Генетические исследования в онкологии

Сложность в том, что каждая опухоль уникальна по своему набору «мишеней»-мутаций

«Порядочные» клетки живут, не мешая другим. Используют строго отведенное количество ресурсов, достойно выполняют свои биологические функции, а в положенное время — умирают, уступая место следующим поколениям (этот процесс называется апоптозом). Каждые 7–10 лет тело человека полностью обновляется.

Для этого все соматические клетки (те, из которых состоит организм), кроме эритроцитов, беспрестанно делятся.

Перед делением клетка запасается «копией» наследственной генетической информации, которая находится в ее ядре. Нити ДНК, «свернутые» в хромосомы внутри ядра — реплицируются, т. е. удваиваются. И уже после этого клетка делится, спокойно раздавая каждой из дочерних клеток по идентичному набору хромосом.

Иногда в процессе деления получаются сбои — мутации. То нить ДНК порвется, то скопируется с ошибкой, то участки хромосом перемешаются. Влиять на это может сотня факторов: от стресса и табачного дыма до воздействия радиации.

Генетические исследования в онкологии

1. Замена пары оснований (Single-nucleotide polymorphism, SNP): один нуклеотид — «буква» генетического кода — меняется на другой. Нарушается и структура белка, закодированного этой последовательностью нуклеотидов.

2. Хромосомные аберрации.

Делеция — утрата участка хромосомы. Происходят из-за обрыва концевого участка или разрыва ДНК сразу в двух местах. Всё — этот ген в хромосоме больше не экспрессируется.

Оторванные «кусочки» ДНК могут встроиться в соседнюю хромосому — получится инсерция (или инверсия, если вставка произойдет в обратной последовательности). Иногда между хромосомами происходит «взаимный обмен» участками ДНК — транслокация. Итог один: экспрессируются «лишние» гены.

Мутации изменяют не только структуру участка ДНК, но и порядок этих участков

3. Слияние генов — ген «собирается» из частей других генов и экспрессируется (срабатывает) как одно целое. Белок при экспрессии такого химерного гена тоже получается необычный, гибридный, с вредными свойствами.

Два гена «склеились» при транслокации и образовали химерный ген (вызывает лейкоз)

Нам повезло, что в ДНК полно не слишком значимых участков, которые не кодируют ничего. Многие мутации происходят в этих областях — и оказываются незначительными, не имеют влияния на дальнейшую работу клеток. И такая клетка с небольшим отличием от «эталона» продолжает нормально жить и делиться.

За 70 лет в теле человека происходит 100 трлн клеточных делений. Это 1,4 трлн делений в год — достаточно случаев, чтобы со временем накопить «критическую массу» ошибок в ДНК, или чтобы очередной сбой смог-таки попасть в участок ДНК, кодирующий что-то важное. Получится небезобидная мутация, из-за которой клетка станет злокачественной (малигнизируется).

Генетические исследования в онкологии

Злокачественную клетку от нормальной отличает нарушение клеточного цикла.

Клеточный цикл (жизнь клетки от деления до деления/гибели) строго регулируется работой специальных белков: киназы, циклины, факторы роста и транскрипционные факторы — в каждой живой клетке их десятки, и у каждого своя узкоспециальная, но важная функция.

Они передают сигналы между клетками многоклеточного организма, активируют друг друга, запускают процесс деления и контролируют его корректность, поддерживают правильную активацию генов, выполнение клеткой своих функций, «проверяют» целостность генома, «командуют» клетке начать апоптоз, если ей пора умирать, и т. п.

Каждый этап клеточного цикла контролируется белками-регуляторами

И каждый из этих белков закодирован в определенном участке ДНК — гене. Если такой ген подвергнется вредной мутации — он «воспроизведет» соответствующий белок-регулятор неправильно. А «неправильный» белок-регулятор нарушит работу клеточного цикла, и с ним — поведение всей клетки.

Например, «ломается» ген белка-регулятора пролиферации (разрастания массы клеток) — и «мутанты» начинают делиться больше положенного, «давят» здоровые клетки.

Генетические исследования в онкологии

Таких значимых генов, изменения в которых могут привести к канцерогенезу (возникновению рака) — две больших группы.

Протоонкогены — «нормальные» гены, которые могут стать онкогенами из-за усиления или изменения их функций. Гены, экспрессия которых может привести к малигнизации клетки и развитию новообразования, называются онкогены. Если в протоонкогене произойдет вредная мутация, он становится онкогеном и может вызвать опухоль.

Из тех, что наиболее хорошо изучены и у всех на слуху:

  • EGFR, ALK, BRAF — немелкоклеточный рак легкого;
  • BRAF — меланома;
  • HER2 — рак молочной железы (РМЖ);
  • KRAS — колоректальный рак.

Причем, мутации этих генов бывают обнаружены при нескольких видах опухолей. Например, повышенная экспрессия HER2 обнаруживается не только при РМЖ, но и при раке легкого и желудка.

Мутация в протоонкогене белка BRAF приводит к неконтролируемому росту опухоли.

Гены-супрессоры опухоли (антионкогены) — напротив, могут подавить рост опухолевых клеток или участвуют в репарации (починке) поврежденной ДНК. А вот инактивация генов-супрессоров в результате мутации — резко увеличивает вероятность появления злокачественной опухоли.

Например:

  • мутации BRCA1, BRCA2 — рак молочных желез, яичников;
  • мутации p53 — до 50% различных видов раковых опухолей, в т. ч. саркомы;

В норме действуют защитные механизмы против развития мутировавших клеток. Дефект в гене-суппрессоре опухоли «выключает» их

Всего изучено влияние нескольких десятков протоонкогенов и опухолевых супрессоров на канцерогенез.

Зачем столько сложностей и как они продлевают жизнь пациентам

Каждая найденная в протоонкогене или гене-супрессоре мутация — это причина «суперспособностей» раковой клетки, типа пренебрежения к апоптозу и умения скрываться от иммунитета. Но одновременно — это и ее потенциально слабое место.

Зная, в чем причина особенностей механизма работы опухоли — можно найти вещество, которое этот механизм «заклинит», прервет цепь патологических реакций в клетке. Т. е., специфические мутации в опухоли — указывают мишень, по которой врачи «бьют» лекарством. Этот принцип позволил разработать таргетную терапию.

Таргетная терапия — название целой ветви эффективной лекарственной терапии рака — родилось именно от английского слова мишень (target). Таргетные препараты действуют «прицельно» на раковые клетки — потому что мутации в соответствующих генах есть только у них. У здоровых клеток таких мутаций нет — и на них препараты не действуют.

На рисунке ниже — механизм действия таргетного препарата Иматиниб на клетки опухоли с мутацией «филадельфийская хромосома»: слитый ген BCR-ABL. Эта мутация приводит к тому, что в клетке прекращает срабатывать механизм апоптоза — накапливаются ошибки в геноме, клетка перерождается в раковую.

Иматиниб связывается с активным участком молекулы белка BCR-ABL, и блокирует его способность взаимодействовать с остальными молекулами в цепочках сигнальных путей.

Так что таргетные препараты имеют 2 важных преимущества перед классической химиотерапией.

Деление соматических клеток происходит во всех органах и тканях

Более высокая эффективность. Прицельное действие на опухолевые клетки позволяет добиться лучшего «ответа» опухоли на лечение. Например, по сравнению с классическим лечением, добавление таргетного препарата Трастузумаб вместе с химиотерапией при РМЖ с гиперэкспрессией HER2 заметно увеличило частоту «ответов» — 81% против 73%, и частоту полной морфологической ремиссии (исчезновение опухоли) — 43% против 23%

Меньше побочных эффектов. Классические химиопрепараты — с цитотоксическим действием. По сути, токсические вещества, чтобы убить или, по крайней мере, замедлить рост раковых клеток. Сильнее всего они действуют на клетки, которые быстро делятся. Именно поэтому от нее, например, выпадают волосы: это тоже вид активно делящихся клеток, и они «попадают под раздачу». Из-за такого не слишком прицельного действия, химиотерапевтические препараты дают серьезные побочные эффекты: страдают и ЖКТ, и другие органы.

В практике «Медицины 24/7» мы чаще всего назначаем таргетные препараты в составе комплексного лечения: сочетаем и химиотерапию, и таргет, и иммунотерапию.

Так же, как уникален код ДНК у каждого человека — неповторимы и опухоли. Ведь они «рождены» из собственных клеток организма. Не существует опухолей с одинаковыми генно-молекулярными свойствами. Поэтому создать универсальную «таблетку» от рака — принципиально невозможно. Рак — слишком индивидуальное заболевание.

Но и лечение для него должно быть соответствующее — индивидуально подобранное для конкретного пациента — на основе того, что мы определяем мутации в его опухолевых клетках.В совсем недалеком прошлом злокачественные опухоли можно было классифицировать только по гистологии, то есть в зависимости от того, в каком органе они возникли, и как выглядели раковые клетки под микроскопом.

Чтобы эффективно использовать таргетную терапию, этого мало. Врач должен знать, какие мутации есть в опухолевых клетках у конкретного пациента, присутствуют ли в них биомаркеры-«мишени» для того или иного препарата. Персонализированная медицина, как она есть.

Для этого мы и применяем молекулярно-генетические исследования. Чтобы найти «мишени», по которым нужно прицельно бить таргетными и иммунотреапевтическими препаратами — нужно определить, из каких генов собрана ДНК опухоли, и какие гены в ней — «сломаны». В результате:

  • узнаем чувствительность опухоли к препаратам;
  • выясним, есть ли у опухоли устойчивость к определенным лекарствам;
  • обнаружим генетические особенности, которые дают гиперчувствительность к препаратам;
  • подберем новое лечение, если опухоль перестала отвечать на стандартную терапию;
  • обнаружим опухоль/метастаз на очень ранней стадии — по обрывкам ее ДНК в крови;
  • можем прогнозировать благоприятное или агрессивное течение заболевания.

Образцом выступает чаще всего ткань опухоли, либо взятая во время операции по удалению первичного очага, либо биопсия — микроскопический кусочек опухоли берут специальной тонкой длинной иглой.

Можно поискать ДНК опухолевых клеток в крови — тогда нужна так называемая жидкостная биопсия, две пробирки с кровью по 8,5 мл.

После получения молекулярно-генетического профиля опухоли — начинается его анализ

  1. Возможность применения заведомо эффективных препаратов;
  2. Определение видов терапии, которые, возможно, не рассматривались в стандартных протоколах;
  3. Определение препаратов, которые не следует применять в отношении исследуемой опухоли, несмотря на и возможное присутствие в стандартных протоколах лечения.

Научная лаборатория молекулярной онкологии является ведущим коллективом в стране в области генетических исследований опухолей человека. Лаборатория является одним из немногих научных коллективов в стране, сумевшим внедрить методы молекулярной диагностики в повседневную онкологическую практику.

Материально-техническое оснащение лаборатории соответствует высоким стандартам молекулярно-генетических исследований. Проекты исследования сотрудников лаборатории поддерживаются Российским научным фондом (РНФ), Российским фондом фундаментальных исследований (РФФИ) и другими организациями. 

Наряду с гистологическим и иммуногистохимическим  исследованиями новообразований, молекулярно-генетические исследования рака все более плотно входят в арсенал врачей-онкологов.

Среди проводимых исследований опухолевых тканей молекулярно-генетические с каждым годом прибавляют свою долю.

И необходимость подобного рода анализов будет только расти.

Главным образом, выявление мутации генов необходимо для назначения дальнейшей таргетной терапии рака.

Это связано с тем, что использование подавляющего большинства таргетных препаратов, предполагает определение некой мишени, на которую будет воздействовать лекарственное средство.

Генетические исследования в онкологии

Молекулярно генетические методы исследования позволяют выявить мутации в генах и определить на основании этого чувствительность опухоли к тем или иным таргетным препаратам.

В статье мы рассмотрим цели исследования для разных видов злокачественных новообразований.

Если же говорить о том, как происходит это исследование с точки зрения больного, и что ему для этого нужно сделать, то это выглядит достаточно просто.

На анализ предоставляется фрагмент опухоли, полученный в процессе биопсии либо во время операции.

Подходят фрагменты опухолей, удаленных даже несколько лет назад, при  условии что они должным образом были сохранены (в парафиновых блоках).

В лабораторию нужно предоставить как раз такой парафиновый блок.

Парафиновый блок  представляет из себя небольшой парафиновый слиток, размером с монету.

Врач возьмет фрагмент опухолевой ткани, выделит из него цепочку генов и определит какого рода мутации какого гена присутствуют в данном конкретном новообразовании конкретного пациента.

Далее, на основании полученных данных онколог сможет назначить пациенту подходящий таргетный препарат.

Определение мутации генов при онкологических заболеваниях делаются в лабораториях при крупных клиниках и научно-исследовательских институтах.

Ряд врачей, почему-то, не считает нужным назначать этот анализ, возможно, и потому, что не все лечебные учреждения в состоянии обеспечить пациента препаратами таргетной терапии, которые назначаются по его результатам.

В этом случае инициативу приходиться брать в свои руки больному или его родственникам, а также брать на себя соответствующие финансовые затраты.

Генетические исследования в онкологии

Стоимость большинства из вышеперечисленных исследований находится в диапазоне от 5000 до 15000 рублей (по состоянию на 2017 год).

Как выглядит заключение по итогам анализа

Перед врачом-генетиком ставится цель исследования. Поэтому рассмотрим цели исследования для наиболее частых видов опухолей.

Лимфомы

Есть ряд подтипов В-крупноклеточных лимфом из активированных В-клеток и из В-клеток герминативного центра.

При молекулярно-генетическом исследовании лимфомы определяются мутации с-МYC, ВСL2,  ВСL6, ССND1

От общего уровня активности и от механизмов, которые приводят к гиперэкспрессии указанных генов, зависит прогноз и подход к лечению заболевания.

При раке молочной железы и яичников определяются мутации BRCA1, BRCA2. Полученные результаты имеют прогностическое значение, а также позволяет определить риск заболеть раком молочной железы, если у родственниц есть рак яичников и молочной железы.

Также определяется мутация в случае, если у пациентки есть рак молочной железы или яичников. Эти данные используются для подбора наиболее эффективного лечения.

При этом различные лаборатории могут определить как наиболее часто встречаемые мутации BRCA1, BRCA2, так и выявить все возможные BRCA1,  BRCA2.

Генетические исследования в онкологии

При раке молочной железы методом FISH определяется амплификация HER-2 neu. Это позволяет определить чувствительность опухоли к таргетному препарату «Герцептин».

Также этим методом определяется амплификация TOPO2A. Это необходимо для назначения таких препаратов, как, например, Пертузумаб, Лапатиниб, а также при назначении Герцептина.

Опухоли желудка

Те же самые исследование, а именно HER-2 neu  TOPO2A назначаются для определения чувствительности к Герцептину опухолей желудка.

Также при гастроинтестинальной стромальной опухоли желудка проводится исследование гена c-KIT, а именно 9,11,13,17 экзонов этого гена, а также 12,18 экзонов гена PDGFRa.

При немелкоклеточном раке легкого определяются мутации EGFR. В частности определяются проблемы в 18-м, 19-м и 21 экзонах, а также T790M в 20-м экзоне.

Это необходимо для того, чтобы врач смог определить будут ли таргетные препараты, воздействующие на эпидермальный фактор роста опухоли эффективны для больного.

Также при этой форме рака определяется наличие и уровень  PD-L1. При положительном определении такого белка к пациенту может применять новейший препарат  Атезолизумаб (Тецентрик).

Этот препарат на данный момент считается прорывом в лечении немелкоклеточного рака легкого.

Уротелиальный рак

При уротелиальном раке долгое время не удавалось добиться очень серьезных, прорывных результатов именно в лекарственной терапии.

Генетические исследования в онкологии

С появлением Тецентрика у таких пациентов появилась надежда на успешное лечение. Подробнее о Атезолизумабе читайте по ссылке.

Для определения возможности и эффективности  применения этого препарата необходимо исследование в  клетках опухоли белка  PD-L1.

Также определение PD-L1 и PD-L2  необходимо для назначения препарата  Ниволумаб (Опдиво).

Щитовидная железа

При планировании лечения медуллярного рака щитовидной железы имеет смысл выявление перестроек RET методом FISH, так как перестройки гена RET имеют большое прогностическое значение при этой болезни.

Колоректальный рак

Для лечения этого новообразования фармацевтическими компаниями предложено, пожалуй, самое большое количество таргетных препаратов.

Важно правильно подобрать необходимые. Для этого определяют второй, третий, четвертый экзоны KRAS, второй и третий экзоны NRAS  и мутацию 15-ого экзона BRAF. На основании этого врач подбирает наиболее эффективный таргетный препарат.

Также при колоректальном раке может определяться индекс микросателитной нестабильности (MSI). Этот индекс необязателен при назначении лечения, однако он идет как прогностический фактор. При наличии такой нестабильности лечение будет эффективнее примерно на 15%.

Меланома

Для подбора препаратов таргетной терапии определяется мутация 15 экзона гена BRAF, несколько реже – 11, 13 и 17 экзонов c-KIT, а также 2 и 3 экзонов гена NRAS.

Надо сказать, что при первичной меланоме, как правило, определяются BRAF мутации, c-KIT дополнительно определяются при метастазирующей меланоме.

Генетические исследования в онкологии

Если обнаружатся мутации в  c-KIT, то будут применены дополнительные препараты.

Сейчас при лечении меланомы появляются очень хорошие таргетные препараты, которые позволяют перейти на совершенно другой уровень лечения меланомы, даже метастазированной. Но для этого нужно знать наличие клеточных мутаций.

Саркомы

Молекулярно-генетический анализ используется и при саркомах.

При синовиальной саркоме определяется перестройка SYT. Это исследование необходимо для окончательного подтверждения диагноза.

При саркоме Юинга определяется перестройка EWS.

В интернете вы найдете большое количество лабораторий, которые предлагают свои услуги по определению мутации генов. Вплоть до того, что курьер от лаборатории может взять парафиновый блок у вас, либо вы его можете отправить в лаборатории. Как именно можно отправить, вам разъяснят в лаборатории.

Большинство исследований, которые проводят такие независимые лаборатории, проводятся на базе крупных клиник и НИИ Москвы и Санкт-Петербурга.

Генетические исследования в онкологии

Хорошо зарекомендовала себя лаборатория 62 больницы города Москвы.

Молекулярная генетика в клинической онкологии сейчас активно развивается, однако, некоторые виды исследований, например, определение уровня PDL у нас в стране можно выполнить только в трех центрах, либо за границей.

Молекулярно генетические анализы и таргетная терапия – современные методы диагностики и лечения рака

Цель проведения молекулярно-генетических методов исследования – определение наличия модификаций и изме­нений в некоторых хромосомах, ДНК-участках или генах. Широкое использование на практике этот способ работы с ДНК получил в 70-80 гг. прошлого столетия.

Когда назначают молекулярно-генетические исследования Кому назначают молекулярно-генетические исследования Как проводится молекулярно-генетический тест

Молекулярно-генетические исследования помогают диагностировать:

  1. Моногенные генетические заболевания;
  2. Вероятность развития онкологических болезней;
  3. Наличие факторов, провоцирующих мультифакторные болезни.

Определение риска развития онко-процессов при помощи молекулярно-генетического исследования выявляет:

  • Риск развития рака желудка и щитовидной железы;
  • Вероятность возникновения рака толстой кишки и ранних стадий этого заболевания;
  • Генетическую предрасположенность к развитию рака тела матки, яичников, молочной и предстательной железы;
  • Наличие рекомбинации генов ABL/BCR, выявляемых при лейкозах;
  • Наличие предпосылок, обеспечивающих эффективность противоопухолевой терапии гефатинибом при наличии немелко-клеточного рака .

Что такое методы молекулярной диагностики?

Генетические исследования в онкологии

Успехи в исследовании генома человека привели к созданию ряда новых медицинских направлений. Уже никого не удивляют фразы «Генетическое разнообразие человека», «Функциональная геномика», «Этические, правовые и социальные аспекты исследований генома человека».

«Генетизация» медицина произвела революционный переворот в изучении наследственных болезней, сложных инфекционных заболеваний, внедрению молекулярно-генетических технологий в медицине.

Хорошо известны практические достижения молекулярной медицины, напрямую связанные с широким внедрением новых молекулярных технологий для решения медицинских задач:

  • созданы уникальные методы молекулярной диагностики;
  • появилась геномная дактилоскопия, предиктивная медицина (предсказательная);
  • созданы фармакогеномика и генотерапия.

Характерными особенностями всего направления молекулярной медицины являются:

  • индивидуальный подход к больному, который гарантируют молекулярно генетические методы диагностики;
  • уникальный выбор стратегии профилактики, лечения больных, основывающиеся на генетических особенностях и уникальности каждого субъекта;
  • предупредительный (предиктивный) характер молекулярной медицины, поскольку профилактика и лечение может начинаться заблаговременно, до появления реальной клинической картины патологического процесса.

Локализация и клонирование существующих последовательностей кДНК генов (комплементарных, синтезированных) предоставляет медикам принципиально новые возможности в диагностике наследственных заболеваний.

Используемые методы молекулярной диагностики позволяют исследовать различные формы одного и того же гена, образовавшиеся в результате мутации, как у самих пациентов, так и членов их семей. Исследованию могут быть подвергнуты и предполагаемые гетерозиготные носители патологических мутаций (пациенты, в потомстве которых четко видно расщепление признаков).

Молекулярная диагностика широко применяется в перинатальной практике, поскольку исследования с использованием молекулярных методов анализа проводятся на самой ранней стадии развития плода.

Точная и ранняя диагностика дает возможность выявить патологию до появления биохимических и клинических симптомов болезни. Досимптоматическая диагностика позволяет разработать тактику лечения, начать проведение упреждающей терапии.

Кроме того, молекулярно-генетический анализ позволяет эффективно выявить гетерозиготных носителей в семьях высокого риска, что стало важным фактором своевременной и эффективной профилактики наследственных болезней.

Несомненными преимуществами молекулярного медицинского анализа являются:

  • универсальность;
  • возможность использовать в исследованиях любые ДНК-содержащие ткани или клетки, причем анализ может быть произведен на любых стадиях индивидуального развития организма (онтогенеза), хоть с момента оплодотворения.

Молекулярно-генетические методы диагностики – это большая группа методов, предназначенных для определения вариаций в структуре изучаемого участка ДНК (аллеля, гена, региона хромосомы). Современные технологии позволяют даже расшифровать последовательность оснований.

В основу данных методов положены манипуляции, выполняемые с ДНК и РНК, а именно:

  1. Получение образцов ДНК либо РНК, что является начальным этапом исследований, что осуществляется:
    • путем выделения всей ДНК (тотальной или геномной) из предоставленного для анализа клеточного материала;
    • накопление определенных фрагментов, которые должны быть использованы в последующем анализе.
  2. Ферментативное разделение сложных цепочек дезоксирибонуклеиновой кислоты на отдельные фрагменты, представляющие из себя последовательность нуклеотидов различного размера (рестрикция ДНК) – является необходимым этапом в молекулярно-генетической диагностике.
  3. Электрофорез фрагментов ДНК, благодаря чему достигается разделение фрагментов для последующего исследования.
  4. Визуализация и идентификация фрагментов ДНК.
Своеобразной революцией в молекулярной диагностике стала разработка технологии полимеразной цепной реакции. Принцип ПЦР метода заключается в многократном удвоение ДНК/РНК, осуществляемом в лаборатории с помощью ферментов. Таким образом, образуется достаточное количество исследуемого материала для визуального анализа.

При проведении ПЦР – сущность метода позволяет копировать лишь участки ДНК/РНК, соответствующие заранее заданным параметрам, становится доступным не только высокоточная диагностика наследственных болезней.

Диагностика инфекций методом ПЦР позволяет выявить на ранней стадии:

  • ВИЧ-инфекцию и гепатиты А, В, С, G;
  • вирус герпеса, 1 и 2 типов;
  • мононуклеоз и цитомегаловирусную инфекцию;
  • туберкулез;
  • онкогенные вирусы (папиллома);
  • листериоз, кандидоз, боррелиоз;
  • инфекции, передающиеся половым путем (хламидиоз, трихомониаз, микоплазмоз, уреаплазмоз);
  • клещевой энцефалит; хеликобактерную инфекцию.

Для диагностики хламидиоза широко применяется также метод лигазной цепной реакции (ЛЦР). В этом случае используется способность ДНК-лигаз восстанавливать фосфодиэфирные связи в одноцепочечных разрывах двухцепочечных молекул ДНК.

Метод лигазной цепной реакции широко используется при анализе урогенитальных, эндоцервикальных образцов. Особенно эффективен этот метод для выявления хламидиоза в моче у женщин. Надежность диагностики очень высокая, до 99%.

СЕВЕРНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КУРС КЛИНИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРНОЙ ДИАГНОСТИКИ

Руководитель курса

Генетические исследования в онкологии

Проф. Воробьёва Н.А

Выполнила

врач-интерн КДЛ

Петрова Л.В

г. Архангельск2009 г.

Оглавление

Введение

Врождённая наследственная патология вносит всё более возрастающий вклад в структуру младенческой смертности, детской заболеваемости и инвалидности. Глубокие изменения в деятельности ведущих органов и систем детского организма, возникающие вследствие генетически детерминированных состояний, способствуют формированию ранних повреждений у детей.

В решении проблемы предупреждения врождённых и наследственных заболеваний у детей, и в первую очередь 2 основных групп заболеваний – врождённых пороков развития (ВПР) и хромосомных аномалий, большая роль принадлежит научно-практическим учреждениям медико-генетического профиля – медико-генетическим консультациям (МГК) местного и регионального масштаба, обеспечивающим практическую реализацию профилактических мероприятий.

I. Прегаметический

· охрана репродуктивного здоровья;

· охрана окружающей среды;

II. Презиготический

· МГК;

· искусственная инсеминация;

· периконцепционная профилактика;

Генетические исследования в онкологии

III. Пренатальный

· внедрение всех видов пренатальной диагностики;

IV. Постнатальный

· ранняя идентификация патологии;

· лечение;

· профилактика инвалидизирующих расстройств.

Характерными особенностями молекулярной медицины как медицины, основанной на расшифровке генома человека, является её индивидуальный характер. Она направлена на коррекцию патологического процесса у вполне конкретного человека с учётом уникальных особенностей вполне конкретного генома.

Её другая важная особенность – выраженная профилактическая направленность. Полные сведения о геноме могут быть получены задолго до начала заболевания.

Отсюда соответствующие коррективы и профилактические мероприятия могут полностью ликвидировать или в значительной мере предупредить развитие тяжёлого заболевания.

Внедрение молекулярной медицины в практическое здравоохранение требует овладения знаниями молекулярной биологии и генетики не только учёными всех разделов медицинской науки, но и врачами разных специальностей, в том числе акушерами и гинекологами.

1 Актуальность темы

В условиях улучшения медицинского обслуживания всё больше больных с наследственными заболеваниями достигают репродуктивного возраста и претендуют на возможность иметь здоровое потомство.

Однако у женщин с наследственными заболеваниями течение беременности и родов нередко осложнено, т.к. в этот период меняются клинические проявления многих наследственных заболеваний, чаще в худшую сторону.

В таких случаях нередко нарушается процесс вынашивания беременности и развития плода.

Значительную долю больных гинекологической клиники составляют пациентки с нарушениями менструальной и генеративной функций.

Участие хромосомных и генных мутаций в генезе значительной части заболеваний несомненно.

Выявление наследственного генеза нарушений репродуктивной системы позволяет оптимально проводить их коррекцию, а в ряде случаев прекратить безуспешную борьбу с бесплодием и сохранить здоровье женщины.

Перечисленные выше факторы требуют создания в ведущих клинических центрах акушерства и гинекологии медико-генетической службы. Основным направлением работы отделения клинической генетики является профилактика врожденной и наследственной патологии у плода и новорожденного.

– возраст беременной старше 35 лет;

– нарушения менструальной и генеративной функций, в том числе привычное невынашивание беременности;

– наличие в семье или в родословной ребенка с врожденным пороком развития, хромосомным и моногенным синдромом, антенатальная гибель плода, мертворождение;

Сложность в том, что каждая опухоль уникальна по своему набору «мишеней»-мутаций

Там из образца выделяют опухолевую ДНК и секвенируют ее. То есть — «прочитывают» последовательность «букв»-нуклеотидов. А затем сравнивают с диагностической панелью, отобранной из базы библиотек — уже расшифрованных геномов тысяч других людей. Панель подбирают под каждого пациента — с учетом анамнеза и клинических данных. Все это, разумеется, делают автоматические секвенаторы и компьютер.

И если 20 лет назад «чтение» генома занимало месяцы, требовало медленной и сложной расшифровки, то сегодня в лаборатории, с которой мы сотрудничаем, делают анализ за несколько рабочих дней.

Причем применяют сразу несколько методов: секвенирования нового поколения (NGS), секвенирование по Сэнгеру и метод флуоресцентной гибридизации (FISH). Вместе они позволяют прочесть всю последовательность ДНК опухоли, выяснить драйверные мутации — то есть те, которые запустили злокачественный процесс и теперь могут быть мишенью для таргетной терапии — и даже визуализировать весь кариотип (хромосомный набор).

Под стрелкой слева — слияние красного и зеленого сигнала — свидетельство о слияния генетического материала хромосом 9 и 22 с образованием химерной филадельфийской хромосомы.

Кроме того, в полном молекулярно-генетическом исследовании обязательно определяют микросателлитную нестабильность (MSI, microsatellite instability) — нарушение в работе механизма репарации ДНК, которые приводят к быстрому накоплению мутаций в клетках. Этот фактор позволяет делать прогноз по поводу дальнейшего течения заболевания.

После получения молекулярно-генетического профиля опухоли — начинается его анализ

В зависимости от запроса, такое исследование может занимать от 5 до 15 рабочих дней: одному пациенту нужно просто определить тип опухоли и уточнить рекомендованную терапию — достаточно проверить наличие базового набора из 20 мутаций ДНК по рекомендациям мировых онкологических ассоциаций. А другому, с редким диагнозом или резистентностью к стандартному лечению — нужно составить «молекулярный паспорт» опухоли, а для этого — секвенировать 400 генов.

В итоге, в первой части отчета прописаны все найденные мутации в опухоли пациента, и таргетные препараты, которые будут наиболее эффективны в данном случае. Указана таргетная терапия, одобренная для данного типа опухолей с обнаруженными мутациями, и таргетная терапия, которая одобрена для лечения других типов рака с теми же мутациями. У нас в практике были случаи, когда назначались препараты именно второго порядка, off-label — и хорошо действовали.

Далее сотрудники лаборатории проводят огромную работу по мониторингу научных исследований, которые могут быть значимы в случае с данным пациентом.

Во второй части отчета находится обзор существующих на тот момент исследований с подробными данными о частоте встречаемости данной мутации, о действии разных препаратов и о возможности использовать тот или иной вид таргетной терапии при выявленных мутациях. Это помогает составить хотя бы приблизительный прогноз для пациента.

В третьей части отчета собраны актуальные клинические исследования, в которых пациент может принять участие, чтобы получить экспериментальное лечение. Это самый последний запасной способ, но знать о нем все подробности — полезно для спокойствия пациента.

В итоге, из этого отчета врач получает максимально полный молекулярно-генетический профиль злокачественной опухоли. У него есть информация что именно лечим, какую конкретно поломку в клетке. Есть самое «свежее» понимание, какие препараты сегодня уже одобрены или доступны для использования в рамках клинических исследований.

Отчет получается довольно увесистым — 30 страниц захватывающего чтения

Проблемы методики

Опухоли неоднородны. Они состоят из разных клеток, которые могут отличаться весьма значительно. И, например, в 80% клеток опухоли мутация определенного гена присутствует, а 20% клеток поделились с другим распределением хромосом — и остались немутировавшими. Да, мы назначаем препарат по результатам молекулярно-генетического теста, и против 80% опухолевых клеток он сработает эффективно, но для оставшихся 20% нужно будет придумывать другое лечение.

Некоторые виды рака более-менее гетерогенны, например, РМЖ. А некоторые опухоли, такие как саркомы, напоминают по структуре винегрет. Это затрудняет и диагностику, и лечение: нельзя заранее узнать, в какой части опухоли какие клетки, сколько их видов, как сильно они отличаются. И нельзя, грубо говоря, взять 10 образцов из разных мест опухоли — по ним придется сделать 10 отдельных генетических исследований.

До 30% таргетных и иммунопрепаратов в России назначается без соответствующего обоснования — без исследований генетики опухоли. И часть этих лекарств оказывается пустой тратой средств бюджета и денег пациента, потому что назначать таргетное лечение без понимания генетики опухоли — это рулетка: зарегистрировано более 600 препаратов. Например, для рака молочной железы есть пять протоколов лечения, в зависимости от мутации гена HER2/Neu.

В западной медицине определение генетического профиля опухоли уже становится стандартом лечения. Для российских онкопациентов молекулярно-генетические тестирования — все еще редкий случай, к сожалению — для бюджетной медицины это пока дорого. Но есть надежда, что все изменится к лучшему. Если сейчас оно стоит 600 тыс. руб.

Большинство онкологов в России НЕ используют молекулярно-генетические тесты. Потому что не имеют достаточного опыта работы с ними и специфических знаний. Не получится просто открыть отчет и «списать» оттуда лечение. Нужно принимать во внимание множество факторов, понимать, как все эти многочисленные мутации влияют друг на друга, на рост опухоли, на потенциальную индивидуальную переносимость пациентом препарата и т. п.

Поэтому мало просо сделать генетический тест, нужно уметь понять результаты и сделать верные выводы. Мы с коллегами чаще всего сначала изучаем отчет сами (бывает, приходится посидеть над ним дома, в тишине после работы) — а потом еще и собираем консилиум, принимаем коллегиальное решение.

Необходимо продумывать комбинации из таргетных препаратов, уметь сочетать их химиотерапевтическими лекарствами, предусматривать возможные побочные эффекты таких «коктейлей». Это довольно сложная задача — и врач должен быть очень мотивирован постоянно учиться.

Но хорошие истории пациентов, честно говоря, всегда мотивируют лучше всего.

Сейчас у нас есть пациентка, 48 лет, с рецидивирующей глиобластомой (агрессивная опухоль мозга). К нам она попала после того, как прошла две линии терапии в государственном онкоцентре. Там все делали правильно, проводили лучевую терапию и назначали таргетный препарат, но опухоль все равно вернулась.

Мы предложили ей полное молекулярно-генетическое тестирование. Да, оно стоит 600 тыс. рублей, сокращенный вариант, за 250, в ее случае не подошел — нужно было расширенное тестирование, с максимально полным набором мутаций.

Но по результатам обследования назначили ей препарат, который предназначен обычно для лечения немелкоклеточного рака легкого. Он эффективен против опухолей с мутацией EGRF — у нашей пациентки глиобластома была именно с этой мутацией.

Женщина ходит к нам лечиться и наблюдаться уже 4 года. Это в 5 раз дольше, чем при стандартной терапии. Причем, она самостоятельна, живет эти 4 года обычной жизнью, ходит на работу и собирается дождаться внуков.

Так что, хоть нам в «Медицине 24/7» и приходится все время держать мозги в тонусе, разбираться в новых и новых исследованиях генетических мутаций — результаты определенно того стоят.

Будьте здоровы.

Материал подготовлен кандидатом медицинских наук, врачом-онкологом, заместителем главного врача по лечебной работе клиники «Медицина 24/7» Антоном Александровичем Ивановым по материалам открытых источников.

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

Adblock detector