA au visivyoidhinishwa ambavyo vinatabiri mwitikio wa dawa mpya zinazolengwa ambazo zimeonyesha ahadi katika majaribio ya kimatibabu, na alama za kibayolojia zisizoidhinishwa na FDA ambazo hutabiri mwitikio wa dawa mpya zinazolengwa ambazo zimeonyesha ushahidi wa kibiolojia wa kuridhisha katika majaribio ya kimatibabu. Kikundi kidogo cha tano kinachohusishwa na upinzani wa matibabu kiliongezwa.
Miongozo ya Jumuiya ya Amerika ya Patholojia ya Molekuli (AMP)/American Society of Clinical Oncology (ASCO)/College of American Pathologists (CAP) kwa ajili ya tafsiri ya tofauti ya somatic inagawanya tofauti za somatic katika makundi manne: Daraja la I, lenye umuhimu mkubwa wa kliniki; Daraja la II, na umuhimu wa kliniki unaowezekana; Daraja la III, umuhimu wa kliniki haujulikani; Daraja la IV, lisilojulikana kuwa muhimu kiafya. Vibadala vya daraja la I na II pekee ndizo muhimu kwa maamuzi ya matibabu.
Kiwango cha Uendeshaji wa Kitabibu cha ESMO cha Molecular Target (ESCAT) kinaainisha vibadala vya jeni katika viwango sita: Kiwango cha I, shabaha zinazofaa kwa matumizi ya kawaida; Awamu ya Pili, lengo ambalo bado linachunguzwa, kuna uwezekano wa kutumiwa kuchunguza idadi ya wagonjwa ambao wanaweza kufaidika na dawa inayolengwa, lakini data zaidi inahitajika ili kuisaidia. Daraja la III, lahaja za jeni zinazolengwa ambazo zimeonyesha manufaa ya kiafya katika spishi zingine za saratani; Daraja la IV, vibadala vinavyolengwa pekee vinavyoungwa mkono na ushahidi wa awali; Katika daraja la V, kuna ushahidi wa kuunga mkono umuhimu wa kiafya wa kulenga mabadiliko, lakini tiba ya dawa moja dhidi ya lengwa haiendelezi maisha, au mkakati wa matibabu mseto unaweza kupitishwa; Daraja la X, ukosefu wa thamani ya kliniki.