Раннее выявление рака имеет большое значение, поскольку выживаемость больных значительно увеличивается, если заболевание идентифицируется на начальных стадиях. Однако ранних скрининговых тестов немного, и они существуют лишь для нескольких типов рака (маммография, анализ на простатспецифический антиген, колоноскопия, цитология шейки матки). Перспективен анализ циркулирующей опухолевой ДНК в плазме крови (жидкая биопсия). Однако ее применению для скрининга на онкозаболевания препятствует небольшое количество опухолевой ДНК в крови на ранних стадиях рака.
Новый тест на основе анализа крови, который обнаруживает маркеры рака намного раньше традиционных диагностических методов, предложила команда исследователей из Фуданьского университета (Шанхай) и стартапа Singlera Genomics (Сан-Диего, Шанхай). Задачу облегчало то, что у них имелся доступ к образцам крови пациентов, взятым за годы до того, как им поставили онкологический диагноз.
Образцы были собраны в рамках 10-летнего лонгитюдного исследования, начатого Фуданьским университетом в 2007 году. Исследование проводилось в округе Тайчжоу провинции Чжэцзян. Каждый из участников сдавал образцы крови в течение 10 лет и проходил регулярные проверки состояния здоровья. Всего на сегодня проект собрал более 1,6 миллиона образцов от 123 115 человек.
Авторы работы, опубликованной в Nature Communications, исследовали образцы плазмы крови людей, у которых впоследствии было диагностировано онкозаболевание, а также здоровых людей из той же когорты. Проанализировали образцы от 605 бессимптомных лиц, у 191 из которых в следующие четыре года диагностировали один из пяти видов рака (колоректальный, рак желудка, пищевода, легкого и печени); образцы от 223 больных раком, взятые после постановки диагноза, и 200 образцов первичной опухоли и нормальной ткани.
Кун Чжан, один из авторов статьи, профессор и заведующий кафедрой биоинженерии в Калифорнийском университете (Сан-Диего), более десяти лет вместе с коллегами разрабатывает методы выявления рака, основанные на анализе метилирования ДНК. Эти методы отличают раковую ДНК по сигнатуре метилирования, то есть присутствию или отсутствию метильных групп у цитозинов, с которыми соседствуют гуанины (сайты CpG).
Исследователи определили набор сайтов CpG, дифференциально метилированных при онкозаболеваниях, используя данные из Атласа генома рака (TCGA) и других источников. Они собрали панель из 595 областей генома, включающих более 10 тысяч сайтов метилирования. Для исследования образцов плазмы использовали особый метод построения библиотеки с полутаргетной ПЦР (один акт лигирования и один праймер на ампликон), чтобы повысить чувствительность.
Чжан стал соучредителем Singlera Genomics (сейчас он научный консультант компании). Стартап Singlera владеет лицензией на созданную им технологию и занимается улучшением и коммерциализацией тестов для раннего обнаружения рака, включая тест под названием PanSeer, который исследовали в данной работе.
Тест PanSeer выявил рак в 95% образцов от людей, у которых был диагностирован рак через 1–4 года после взятия крови. Он также выявил рак в 88% образцов пациентов, которым уже был поставлен диагноз, и верно определил отсутствие рака в 95% случаев.
«Конечной целью может быть регулярное проведение подобных анализов крови во время ежегодных медицинских осмотров», — отмечает Кун Чжан. Задача, актуальная уже сейчас, — регулярное тестирование людей с высоким риском, например, с семейной историей онкозаболеваний.
Исследователи подчеркивают, что PanSeer вряд ли предскажет развитие рака у человека, полностью здорового на момент взятия крови. Он выявляют пациентов, у которых уже есть новообразования, не обнаруженные существующими методами диагностики. Необходимы дальнейшие крупномасштабные лонгитюдные исследования, чтобы подтвердить потенциал теста для раннего выявления рака.
