novaĵoj

En la pasinta jardeko, gensekvenca teknologio estis vaste uzata en kanceresplorado kaj klinika praktiko, fariĝante grava ilo por malkaŝi la molekulajn karakterizaĵojn de kancero. Progresoj en molekula diagnozo kaj celita terapio antaŭenigis la disvolviĝon de konceptoj pri tumorpreciza terapio kaj alportis grandajn ŝanĝojn al la tuta kampo de tumordiagnozo kaj traktado. Genetika testado povas esti uzata por averti pri kancerrisko, gvidi traktadajn decidojn kaj taksi prognozon, kaj estas grava ilo por plibonigi la klinikajn rezultojn de pacientoj. Ĉi tie, ni resumas la lastatempajn artikolojn publikigitajn en CA Cancer J Clin, JCO, Ann Oncol kaj aliaj ĵurnaloj por revizii la aplikon de genetika testado en kancerdiagnozo kaj traktado.

Somataj mutacioj kaj ĝermaj mutacioj. Ĝenerale, kancero estas kaŭzata de DNA-mutacioj, kiuj povas esti hereditaj de gepatroj (ĝermaj mutacioj) aŭ akiritaj kun aĝo (somataj mutacioj). Ĝermaj mutacioj ĉeestas ekde la naskiĝo, kaj la mutaciulo kutime portas la mutacion en la DNA de ĉiu ĉelo en la korpo kaj povas esti transdonita al idoj. Somataj mutacioj estas akiritaj de individuoj en ne-gametikaj ĉeloj kaj kutime ne estas transdonitaj al idoj. Kaj ĝermaj kaj somataj mutacioj povas detrui la normalan funkcian agadon de ĉeloj kaj konduki al maligna transformo de ĉeloj. Somataj mutacioj estas ŝlosila motoro de maligneco kaj la plej prognoza biosigno en onkologio; tamen, proksimume 10 ĝis 20 procentoj de tumorpacientoj portas ĝermajn mutaciojn, kiuj signife pliigas ilian kancerriskon, kaj kelkaj el ĉi tiuj mutacioj ankaŭ estas terapiaj.
Ŝofora mutacio kaj pasaĝera mutacio. Ne ĉiuj DNA-variaĵoj influas ĉelfunkcion; averaĝe, necesas kvin ĝis dek genomaj eventoj, konataj kiel "ŝoforaj mutacioj", por ekigi normalan ĉeldegeneron. Ŝoforaj mutacioj ofte okazas en genoj proksime rilataj al ĉelvivaj agadoj, kiel ekzemple genoj implikitaj en ĉelkreskoreguligo, DNA-riparo, ĉelcikla kontrolo kaj aliaj vivprocezoj, kaj havas la potencialon esti uzataj kiel terapiaj celoj. Tamen, la tuta nombro de mutacioj en iu ajn kancero estas sufiĉe granda, variante de kelkaj miloj en iuj mamaj kanceroj ĝis pli ol 100 000 en iuj tre variaj kolorektaj kaj endometriaj kanceroj. Plej multaj mutacioj havas neniun aŭ limigitan biologian signifon, eĉ se la mutacio okazas en la kodanta regiono, tiaj sensignifaj mutaciaj eventoj estas nomataj "pasaĝeraj mutacioj". Se gena variaĵo en specifa tumortipo antaŭdiras ĝian respondon al aŭ reziston al traktado, la variaĵo estas konsiderata klinike operebla.
Onkogenoj kaj tumorsubpremantaj genoj. Genoj, kiuj ofte mutacias en kancero, povas esti malglate dividitaj en du kategoriojn, onkogenojn kaj tumorsubpremantajn genojn. En normalaj ĉeloj, la proteino kodita de onkogenoj ĉefe ludas la rolon de antaŭenigado de ĉelmultobliĝo kaj inhibiciado de ĉela apoptozo, dum la proteino kodita de onkosubpremantaj genoj ĉefe respondecas pri negative reguligado de ĉeldividiĝo por konservi normalan ĉelfunkcion. En la maligna transforma procezo, genomika mutacio kondukas al plifortigo de onkogena aktiveco kaj malpliiĝo aŭ perdo de onkosubpremanta gena aktiveco.
Malgranda variado kaj struktura variado. Jen la du ĉefaj tipoj de mutacioj en la genaro. Malgrandaj variaĵoj ŝanĝas DNA-on per ŝanĝado, forigado aŭ aldono de malgranda nombro da bazoj, inkluzive de bazenmeto, forigo, kadroŝovo, komenca kodonperdo, haltiga kodonperdo, ktp. Struktura variado estas granda genoma rearanĝo, implikante gensegmentojn variantajn en grandeco de kelkaj mil bazoj ĝis la plimulto de la kromosomo, inkluzive de ŝanĝoj en genkopionumeroj, kromosoma forigo, multobligo, inversigo aŭ translokigo. Ĉi tiuj mutacioj povas kaŭzi redukton aŭ plifortigon de proteina funkcio. Aldone al ŝanĝoj je la nivelo de individuaj genoj, genomaj signaturoj ankaŭ estas parto de klinikaj sekvencaj raportoj. Genomaj signaturoj povas esti vidataj kiel kompleksaj ŝablonoj de malgrandaj kaj/aŭ strukturaj variaĵoj, inkluzive de tumora mutacia ŝarĝo (TMB), mikrosatelita malstabileco (MSI) kaj homologaj rekombinaj difektoj.

Klona mutacio kaj subklona mutacio. Klonaj mutacioj ĉeestas en ĉiuj tumorĉeloj, ĉeestas je diagnozo, kaj restas ĉeestantaj post kiam la traktado progresas. Tial, klonaj mutacioj havas la potencialon esti uzataj kiel tumoraj terapiaj celoj. Subklonaj mutacioj ĉeestas nur en subaro de kanceraj ĉeloj kaj povas esti detektitaj komence de diagnozo, sed malaperas kun posta refalo aŭ aperas nur post traktado. Kancera diverseco rilatas al la ĉeesto de pluraj subklonaj mutacioj en ununura kancero. Rimarkinde, la vasta plimulto de klinike signifaj pelaj mutacioj en ĉiuj komunaj kanceraj specioj estas klonaj mutacioj kaj restas stabilaj dum la tuta kancera progresado. Rezisto, kiu ofte estas mediaciita de subklonoj, eble ne estas detektita je la momento de diagnozo sed aperas kiam ĝi refalas post traktado.

La tradicia tekniko FISH aŭ ĉelkariotipo estas uzata por detekti ŝanĝojn je la kromosoma nivelo. FISH povas esti uzata por detekti genajn fuziojn, forigojn kaj amplifikojn, kaj estas konsiderata la "ora normo" por detekti tiajn variaĵojn, kun alta precizeco kaj sentemo sed limigita trairo. Ĉe iuj hematologiaj malignecoj, precipe akuta leŭkemio, kariotipado ankoraŭ estas uzata por gvidi diagnozon kaj prognozon, sed ĉi tiu tekniko iom post iom anstataŭiĝas per celitaj molekulaj analizoj kiel FISH, WGS kaj NGS.
Ŝanĝoj en individuaj genoj povas esti detektitaj per PCR, kaj realtempa PCR kaj cifereca guta PCR. Ĉi tiuj teknikoj havas altan sentemon, estas aparte taŭgaj por la detekto kaj monitorado de malgrandaj restaj lezoj, kaj povas atingi rezultojn en relative mallonga tempo. La malavantaĝo estas, ke la detekta gamo estas limigita (kutime nur detektas mutaciojn en unu aŭ kelkaj genoj), kaj la kapablo fari plurajn testojn estas limigita.
Imunohistokemio (IHC) estas protein-bazita monitorada ilo ofte uzata por detekti la esprimon de biosignoj kiel ERBB2 (HER2) kaj estrogenaj receptoroj. IHC ankaŭ povas esti uzata por detekti specifajn mutaciitajn proteinojn (kiel BRAF V600E) kaj specifajn genajn fuziojn (kiel ALK-fuziojn). La avantaĝo de IHC estas, ke ĝi povas esti facile integrita en la rutinan histan analizan procezon, do ĝi povas esti kombinita kun aliaj testoj. Krome, IHC povas provizi informojn pri subĉela proteina lokalizo. La malavantaĝoj estas limigita skalebleco kaj altaj organizaj postuloj.
Duageneracia sekvencado (NGS) NGS uzas alt-trairajn paralelajn sekvencadajn teknikojn por detekti variojn je la DNA- kaj/aŭ RNA-nivelo. Ĉi tiu tekniko povas esti uzata por sekvenci kaj la tutan genaron (WGS) kaj la genajn regionojn de intereso. WGS provizas la plej ampleksajn informojn pri genomikaj mutacioj, sed ekzistas multaj obstakloj al ĝia klinika apliko, inkluzive de la bezono de freŝaj tumoraj histospecimenoj (WGS ankoraŭ ne taŭgas por analizi formalino-imobilizitajn specimenojn) kaj la alta kosto.
Celita NGS-sekvencado inkluzivas tutan eksonan sekvencadon kaj panelon de celgenoj. Ĉi tiuj testoj riĉigas regionojn de intereso per DNA-sondiloj aŭ PCR-amplifikado, tiel limigante la kvanton de sekvencado bezonata (la tuta eksomo konsistigas 1 ĝis 2 procentojn de la genaro, kaj eĉ grandaj paneloj enhavantaj 500 genojn konsistigas nur 0.1 procentojn de la genaro). Kvankam tuta ekson-sekvencado funkcias bone en formalino-fiksitaj histoj, ĝia kosto restas alta. Celgenaj kombinaĵoj estas relative ekonomiaj kaj permesas flekseblecon en la elekto de genoj por testi. Krome, cirkulanta libera DNA (cfDNA) aperas kiel nova eblo por genomika analizo de kanceruloj, konata kiel likvaj biopsioj. Kaj kanceraj ĉeloj kaj normalaj ĉeloj povas liberigi DNA-on en la sangocirkuladon, kaj la DNA deĵetita de kanceraj ĉeloj nomiĝas cirkulanta tumora DNA (ctDNA), kiu povas esti analizita por detekti eblajn mutaciojn en tumorĉeloj.
La elekto de testo dependas de la specifa klinika problemo, kiun oni devas trakti. La plej multaj el la biosignoj asociitaj kun aprobitaj terapioj povas esti detektitaj per FISH, IHC kaj PCR-teknikoj. Ĉi tiuj metodoj estas akcepteblaj por la detekto de malgrandaj kvantoj da biosignoj, sed ili ne plibonigas la efikecon de detekto kun kreskanta trairo, kaj se tro multaj biosignoj estas detektitaj, eble ne estos sufiĉe da histo por detekto. Ĉe iuj specifaj kanceroj, kiel ekzemple pulma kancero, kie histospecimenoj estas malfacile akireblaj kaj estas pluraj biosignoj por testi, la uzo de NGS estas pli bona elekto. Konklude, la elekto de analizo dependas de la nombro da biosignoj testotaj por ĉiu paciento kaj la nombro da pacientoj testotaj por la biosigno. En iuj kazoj, la uzo de IHC/FISH sufiĉas, precipe kiam la celo estis identigita, kiel ekzemple la detekto de estrogenaj receptoroj, progesteronaj receptoroj kaj ERBB2 ĉe pacientoj kun mama kancero. Se pli ampleksa esplorado de genomaj mutacioj kaj la serĉado de eblaj terapiaj celoj estas necesa, NGS estas pli organizita kaj kostefika. Krome, NGS povas esti konsiderata en kazoj kie IHC/FISH-rezultoj estas ambiguaj aŭ nekonkludeblaj.

Diversaj gvidlinioj donas gvidliniojn pri kiuj pacientoj devus esti elekteblaj por genetika testado. En 2020, la ESMO Precision Medicine Working Group eldonis la unuajn rekomendojn pri NGS-testado por pacientoj kun progresinta kancero, rekomendante rutinan NGS-testadon por progresinta ne-skvama ne-malgrandĉela pulma kancero, prostatkancero, kolorekta kancero, galdukta kancero kaj ovariaj kanceraj tumoraj specimenoj, kaj en 2024, ESMO ĝisdatigis sur ĉi tiu bazo, rekomendante la inkludon de mama kancero kaj maloftaj tumoroj. Kiel ekzemple gastrointestaj stromaj tumoroj, sarkomoj, tiroidaj kanceroj kaj kanceroj de nekonata origino.
En 2022, la Klinika Opinio de ASCO pri somata genoma testado ĉe pacientoj kun metastaza aŭ progresinta kancero deklaras, ke se biosigno-rilata terapio estas aprobita ĉe pacientoj kun metastazaj aŭ progresintaj solidaj tumoroj, genetika testado estas rekomendinda por ĉi tiuj pacientoj. Ekzemple, genomika testado devus esti farita ĉe pacientoj kun metastaza melanomo por ekzameni BRAF V600E-mutaciojn, ĉar RAF kaj MEK-inhibiciiloj estas aprobitaj por ĉi tiu indiko. Krome, genetika testado ankaŭ devus esti farita se ekzistas klara signo de rezisto por la medikamento donota al la paciento. Egfrmab, ekzemple, estas neefika ĉe KRAS-mutacia kolorekta kancero. Kiam oni konsideras la taŭgecon de paciento por gensekvencado, la fizika stato, kunmorbidaĵoj kaj tumorstadio de la paciento devus esti integritaj, ĉar la serio de paŝoj necesaj por genoma sekvencado, inkluzive de pacienta konsento, laboratoria prilaborado kaj analizo de sekvencaj rezultoj, postulas, ke la paciento havu adekvatan fizikan kapaciton kaj vivdaŭron.
Aldone al somataj mutacioj, iuj kanceroj ankaŭ devus esti testitaj pri ĝermaj genoj. Testado pri ĝermaj mutacioj povas influi kuracajn decidojn por kanceroj kiel BRCA1 kaj BRCA2 mutacioj en mamaj, ovariaj, prostatkanceroj kaj pankreataj kanceroj. Ĝermaj mutacioj ankaŭ povas havi implicojn por estonta kancerrastrumo kaj preventado ĉe pacientoj. Pacientoj, kiuj estas eble taŭgaj por testado pri ĝermaj mutacioj, devas plenumi certajn kondiĉojn, kiuj implikas faktorojn kiel familian historion de kancero, aĝon ĉe diagnozo kaj tipon de kancero. Tamen, multaj pacientoj (ĝis 50%) portantaj patogenajn mutaciojn en la ĝerma linio ne plenumas tradiciajn kriteriojn por testado pri ĝermaj mutacioj bazitaj sur familia historio. Tial, por maksimumigi la identigon de mutaciportantoj, la Nacia Ampleksa Kancera Reto (NCCN) rekomendas, ke ĉiuj aŭ plej multaj pacientoj kun mama, ovaria, endometria, pankreata, kolorekta aŭ prostatkancero estu testitaj pri ĝermaj mutacioj.
Rilate al la tempigo de genetika testado, ĉar la vasta plimulto de klinike signifaj pelaj mutacioj estas klonaj kaj relative stabilaj dum la kancera progresado, estas racie fari genetikan testadon ĉe pacientoj dum la diagnozo de progresinta kancero. Por posta genetika testado, precipe post molekule celita terapio, ctDNA-testado estas pli avantaĝa ol tumora hista DNA, ĉar sanga DNA povas enhavi DNA-on de ĉiuj tumoraj lezoj, kio pli favoras al akiro de informoj pri tumora diverseco.
Analizo de ctDNA post traktado eble kapablas antaŭdiri tumorrespondon al traktado kaj identigi malsanprogresadon pli frue ol normaj bildigaj metodoj. Tamen, protokoloj por uzi ĉi tiujn datumojn por gvidi terapiajn decidojn ne estas establitaj, kaj ctDNA-analizo ne estas rekomendinda krom en klinikaj provoj. ctDNA ankaŭ povas esti uzata por taksi malgrandajn restajn lezojn post radikala tumorkirurgio. ctDNA-testado post kirurgio estas forta prognozilo de posta malsanprogresado kaj povas helpi determini ĉu paciento profitos de adjuvanta kemioterapio, sed ankoraŭ ne estas rekomendinde uzi ctDNA ekster klinikaj provoj por gvidi adjuvantajn kemioterapiodecidojn.

Datumprilaborado La unua paŝo en genarsekvencado estas ekstrakti DNA-on el pacientaj specimenoj, prepari bibliotekojn kaj generi krudajn sekvencdatumojn. La krudaj datumoj postulas plian prilaboradon, inkluzive de filtrado de malaltkvalitaj datumoj, komparado de ili kun la referenca genaro, identigado de malsamaj specoj de mutacioj per malsamaj analizaj algoritmoj, determinado de la efiko de ĉi tiuj mutacioj sur proteintradukon kaj filtrado de ĝermliniaj mutacioj.
Prinotado de ŝoforaj genoj estas desegnita por distingi mutaciojn de ŝoforaj kaj pasaĝeraj. Mutacioj de ŝoforaj genoj kondukas al perdo aŭ plifortigo de la aktiveco de tumorsubpremantaj genoj. Malgrandaj variaĵoj, kiuj kondukas al la malaktivigo de tumorsubpremantaj genoj, inkluzivas sensencajn mutaciojn, kadroŝovajn mutaciojn, kaj mutaciojn en ŝlosilaj splisaj lokoj, same kiel malpli oftajn forigojn de komencaj kodonoj, forigojn de haltaj kodonoj, kaj vastan gamon de intronaj enmeto/forigo. Krome, missencaj mutacioj kaj malgrandaj intronaj enmeto/forigomutacioj ankaŭ povas konduki al perdo de la aktiveco de tumorsubpremantaj genoj kiam ili influas gravajn funkciajn domajnojn. Strukturaj variaĵoj, kiuj kondukas al perdo de la aktiveco de tumorsubpremantaj genoj, inkluzivas partan aŭ kompletan genforigon kaj aliajn genomajn variaĵojn, kiuj kondukas al detruo de la gena legkadro. Malgrandaj variaĵoj, kiuj kondukas al plifortigita funkcio de onkogenoj, inkluzivas missencajn mutaciojn kaj fojajn intronajn enmetojn/forigojn, kiuj celas gravajn proteinajn funkciajn domajnojn. En maloftaj kazoj, proteina stumpigo aŭ splisaj lokoj povas konduki al la aktivigo de onkogenoj. Strukturaj variaĵoj, kiuj kondukas al onkogena aktivigo, inkluzivas genan fuzion, genan forigon, kaj genan duobligon.
Klinika interpretado de genomika variado taksas la klinikan signifon de identigitaj mutacioj, t.e. ilian eblan diagnozan, prognozan aŭ terapian valoron. Ekzistas pluraj sciencbazitaj gradigaj sistemoj, kiuj povas esti uzataj por gvidi la klinikan interpretadon de genomika variado.
La Datumbazo pri Onkologio pri Preciza Medicino (OncoKB) de la Memorial Sloan-Kettering Kancera Centro klasifikas genajn variaĵojn en kvar nivelojn bazitajn sur ilia prognoza valoro por droguzo: Nivelo 1/2, FDA-aprobitaj aŭ klinike normaj biosignoj, kiuj antaŭdiras la respondon de specifa indiko al aprobita drogo; Nivelo 3, FDA-aprobitaj aŭ ne-aprobitaj biosignoj, kiuj antaŭdiras respondon al novaj celitaj drogoj, kiuj montris promeson en klinikaj provoj, kaj Nivelo 4, ne-FDA-aprobitaj biosignoj, kiuj antaŭdiras respondon al novaj celitaj drogoj, kiuj montris konvinkan biologian evidentecon en klinikaj provoj. Kvina subgrupo asociita kun kuracrezisto estis aldonita.
La gvidlinioj de la Usona Societo por Molekula Patologio (AMP)/Usona Societo de Klinika Onkologio (ASCO)/Kolegio de Amerikaj Patologoj (CAP) por la interpretado de somata variado dividas somatan variadon en kvar kategoriojn: Grado I, kun forta klinika signifo; Grado II, kun ebla klinika signifo; Grado III, klinika signifo nekonata; Grado IV, ne konata kiel klinike signifa. Nur variaĵoj de grado I kaj II estas valoraj por kuracaj decidoj.
La Molecular Target Clinical Operability Scale (ESCAT) de ESMO klasifikas genajn variaĵojn en ses nivelojn: Nivelo I, celoj taŭgaj por rutina uzo; Fazo II, celo kiu ankoraŭ estas studata, verŝajne estos uzata por ekzameni la pacientaron, kiu povus profiti de la cela medikamento, sed pli da datumoj estas necesaj por subteni tion. Grado III, celitaj genaj variaĵoj kiuj montris klinikan utilon en aliaj kanceraj specioj; Grado IV, nur celitaj genaj variaĵoj subtenataj de antaŭklinika evidenteco; En grado V, ekzistas evidenteco por subteni la klinikan signifon de celado de la mutacio, sed unu-medikamenta terapio kontraŭ la celo ne plilongigas supervivon, aŭ kombinaĵa kuracstrategio povas esti adoptita; Grado X, manko de klinika valoro.