В погоне за лучшими скрининговыми тестами на рак ученые Джонса Хопкинса провели исследование, доказывающее принцип действия, которое успешно идентифицировало опухолевую ДНК, пролившуюся в кровь и слюну 93 пациентов с раком головы и шеи. Отчет о результатах опубликован в выпуске журнала Science Translational Medicine от 24 июня.
"Мы показали, что опухолевую ДНК в крови или слюне можно успешно измерить на эти виды рака," говорит Nishant Agrawal, M.D., адъюнкт-профессор отоларингологии – хирургии головы и шеи – и онкологии медицинского факультета Университета Джона Хопкинса. "В нашем исследовании тестирование слюны показалось лучшим способом выявления рака в полости рта, а анализы крови показали, что больше случаев рака гортани, гипофаринкса и ротоглотки. Однако объединение анализов крови и слюны может дать наилучшие шансы на обнаружение рака в любом из этих регионов."
Агравал объясняет, что врожденная генетическая предрасположенность к большинству видов рака головы и шеи встречается редко, но другие мутации, которые обычно не встречаются в нормальных клетках, долгое время считались хорошими мишенями для скрининговых тестов.
В случае рака головы и шеи, связанного с ВПЧ – опухолей среди американцев растет, – Агравал и его коллеги исследовали образцы крови и слюны пациентов на предмет ДНК, способствующей развитию опухолей, связанной с ВПЧ. Для рака, не связанного с ВПЧ, который составляет большинство опухолей головы и шеи во всем мире, они искали мутации в генах, связанных с раком, включая TP53, PIK3CA, CDKN2A, FBXW7, HRAS и NRAS.
Основными факторами риска рака головы и шеи являются алкоголь, табак, в том числе жевательный табак, и инфекция ВПЧ.
Для исследования 93 пациента с недавно диагностированным и рецидивирующим раком головы и шеи сдали образцы слюны, а 47 из них также сдали образцы крови перед лечением в больнице Джонса Хопкинса и онкологическом центре доктора медицины Андерсона в Техасе. Ученые обнаружили ДНК опухоли в слюне 71 из 93 пациентов (76 процентов) и в крови 41 из 47 (87 процентов). Из 47 человек, сдавших образцы крови и слюны, ученые смогли обнаружить опухолевую ДНК по крайней мере в одной из жидкостей организма 45 из них (96 процентов).
Когда ученые проанализировали, насколько хорошо их тесты ДНК опухоли обнаружили рак в определенных областях головы и шеи, они обнаружили, что тесты слюны показали лучшие результаты, чем тесты крови на рак полости рта. Все 46 раковых заболеваний полости рта были правильно идентифицированы с помощью анализов слюны, по сравнению с 16 из 34 раком ротоглотки (47 процентов), семью из 10 раком гортани (70 процентов) и двумя из трех раком гортани (67 процентов).
Под полостью рта понимаются области во рту, включая губы, переднюю часть языка, щеки и десны. Ротоглотка и гипофаринкс расположены в задней части глотки. Гортань, также как и горло, обычно называют голосовым ящиком.
"Одна из причин, по которой тесты слюны могли быть не столь эффективными при обнаружении раковых участков в задней части глотки, заключается в том, что мы не просили пациентов полоскать горло; мы только попросили их прополоскать рот, чтобы сдать образцы," – говорит Агравал, член Онкологического центра Киммела и Центра Людвига Джонса Хопкинса.
Анализы крови правильно идентифицировали опухолевую ДНК чаще в 20 из 22 случаев рака ротоглотки (91 процент), в шести из семи случаев рака гортани (86 процентов) и во всех трех случаях рака гортани. Взятые вместе, анализы крови и слюны правильно определили все виды рака полости рта, гортани и гортани и 20 из 22 случаев рака ротоглотки (91 процент).
Агравал говорит, что чувствительность тестов в целом зависела от места рака, стадии и статуса ВПЧ и варьировалась от 86 до 100 процентов. Он также сообщает, что тесты слюны показали лучшие результаты на ранних стадиях рака, обнаружив все 20 видов рака, по сравнению с анализами крови, которые правильно идентифицировали семь из 10. Он и его команда обнаружили, что в отношении поздних стадий рака верно обратное: анализы крови обнаружили больше случаев рака на поздних стадиях (34 из 37) по сравнению с анализами слюны (51 из 73). Анализы крови также правильно идентифицировали опухоли, связанные с ВПЧ, которые встречаются у 30 из 93 пациентов, чаще, чем тесты слюны, вероятно потому, что опухоли, связанные с ВПЧ, как правило, возникают в задней части глотки, которая, возможно, не была достигнута с помощью полоскания слюной.
"Наша конечная цель – разработать более совершенные скрининговые тесты для выявления рака головы и шеи среди населения в целом и улучшить методы мониторинга пациентов с онкологическими заболеваниями на предмет рецидива их заболевания," говорит Берт Фогельштейн, М.D., Клейтонский профессор онкологии онкологического центра Джонса Хопкинса Киммела, содиректор Центра Людвига в Джоне Хопкинсе и соавтор исследования.
Ученые предупреждают, что необходимо дальнейшее изучение их метода обнаружения опухолевой ДНК на больших группах пациентов и здоровых людей, прежде чем можно будет определить клиническую эффективность, и что также могут потребоваться уточнения в методах сбора слюны и диапазоне специфичных для рака генов в панель тестирования генов.
Кроме того, Агравал говорит: "У нас пока нет окончательных данных о частоте ложных срабатываний, и не будет до тех пор, пока не будет проведено больше исследований тестов на здоровых людях." Однако он отмечает, что формулы, используемые для анализа их анализов крови и слюны, предназначены для отсеивания сомнительных результатов.
Ложные результаты генных тестов возникают при многократном копировании, секвенировании и анализе ДНК. Ученые использовали метод, который они разработали и протестировали ранее на цервикальной жидкости, чтобы обнаружить рак яичников и шейки матки. В частности, они прикрепляют своего рода генетический штрих-код – случайный набор из 14 пар оснований ДНК – чтобы отследить каждый скопированный фрагмент ДНК до его исходного. Предполагается, что копии ДНК без штрих-кода являются артефактом процесса, и любые обнаруженные в них мутации не принимаются во внимание.
Агравал говорит, что тесты, подобные тому, который использовала его команда, при коммерческом использовании, вероятно, будут стоить несколько сотен долларов, и "наша долгосрочная цель – создать тест стоимостью менее 50 долларов, чтобы его могли проводить врачи или стоматологи."
Для скрининга рака головы и шеи, который встречается у более чем 50 000 человек в США.S. ежегодно врачи проводят медицинские осмотры. Берут биопсию из поражений подозрительного вида, но "этот метод не идеален, о чем свидетельствует тот факт, что большинство видов рака головы и шеи редко обнаруживаются на очень ранних стадиях, когда они наиболее излечимы," говорит Агравал.