stringtranslate.com

Циркулирующая опухолевая ДНК

Циркулирующая опухолевая ДНК (ctDNA) обнаруживается в сыворотке и плазменных фракциях крови . Механизм высвобождения ctDNA неизвестен, хотя были выдвинуты гипотезы об апоптозе , некрозе и активной секреции из опухолевых клеток. После выделения ctDNA ее можно секвенировать для мутационного анализа.

Циркулирующая опухолевая ДНК (ctDNA) — это фрагментированная ДНК, полученная из опухоли в кровотоке, которая не связана с клетками. ctDNA не следует путать с бесклеточной ДНК ( cfDNA ), более широким термином, который описывает ДНК, свободно циркулирующую в кровотоке, но не обязательно опухолевого происхождения. Поскольку ctDNA может отражать весь геном опухоли , она приобрела популярность благодаря своей потенциальной клинической полезности; « жидкие биопсии » в виде заборов крови могут проводиться в различные временные точки для мониторинга прогрессирования опухоли на протяжении всего курса лечения. [1] [2]

Недавние исследования заложили основу для вывода экспрессии генов из cfDNA (и ctDNA), при этом EPIC-seq стал заметным достижением. [3] Этот метод существенно поднял планку для неинвазивного вывода уровней экспрессии отдельных генов, тем самым расширив применимость анализа для характеристики заболеваний, гистологической классификации и мониторинга эффективности лечения. [3] [4] [5]

ctDNA происходит непосредственно из опухоли или из циркулирующих опухолевых клеток (CTCs), [6] , что описывает жизнеспособные, неповрежденные опухолевые клетки, которые отделяются от первичных опухолей и попадают в кровоток или лимфатическую систему. Точный механизм высвобождения ctDNA неясен. Биологические процессы, которые, как предполагается, участвуют в высвобождении ctDNA, включают апоптоз и некроз из умирающих клеток или активное высвобождение из жизнеспособных опухолевых клеток. [7] [8] [9] [10] [11] Исследования как на людях (здоровых, так и на больных раком) [12] и на мышах с ксенотрансплантацией [13] показывают, что размер фрагментированной cfDNA преимущественно составляет 166 п.н., что соответствует длине ДНК, обернутой вокруг нуклеосомы плюс линкер. Фрагментация этой длины может указывать на апоптотическую фрагментацию ДНК , предполагая, что апоптоз может быть основным методом высвобождения ctDNA. Фрагментация cfDNA изменяется в плазме больных раком. [14] [15] В здоровой ткани инфильтрирующие фагоциты отвечают за очистку апоптотических или некротических клеточных остатков, включая cfDNA. [16] ctDNA у здоровых пациентов присутствует только в низких концентрациях, но более высокие уровни ctDNA у онкологических больных могут быть обнаружены с увеличением размеров опухоли. [17] Это, возможно, происходит из-за неэффективной инфильтрации иммунных клеток в опухолевые участки, что снижает эффективное очищение ctDNA из кровотока. [16] Сравнение мутаций в ctDNA и ДНК, выделенной из первичных опухолей тех же пациентов, выявило наличие идентичных генетических изменений, связанных с раком. [18] [19] Это привело к возможности использования ctDNA для более раннего выявления рака и последующего лечения. [20]

Методы

Предварительные аналитические соображения

Когда кровь собирается в пробирки с ЭДТА и хранится, лейкоциты начинают лизироваться и высвобождать геномную ДНК дикого типа в образец в количествах, обычно во много раз превышающих количество ctDNA. [21] Это затрудняет обнаружение мутаций или других биомаркеров ctDNA. [22] Использование коммерчески доступных пробирок для стабилизации клеток может предотвратить или отсрочить лизис лейкоцитов, тем самым уменьшая эффект разбавления ctDNA. [23] Шервуд и др. продемонстрировали превосходное обнаружение мутаций KRAS в соответствующих образцах, собранных как в пробирках с ЭДТА K3, так и в пробирках Streck BCT. [23] Преимущества пробирок для стабилизации клеток могут быть реализованы в ситуации, когда кровь не может быть немедленно переработана в плазму.

Другие процедуры также могут уменьшить количество «загрязняющей» ДНК дикого типа и сделать обнаружение цДНК более осуществимым: [23]

Извлечение цДНК

Главное преимущество анализа ctDNA заключается в том, что он извлекается неинвазивным способом посредством забора крови. Для получения cfDNA или ctDNA обычно требуется сбор приблизительно 3 мл крови в пробирки, покрытые EDTA . Использование EDTA важно для снижения коагуляции крови. Фракции плазмы и сыворотки крови можно разделить с помощью этапа центрифугирования. ctDNA или cfDNA могут быть впоследствии извлечены из этих фракций. Хотя сыворотка, как правило, имеет более высокие уровни cfDNA, это в первую очередь связано с ДНК из лимфоцитов. [25] Высокие уровни загрязнения cfDNA являются неоптимальными, поскольку это может снизить чувствительность обнаружения ctDNA. Поэтому в большинстве исследований для выделения ctDNA используется плазма. Затем плазма снова обрабатывается центрифугированием для удаления остаточных неповрежденных клеток крови. Супернатант используется для извлечения ДНК, которое можно выполнить с помощью коммерчески доступных наборов. [ необходима цитата ]

Анализ цДНК

Анализ ctDNA после извлечения требует использования различных методов амплификации и секвенирования. Эти методы можно разделить на две основные группы в зависимости от того, является ли целью опрос всех генов в нецелевом подходе или цель заключается в мониторинге определенных генов и мутаций в целевом подходе. [ необходима цитата ]

Нецелевые подходы

Для обнаружения новых мутаций в ДНК опухоли при мониторинге бремени болезни или отслеживании устойчивости к лекарствам могут потребоваться подходы секвенирования всего генома или всего экзома. [26] Нецелевые подходы также полезны в исследованиях для наблюдения за гетерогенностью опухоли или для обнаружения новых мишеней для лекарств. Однако, хотя нецелевые методы могут быть необходимы в определенных приложениях, они более дороги и имеют более низкое разрешение. Это затрудняет обнаружение редких мутаций или ситуаций, когда присутствуют низкие уровни ctDNA (например, минимальная остаточная болезнь). Кроме того, могут возникнуть проблемы с различением ДНК из опухолевых клеток и ДНК из нормальных клеток при использовании подхода с использованием всего генома. [ необходима цитата ]

Секвенирование всего генома или экзома обычно использует высокопроизводительные технологии секвенирования ДНК . Ограничение секвенирования только всем экзомом может снизить расходы и увеличить скорость, но за счет потери информации о мутациях в некодирующих регуляторных областях ДНК. [27] Хотя простое изучение полиморфизмов ДНК посредством секвенирования не отличает ДНК от опухолевых или нормальных клеток, эту проблему можно решить путем сравнения с контрольным образцом нормальной ДНК (например, ДНК, полученной с помощью буккального мазка ). Важно, что секвенирование всего генома и всего экзома полезно для первоначального обнаружения мутаций. Это дает информацию для использования более чувствительных целевых методов, которые затем можно использовать для целей мониторинга заболеваний.

Секвенирование всего генома позволяет восстановить структурные свойства cfDNA, размер фрагментов и их паттерны фрагментации. Эти уникальные паттерны могут быть важным источником информации для улучшения обнаружения ctDNA или локализации ткани происхождения этих фрагментов. [28] Выбор размера коротких фрагментов (<150bp) с помощью методов in vitro или in silico может улучшить восстановление мутаций и аберраций числа копий. [15]

Цифровое кариотипирование

Этот метод был первоначально разработан лабораторией Берта Фогельштейна , Луиса Диаса и Виктора Велкулеску в Университете Джонса Хопкинса . [29] В отличие от обычного кариотипирования , где краситель используется для окрашивания хромосомных полос с целью визуализации хромосом, цифровое кариотипирование использует последовательности ДНК локусов по всему геному для расчета вариации числа копий . [29] Вариации числа копий распространены при раковых заболеваниях и описывают ситуации, когда потеря гетерозиготности гена может привести к снижению функции из-за более низкой экспрессии или дупликации гена, что приводит к сверхэкспрессии.

Персонализированный анализ переставленных концов

После того, как весь геном секвенирован с использованием высокопроизводительного метода секвенирования, такого как Illumina HiSeq, к данным применяется персонализированный анализ перестроенных концов (PARE) для анализа хромосомных перестроек и транслокаций. Первоначально эта техника была разработана для анализа ДНК солидных опухолей, но была модифицирована для приложений ctDNA. [29]

Метилирование и гидроксиметилирование ДНК

Правильная эпигенетическая маркировка необходима для нормальной экспрессии генов и функционирования клеток, а аберрантные изменения в эпигенетических паттернах являются отличительной чертой рака. [30] Нормальный эпигенетический статус поддерживается в клетке, по крайней мере частично, посредством метилирования ДНК . [31] Измерение аберрантных паттернов метилирования в ctDNA возможно благодаря стабильному метилированию областей ДНК, называемых « островками CpG ». Метилирование ctDNA можно обнаружить с помощью обработки бисульфитом . Обработка бисульфитом химически преобразует неметилированные цитозины в урацил, оставляя метилированные цитозины немодифицированными. Затем ДНК секвенируют, и можно идентифицировать любые изменения в паттерне метилирования ДНК. Гидроксиметилирование ДНК является аналогично связанной меткой, которая, как было показано, является прогностическим маркером здоровых и болезненных состояний в cfDNA, включая рак. [32] [33] )

Целевые подходы

При целевом подходе секвенирование ctDNA может быть направлено на генетическую панель, созданную на основе мутационных горячих точек для интересующего рака. Это особенно важно для информирования о лечении в ситуациях, когда мутации идентифицированы в мишенях, поддающихся лечению лекарственными средствами. [27] Персонализация целевого анализа ctDNA для каждого пациента также возможна путем объединения жидких биопсий со стандартными первичными биопсиями тканей. Полногеномное или полноэкзомное секвенирование первичной биопсии опухоли позволяет обнаружить генетические мутации, специфичные для опухоли пациента, и может использоваться для последующего целевого секвенирования ctDNA пациента. Самая высокая чувствительность обнаружения ctDNA достигается посредством целевого секвенирования определенных однонуклеотидных полиморфизмов (SNP). Часто мутирующие гены, такие как онкогены, которые обычно имеют мутации горячих точек, являются хорошими кандидатами для подходов целевого секвенирования. Напротив, большинство генов-супрессоров опухолей имеют широкий спектр возможных мутаций потери функции по всему гену и, как таковые, не подходят для целевого секвенирования. [ необходима цитата ]

Целевые подходы имеют преимущество амплификации ctDNA посредством полимеразной цепной реакции (ПЦР) или цифровой ПЦР . Это особенно важно при анализе ctDNA не только потому, что в кровотоке циркулирует относительно низкий уровень ДНК, но и потому, что ctDNA составляет небольшую долю от общего количества выделенной бесклеточной ДНК. [27] Таким образом, амплификация интересующих областей может радикально повысить чувствительность обнаружения ctDNA. Однако амплификация посредством ПЦР может вносить ошибки, учитывая присущий ДНК-полимеразам уровень ошибок. Ошибки, вносимые во время секвенирования, также могут снижать чувствительность обнаружения мутаций ctDNA. [ необходима цитата ]

Капельная цифровая полимеразная цепная реакция

Капельная цифровая ПЦР (ddPCR) происходит от цифровой полимеразной цепной реакции , первоначально названной группой Берта Фогельштейна в Университете Джонса Хопкинса . Капельная цифровая ПЦР использует генератор капель для разделения отдельных фрагментов ДНК на капли с использованием эмульсии масло/вода. Затем в каждой капле происходят отдельные полимеразные цепные реакции с использованием выбранных праймеров против областей ctDNA и продолжается до конечной точки. Наличие интересующих последовательностей измеряется флуоресцентными зондами, которые связываются с амплифицированной областью. ddPCR позволяет проводить высококоличественную оценку частот аллелей и мутантов в ctDNA, но ограничена количеством флуоресцентных зондов, которые можно использовать в одном анализе (до 5). [34] Чувствительность анализа может варьироваться в зависимости от количества анализируемой ДНК и составляет около 1 из 10 000. [34] Специфичность следует повышать за счет использования либо модифицированных зондов, связывающих малую бороздку (MGB), либо альтернативных вариантов, таких как запертые нуклеиновые кислоты (LNA).

Бусины, эмульгирование, усиление и магнетизм

Бусины, эмульгирование, амплификация и магниты (BEAMing) — это метод, который основан на цифровой ПЦР капель для идентификации мутаций в ctDNA с помощью проточной цитометрии. [35] После того, как ctDNA извлечена из крови, ПЦР выполняется с праймерами, разработанными для нацеливания на интересующие регионы. Эти праймеры также содержат определенные последовательности ДНК или метки. Амплифицированная ДНК смешивается с покрытыми стрептавидином магнитными шариками и эмульгируется в капли. Биотинилированные праймеры, разработанные для связывания с метками, используются для амплификации ДНК. Биотинилирование позволяет амплифицированной ДНК связываться с магнитными шариками, которые покрыты стрептавидином. После завершения ПЦР связанные с ДНК шарики разделяются с помощью магнита. Затем ДНК на шариках денатурируют и дают ей гибридизоваться с флуоресцентными олигонуклеотидами, специфичными для каждой матрицы ДНК. Затем полученные комплексы шарик-ДНК анализируются с помощью проточной цитометрии. Эта техника способна захватывать частоты аллелей и мутаций благодаря сопряжению с ddPCR. Однако, в отличие от ddPCR, большее количество последовательностей ДНК может быть исследовано благодаря гибкости использования флуоресцентно связанных зондов. Еще одним преимуществом этой системы является то, что изолированная ДНК также может быть использована для секвенирования ниже по течению. [36] Чувствительность составляет от 1,6 в 10 4 до 4,3 в 10 5 . [34]

Персонализированное профилирование рака с помощью глубокого секвенирования

Персонализированное профилирование рака с помощью глубокого секвенирования (CAPP-Seq) было первоначально описано группами Эша Ализаде и Максимилиана Дина в Стэнфордском университете . Этот метод использует биотинилированные олигонуклеотидные селекторные зонды для нацеливания последовательностей ДНК, имеющих отношение к обнаружению ctDNA. [37] Публично доступные базы данных по раку были использованы для создания библиотеки зондов против рецидивирующих мутаций при раке путем вычисления их индекса рецидива. Протокол был оптимизирован для низких уровней ДНК, наблюдаемых в коллекции ctDNA. Затем изолированная ДНК подвергается глубокому секвенированию для повышения чувствительности. Этот метод позволяет исследовать сотни участков ДНК. Сообщается, что чувствительность обнаружения ctDNA с помощью CAPP-Seq составляет 2,5 молекулы на 1 000 000. [38]

Помечено как глубокое секвенирование ампликона

Глубокое секвенирование меченых ампликонов (TAM-Seq) позволяет проводить целевое секвенирование целых генов для обнаружения мутаций в ctDNA. [39] Сначала выполняется общий этап амплификации с использованием праймеров, которые охватывают весь интересующий ген в секциях 150-200bp. Затем используется система микрофлюидики для прикрепления адаптеров с уникальным идентификатором к каждому ампликону для дальнейшей амплификации ДНК в параллельных одноплексных реакциях. Было показано, что эта методика успешно идентифицирует мутации, разбросанные в гене-супрессоре опухоли TP53 у пациентов с прогрессирующим раком яичников. Чувствительность этой методики составляет 1 из 50.

Безопасное секвенирование

Безопасное секвенирование (Safe-Seq) было первоначально описано Бертом Фогельштейном и его группой в Университете Джонса Хопкинса . Safe-Seq снижает частоту ошибок массового параллельного секвенирования, чтобы повысить чувствительность к редким мутантам. [40] Это достигается путем добавления последовательности уникального идентификатора (UID) к каждому шаблону ДНК. Затем ДНК амплифицируется с использованием добавленных UID и секвенируется. Все молекулы ДНК с одинаковым UID (семейство UID) должны иметь одинаковую сообщаемую последовательность ДНК, поскольку они были амплифицированы из одной молекулы. Однако мутации могут быть введены посредством амплификации, или неправильные назначения оснований могут быть вызваны на этапах секвенирования и анализа. Наличие UID позволяет отделить эти методологические ошибки от истинных мутаций ctDNA. Мутация считается «супермутантом», если 95% секвенированных прочтений совпадают. Чувствительность этого подхода составляет 9 на 1 миллион. [34]

Дуплексное секвенирование

Дуплексное секвенирование является улучшением одиночных UID, добавленных в технике Safe-Seq. [41] В дуплексном секвенировании рандомизированная двухцепочечная ДНК действует как уникальные метки и прикрепляется к инвариантному спейсеру. Метки прикрепляются к обоим концам фрагмента ДНК (α и β метки), что приводит к двум уникальным шаблонам для ПЦР — одна цепь с α-меткой на 5'-конце и β-меткой на 3'-конце, а другая цепь с β-меткой на 5'-конце и α-меткой на 3'-конце. Затем эти фрагменты ДНК амплифицируются с помощью праймеров против инвариантных последовательностей меток. Амплифицированная ДНК секвенируется и анализируется. ДНК с дуплексными адаптерами сравнивается, и мутации принимаются только в том случае, если между обеими цепями есть консенсус. Этот метод учитывает как ошибки секвенирования, так и ошибки ранней стадии амплификации ПЦР. Чувствительность подхода к обнаружению мутантов составляет 1 из 10^7.

Интегрированное цифровое подавление ошибок с улучшенным CAPP-Seq

Интегрированное цифровое подавление ошибок (iDES) улучшает анализ CAPP-Seq ctDNA, чтобы уменьшить ошибки и, следовательно, повысить чувствительность обнаружения. [38] Сообщалось в 2016 году, что iDES объединяет CAPP-Seq с технологией дуплексного штрихкодирования секвенирования и с вычислительным алгоритмом, который удаляет стереотипные ошибки, связанные с шагом гибридизации CAPP-Seq. Метод также интегрирует дуплексное секвенирование, где это возможно, и включает методы для более эффективного восстановления дуплекса из бесклеточной ДНК. Чувствительность этой улучшенной версии CAPP-Seq составляет 4 на 100 000 копий.

Полногеномное секвенирование

Исследования по секвенированию всего генома проводились на ctDNA, присутствующей у разных пациентов с резистентным к лечению раком предстательной железы (в подавляющем большинстве случаев, а в некоторых случаях и метастатическим ), раком мочевого пузыря и у контрольных пациентов, у которых эта ДНК не была обнаружена, включая соматические мутации и структурные перестройки в их геномах.

Этот новый и многообещающий метод предоставил информацию о резистентности к лечению ингибиторами сигнализации андрогеновых рецепторов , внутриопухолевой гетерогенности (благодаря филогенетической эволюции и молекулярной хронологии), хромосомной нестабильности , вкладе ctDNA в метастазирование через глобальные транскриптомные паттерны (с учетом нуклеосом, присутствующих в сайтах начала транскрипции (TSS) и сайтах связывания AR (ARB). Таким образом, можно наблюдать геномную и транскриптомную эволюцию ctDNA, проводимую у живых пациентов, у которых развивается резистентность к лечению, поэтому секвенирование ctDNA является элементарным для выявления клинически значимых различий в фенотипе рака и для того, чтобы увидеть, как терапия влияет на пациентов. Кроме того, относительная однородность изменений генов-драйверов среди метастазов подтверждает, что геномные и функциональные изменения при раке предстательной железы являются общими для ctDNA и ткани.

Это делает ctDNA мощным новым инструментом для обнаружения генетических мутаций в геномном масштабе у пациентов, страдающих метастатическим раком, для наблюдения за клинической значимостью клонального состава этих опухолей, чтобы лучше понять контроль рака. Эта субклональная реконструкция, основанная на ctDNA благодаря секвенированию всего генома, представляет собой уникальный набор проблем и возможностей для научных исследований в области онкологии. Кроме того, серийная ctDNA выявляет обусловленный лечением отбор для аугментации андрогенных рецепторов, поскольку она увеличивает размерность данных.

Необходимы дальнейшие исследования для понимания того, как расположение и размер метастазов в зависимости от опухолевой нагрузки влияют на циркулирующую ДНК опухоли, а также для выбора новых методов для выбора других поражений, которые отражают клинически доминирующее заболевание. [42]

Соображения

«Нормальное» и опухолевое обнаружение ДНК

Одной из проблем использования ctDNA в качестве биомаркера рака является то, можно ли отличить ctDNA с помощью cfDNA от нормальных клеток. cfDNA выделяется незлокачественными клетками во время нормального клеточного оборота, а также во время таких процедур, как хирургия , радиотерапия или химиотерапия . Считается, что лейкоциты являются основными источниками cfDNA в сыворотке. [27]

Исследовать

ctDNA в скрининге рака

Клиническая полезность ctDNA для обнаружения первичного заболевания частично ограничена чувствительностью современных технологий для обнаружения небольших опухолей с низким уровнем присутствующей ctDNA и априори неизвестными соматическими мутациями. [17] [34]

ctDNA в мониторинге рака

Доказательства заболевания традиционными методами визуализации, такими как КТ , ПЭТ или МРТ, могут отсутствовать после резекции опухоли. Таким образом, анализ ctDNA представляет собой потенциальный путь для обнаружения минимальной остаточной болезни (MRD) и, следовательно, возможности рецидива опухоли в случаях, когда объемные опухоли отсутствуют при обычных методах визуализации. [17] Сравнение обнаружения MRD с помощью КТ по ​​сравнению с ctDNA ранее проводилось у лиц со II стадией рака толстой кишки; в этом исследовании исследователи смогли обнаружить ctDNA у лиц, у которых не было признаков клинической злокачественности с помощью КТ, что предполагает, что обнаружение ctDNA имеет большую чувствительность для оценки MRD. [27] Однако авторы признают, что анализ ctDNA не лишен ограничений; образцы плазмы, собранные после операции, могли предсказать рецидив только через 36 месяцев в 48% случаев. [27] Впоследствии были разработаны анализы ctDNA как для колоректального рака [43] , так и для меланомы . [44]

ctDNA как прогностический биомаркер

Вопрос о том, можно ли использовать измерение количества или качества ctDNA для определения результатов у людей с раком, был предметом исследования. По состоянию на 2015 год это было очень неопределенно. [45] Хотя некоторые исследования показали тенденцию к более высоким уровням ctDNA у людей с метастатическим раком высокой стадии, нагрузка ctDNA не всегда коррелирует с традиционной стадией рака. [34] По состоянию на 2013 год казалось маловероятным, что ctDNA будет иметь клиническую полезность в качестве единственного предиктора прогноза. [46]

Исследования рака

Возникновение опухолей, устойчивых к лекарственным препаратам, из-за внутриопухолевой и межопухолевой гетерогенности является проблемой эффективности лечения. Незначительный генетический клон в опухоли может расширяться после лечения, если он несет мутацию, устойчивую к лекарственным препаратам. Первоначальные биопсии могут пропустить эти клоны из-за низкой частоты или пространственного разделения клеток в опухоли. Например, поскольку биопсия забирает только небольшую часть опухоли, клоны, которые находятся в другом месте, могут остаться незамеченными. Это может ввести в заблуждение исследования, которые фокусируются на изучении роли гетерогенности опухоли в прогрессировании рака и рецидиве. Использование ctDNA в исследованиях может развеять эти опасения, поскольку оно может обеспечить более репрезентативный «скриншот» генетического разнообразия рака как в первичных, так и в метастатических участках. Например, было показано, что ctDNA полезна при изучении клональной эволюции рака пациента до и после схем лечения. [47] Раннее выявление рака все еще остается сложной задачей, но недавний прогресс в анализе эпигенетических особенностей cfDNA или паттерна фрагментации раскрывает улучшение чувствительности жидкой биопсии. [28] Кроме того, анализ ctDNA является новым инструментом для понимания клонального состава метастатических опухолей, обнаружения различных мутаций в геномном масштабе, изучения субклонального разнообразия, которое влияет на прогноз заболевания, поскольку могут быть обнаружены различные резистентные фенотипы и появление новых механизмов геномной и транскриптомной резистентности к лечению. [42]

Проблемы внедрения

Внедрение ctDNA в клиническую практику во многом затруднено из-за отсутствия стандартизированных методов обработки и анализа ctDNA. Стандартизация методов сбора образцов (включая время сбора), последующей обработки (извлечение и амплификация ДНК), количественной оценки и проверки должны быть установлены до того, как анализ ctDNA станет рутинным клиническим анализом. Кроме того, может потребоваться создание панели «стандартных» опухолеассоциированных биомаркеров, учитывая разрешение текущих методов секвенирования и обнаружения ctDNA. Секвенирование опухолеспецифических аберраций из образцов плазмы также может помочь исключить загрязняющую cfDNA из анализа; повышенные уровни cfDNA из нормальных клеток могут быть отнесены к причинам, не связанным с раком. [27] Эти методы секвенирования также могут определять клональную эволюцию рака, гетерогенность опухоли и механизмы устойчивости к лекарствам, участвующие в раке. [42]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Wan J, Massie C, Garcia-Corbacho J, Mouliere F, Brenton J, Caldas C, Pacey S, Baird R, Rosenfeld N (апрель 2017 г.). «Жидкие биопсии достигают зрелости: на пути к внедрению циркулирующей опухолевой ДНК». Nature Reviews Cancer . 17 (4): 223–238. doi :10.1038/nrc.2017.7. PMID  28233803. S2CID  4561229.
  2. ^ Nonaka, T; Wong, DTW (13 июня 2022 г.). «Диагностика слюны». Annual Review of Analytical Chemistry . 15 (1): 107–121. Bibcode : 2022ARAC...15..107N. doi : 10.1146/annurev-anchem-061020-123959. PMC 9348814. PMID  35696523 . 
  3. ^ ab Esfahani, Mohammad Shahrokh; Hamilton, Emily G.; Mehrmohamadi, Mahya; et al. (апрель 2022 г.). «Вывод экспрессии генов из профилей фрагментации бесклеточной ДНК». Nature Biotechnology . 40 (4): 585–597. doi : 10.1038/s41587-022-01222-4 . PMC 9337986 . PMID  35361996. 
  4. ^ Mutter, Jurik A; Shahrokh Esfahani, Mohammad; Schroers-Martin, Joseph; et al. (28 ноября 2023 г.). «Выведенная экспрессия генов с помощью бесклеточного профилирования ДНК позволяет проводить неинвазивную классификацию лимфом». Blood . 142 (Приложение 1): 245. doi : 10.1182/blood-2023-186853 .
  5. ^ Alig, Stefan K.; Shahrokh Esfahani, Mohammad; Garofalo, Andrea; et al. (25 января 2024 г.). «Отдельные подтипы лимфомы Ходжкина, определенные с помощью неинвазивного геномного профилирования». Nature . 625 (7996): 778–787. Bibcode :2024Natur.625..778A. doi : 10.1038/s41586-023-06903-x . PMC 11293530 . PMID  38081297. 
  6. ^ Akca H, Demiray A, Yaren A, Bir F, Koseler A, Iwakawa R, Bagci G, Yokota J (март 2013 г.). «Полезность сывороточной ДНК и пиросеквенирования для обнаружения мутаций EGFR при немелкоклеточном раке легких». Cancer Genetics . 206 (3): 73–80. doi :10.1016/j.cancergen.2013.01.005. PMID  23491080.
  7. ^ Шварценбах Х., Хун Д.С., Пантель К. (июнь 2011 г.). «Бесклеточные нуклеиновые кислоты как биомаркеры у онкологических больных». Nature Reviews. Cancer . 11 (6): 426–37. doi :10.1038/nrc3066. PMID  21562580. S2CID  6061607.
  8. ^ Stroun M, Anker P (июль 1972). «Нуклеиновые кислоты, спонтанно высвобождаемые живыми ушными раковинами лягушек». The Biochemical Journal . 128 (3): 100P–101P. doi :10.1042/bj1280100pb. PMC 1173871. PMID  4634816 . 
  9. ^ Stroun M, Lyautey J, Lederrey C, Olson-Sand A, Anker P (ноябрь 2001 г.). «О возможном происхождении и механизме апоптоза циркулирующей ДНК и активного высвобождения ДНК». Clinica Chimica Acta; Международный журнал клинической химии . 313 (1–2): 139–42. doi :10.1016/S0009-8981(01)00665-9. PMID  11694251.
  10. ^ Anker P, Stroun M, Maurice PA (сентябрь 1975 г.). «Спонтанное высвобождение ДНК лимфоцитами крови человека, как показано в системе in vitro». Cancer Research . 35 (9): 2375–82. PMID  1149042.
  11. ^ Rogers JC, Boldt D, Kornfeld S, Skinner A, Valeri CR (июль 1972 г.). «Выделение дезоксирибонуклеиновой кислоты лимфоцитами, стимулированными фитогемагглютинином или антигеном». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 69 (7): 1685–9. Bibcode : 1972PNAS...69.1685R. doi : 10.1073 /pnas.69.7.1685 . PMC 426778. PMID  4505646. 
  12. ^ Heitzer E, Auer M, Hoffmann EM, Pichler M, Gasch C, Ulz P, Lax S, Waldispuehl-Geigl J, Mauermann O, Mohan S, Pristauz G, Lackner C, Höfler G, Eisner F, Petru E, Sill H, Samonigg H, Pantel K, Riethdorf S, Bauernhofer T, Geigl JB, Speicher MR (июль 2013 г.). "Установление опухолеспецифических изменений числа копий из плазматической ДНК пациентов с раком". International Journal of Cancer . 133 (2): 346–56. doi :10.1002/ijc.28030. PMC 3708119. PMID 23319339  . 
  13. ^ Thierry AR, Mouliere F, Gongora C, Ollier J, Robert B, Ychou M, Del Rio M, Molina F (октябрь 2010 г.). «Происхождение и количественная оценка циркулирующей ДНК у мышей с ксенотрансплантатами колоректального рака человека». Nucleic Acids Research . 38 (18): 6159–75. doi : 10.1093/nar/gkq421. PMC 2952865. PMID  20494973. 
  14. ^ Mouliere F, Robert B, Arnau Peyrotte E, Del Rio M, Ychou M, Molina F, Gongora C, Thierry AR (2011). "Высокая фрагментация характеризует циркулирующую ДНК, полученную из опухоли". PLOS ONE . ​​6 (9): e23418. Bibcode :2011PLoSO...623418M. doi : 10.1371/journal.pone.0023418 . PMC 3167805 . PMID  21909401. 
  15. ^ ab Mouliere F, Chandrananda D, Piskorz AM, Moore EK, Morris J, Ahlborn LB и др. (ноябрь 2018 г.). «Улучшенное обнаружение циркулирующей опухолевой ДНК с помощью анализа размера фрагмента». Sci Transl Med . 10 (466). doi :10.1126/scitranslmed.aat4921. PMC 6483061. PMID  30404863 . 
  16. ^ ab Pisetsky DS, Fairhurst AM (июнь 2007 г.). «Происхождение внеклеточной ДНК во время очистки от мертвых и умирающих клеток». Аутоиммунитет . 40 (4): 281–4. doi :10.1080/08916930701358826. PMID  17516210. S2CID  11499768.
  17. ^ abc Аванзини С., Курц Д.М., Чабон Дж.Дж., Модинг Э.Дж., Хори СС, Гамбхир СС, Ализаде А.А., Дин М., Райтер Дж.Г. (декабрь 2020 г.). «Математическая модель выделения цтДНК предсказывает размер обнаружения опухоли». Достижения науки . 6 (50): eabc4308. Бибкод : 2020SciA....6.4308A. дои : 10.1126/sciadv.abc4308 . ПМЦ 7732186 . PMID  33310847. S2CID  228096858. 
  18. ^ Васюхин В., Анкер П., Морис П., Лиотей Дж., Ледеррей К., Строун М. (апрель 1994 г.). «Точечные мутации гена N-ras в ДНК плазмы крови пациентов с миелодиспластическим синдромом или острым миелогенным лейкозом». British Journal of Haematology . 86 (4): 774–779. doi :10.1111/j.1365-2141.1994.tb04828.x. PMID  7918071. S2CID  26365875.
  19. ^ Васюхин В., Строун М., Морис П., Лиотей Дж., Ледеррей К., Анкер П. (май 1994 г.). Точечные мутации гена K-ras в ДНК плазмы крови пациентов с колоректальными опухолями в журнале «Проблемы современной медицины» . Т. 5. С. 141–150.
  20. ^ Yong E (июль 2014 г.). «Биомаркеры рака: записанные в крови». Nature . 511 (7511): 524–526. Bibcode :2014Natur.511..524Y. doi : 10.1038/511524a . PMID  25079538. S2CID  4445938.
  21. ^ Xue X, Teare MD, Holen I, Zhu YM, Woll PJ (июнь 2009 г.). «Оптимизация выхода и полезности циркулирующей бесклеточной ДНК из плазмы и сыворотки» (PDF) . Clinica Chimica Acta; Международный журнал клинической химии . 404 (2): 100–4. doi :10.1016/j.cca.2009.02.018. PMID  19281804.
  22. ^ Norton SE, Lechner JM, Williams T, Fernando MR (октябрь 2013 г.). «Стабилизирующий реагент предотвращает загрязнение бесклеточной ДНК клеточной ДНК в плазме во время хранения и транспортировки образцов крови, как определено с помощью цифровой ПЦР». Клиническая биохимия . 46 (15): 1561–5. doi : 10.1016/j.clinbiochem.2013.06.002 . PMID  23769817.
  23. ^ abc Sherwood JL, Corcoran C, Brown H, Sharpe AD, Musilova M, Kohlmann A (2016). «Оптимизированные преаналитические методы улучшают обнаружение мутаций KRAS в циркулирующей опухолевой ДНК (ctDNA) у пациентов с немелкоклеточным раком легких (NSCLC)». PLOS ONE . ​​11 (2): e0150197. Bibcode :2016PLoSO..1150197S. doi : 10.1371/journal.pone.0150197 . PMC 4769175 . PMID  26918901. 
  24. ^ Vallée A, Marcq M, Bizieux A, Kouri CE, Lacroix H, Bennouna J, Douillard JY, Denis MG (ноябрь 2013 г.). «Плазма является лучшим источником циркулирующей бесклеточной ДНК, полученной из опухоли, чем сыворотка для обнаружения изменений EGFR у пациентов с опухолями легких». Рак легких . 82 (2): 373–4. doi :10.1016/j.lungcan.2013.08.014. PMID  24007628.
  25. ^ Lee TH, Montalvo L, Chrebtow V, Busch MP (февраль 2001 г.). «Количественное определение геномной ДНК в образцах плазмы и сыворотки: в сыворотке обнаружены более высокие концентрации геномной ДНК, чем в плазме». Transfusion . 41 (2): 276–82. doi :10.1046/j.1537-2995.2001.41020276.x. PMID  11239235. S2CID  45714834.
  26. ^ Qin Z, Ljubimov VA, Zhou C, Tong Y, Liang J (апрель 2016 г.). «Циркулирующая бесклеточная опухолевая ДНК при раке». Chinese Journal of Cancer . 35 : 36. doi : 10.1186/s40880-016-0092-4 . PMC 4823888. PMID  27056366 . 
  27. ^ abcdefg Heitzer E, Ulz P, Geigl JB (январь 2015 г.). «Циркулирующая опухолевая ДНК как жидкая биопсия при раке». Клиническая химия . 61 (1): 112–23. doi : 10.1373/clinchem.2014.222679 . PMID  25388429.
  28. ^ ab van der Pol Y, Mouliere F (октябрь 2019 г.). «К раннему выявлению рака путем расшифровки эпигенетических и экологических отпечатков бесклеточной ДНК». Cancer Cell . 36 (4): 350–368. doi : 10.1016/j.ccell.2019.09.003 . PMID  31614115.
  29. ^ abc Leary RJ, Sausen M, Kinde I, Papadopoulos N, Carpten JD, Craig D, O'Shaughnessy J, Kinzler KW, Parmigiani G, Vogelstein B, Diaz LA, Velculescu VE (ноябрь 2012 г.). "Обнаружение хромосомных изменений в кровообращении онкологических больных с помощью секвенирования всего генома". Science Translational Medicine . 4 (162): 162ra154. doi :10.1126/scitranslmed.3004742. PMC 3641759. PMID  23197571 . 
  30. ^ Преображенский Б.С. (1966). "[Современные перспективы и метод системного лечения кохлеарного неврита и хронической лабиринтопатии]". Вестник оториноларингологии . 28 (1): 3–11. PMID  5988180.
  31. ^ Бомонт Г., Доббинс С., Латта Д., Макмиллин ВП (май 1990 г.). «Меквитазин в лечении сенной лихорадки». Британский журнал клинической практики . 44 (5): 183–8. PMID  1975200.
  32. ^ Li W, Zhang X, Lu X, You L, Song Y, Luo Z и др. (октябрь 2017 г.). «Сигнатуры 5-гидроксиметилцитозина в циркулирующей бесклеточной ДНК как диагностические биомаркеры рака человека». Cell Research . 27 (10): 1243–1257. doi :10.1038/cr.2017.121. PMC 5630683 . PMID  28925386. 
  33. ^ Song CX, Yin S, Ma L, Wheeler A, Chen Y, Zhang Y, Liu B, Xiong J, Zhang W, Hu J, Zhou Z, Dong B, Tian Z, Jeffrey SS, Chua MS, So S, Li W, Wei Y, Diao J, Xie D, Quake SR (октябрь 2017 г.). «Сигнатуры 5-гидроксиметилцитозина в бесклеточной ДНК предоставляют информацию о типах и стадиях опухолей». Cell Research . 27 (10): 1231–1242. doi :10.1038/cr.2017.106. PMC 5630676 . PMID  28820176. 
  34. ^ abcdef Butler TM, Spellman PT, Gray J (февраль 2017 г.). «Циркулирующая опухолевая ДНК как раннее обнаружение и диагностический инструмент». Current Opinion in Genetics & Development . 42 : 14–21. doi : 10.1016/j.gde.2016.12.003. PMID  28126649.
  35. ^ Dressman D, Yan H, Traverso G, Kinzler KW, Vogelstein B (июль 2003 г.). «Преобразование отдельных молекул ДНК в флуоресцентные магнитные частицы для обнаружения и подсчета генетических вариаций». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (15): 8817–22. Bibcode : 2003PNAS..100.8817D. doi : 10.1073/pnas.1133470100 . PMC 166396. PMID  12857956 . 
  36. ^ Diehl F, Li M, He Y, Kinzler KW, Vogelstein B, Dressman D (июль 2006 г.). «BEAMing: одномолекулярная ПЦР на микрочастицах в эмульсиях вода-в-масле». Nature Methods . 3 (7): 551–9. doi :10.1038/nmeth898. PMID  16791214. S2CID  7059151.
  37. ^ Newman AM, Bratman SV, To J, Wynne JF, Eclov NC, Modlin LA, Liu CL, Neal JW, Wakelee HA, Merritt RE, Shrager JB, Loo BW, Alizadeh AA, Diehn M (май 2014 г.). «Сверхчувствительный метод количественного определения циркулирующей опухолевой ДНК с широким охватом пациентов». Nature Medicine . 20 (5): 548–54. doi :10.1038/nm.3519. PMC 4016134 . PMID  24705333. 
  38. ^ ab Newman AM, Lovejoy AF, Klass DM, Kurtz DM, Chabon JJ, Scherer F и др. (май 2016 г.). «Интегрированное цифровое подавление ошибок для улучшенного обнаружения циркулирующей опухолевой ДНК». Nature Biotechnology . 34 (5): 547–555. doi :10.1038/nbt.3520. PMC 4907374 . PMID  27018799. 
  39. ^ Forshew T, Murtaza M, Parkinson C, Gale D, Tsui DW, Kaper F, Dawson SJ, Piskorz AM, Jimenez-Linan M, Bentley D, Hadfield J, May AP, Caldas C, Brenton JD, Rosenfeld N (май 2012 г.). «Неинвазивная идентификация и мониторинг мутаций рака с помощью целевого глубокого секвенирования плазменной ДНК». Science Translational Medicine . 4 (136): 136ra68. doi :10.1126/scitranslmed.3003726. PMID  22649089. S2CID  34723244.
  40. ^ Kinde I, Wu J, Papadopoulos N, Kinzler KW, Vogelstein B (июнь 2011 г.). «Обнаружение и количественная оценка редких мутаций с помощью массового параллельного секвенирования». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (23): 9530–5. Bibcode : 2011PNAS..108.9530K. doi : 10.1073/pnas.1105422108 . PMC 3111315. PMID  21586637 . 
  41. ^ Kennedy SR, Schmitt MW, Fox EJ, Kohrn BF, Salk JJ, Ahn EH, Prindle MJ, Kuong KJ, Shen JC, Risques RA, Loeb LA (ноябрь 2014 г.). «Обнаружение сверхнизкочастотных мутаций с помощью дуплексного секвенирования». Nature Protocols . 9 (11): 2586–606. doi :10.1038/nprot.2014.170. PMC 4271547 . PMID  25299156. 
  42. ^ abc Herberts, Cameron; Annala, Matti; Sipola, Joonatan; Ng, Sarah WS; Chen, Xinyi E.; Nurminen, Anssi; Korhonen, Olga V.; Munzur, Aslı D.; Beja, Kevin; Schönlau, Elena; Bernales, Cecily Q.; Ritch, Elie; Bacon, Jack VW; Lack, Nathan A.; Nykter, Matti (август 2022 г.). «Глубокая полногеномная ctDNA хронология резистентного к лечению рака простаты». Nature . 608 (7921): 199–208. Bibcode :2022Natur.608..199H. doi :10.1038/s41586-022-04975-9. ISSN  1476-4687. PMID  35859180. S2CID  250730778.
  43. ^ Zou, Donghui; Day, Robert; Cocadiz, Judy A; Parackal, Sarah; Mitchell, Wilson; Black, Michael A; Lawrence, Ben; Fitzgerald, Sandra; Print, Cristin; Jackson, Christopher; Guilford, Parry (13.11.2020). «Циркулирующая опухолевая ДНК является чувствительным маркером для рутинного мониторинга ответа на лечение при распространенном колоректальном раке». Carcinogenesis . 41 (11): 1507–1517. doi :10.1093/carcin/bgaa102. ISSN  0143-3334. PMID  32955091.
  44. ^ Фицджеральд, Сандра; Бленкирон, Шери; Стивенс, Розали; Мати, Джон А.; Сомерс-Эдгар, Тиффани; Рольфе, Гилл; Мартин, Ричард; Джексон, Кристофер; Экклс, Майкл; Робб, Тэмсин; Роджер, Юэн; Лоуренс, Бен; Гилфорд, Парри; Лэшем, Аннет; Принт, Кристин Г. (2023). «Динамическая сложность мутаций ctDNA у пациентов с меланомой, получающих иммунотерапию». Молекулярная диагностика и терапия . 27 (4): 537–550. doi :10.1007/s40291-023-00651-4. ISSN  1177-1062. PMC 10131510. PMID 37099071  . 
  45. ^ Rapisuwon S, Vietsch EE, Wellstein A (2016). «Циркулирующие биомаркеры для мониторинга прогрессирования и лечения рака». Computational and Structural Biotechnology Journal . 14 : 211–22. doi : 10.1016/j.csbj.2016.05.004. PMC 4913179. PMID 27358717  . 
  46. ^ Crowley E, Di Nicolantonio F, Loupakis F, Bardelli A (август 2013 г.). «Жидкостная биопсия: мониторинг генетики рака в крови». Nature Reviews. Клиническая онкология . 10 (8): 472–84. doi :10.1038/nrclinonc.2013.110. PMID  23836314. S2CID  25537784.
  47. ^ Murtaza M, Dawson SJ, Pogrebniak K, Rueda OM, Provenzano E, Grant J, Chin SF, Tsui DW, Marass F, Gale D, Ali HR, Shah P, Contente-Cuomo T, Farahani H, Shumansky K, Kingsbury Z, Humphray S, Bentley D, Shah SP, Wallis M, Rosenfeld N, Caldas C (ноябрь 2015 г.). «Мультифокальная клональная эволюция, охарактеризованная с использованием циркулирующей опухолевой ДНК в случае метастатического рака молочной железы». Nature Communications . 6 (1): 8760. Bibcode :2015NatCo...6.8760M. doi :10.1038/ncomms9760. PMC 4659935 . PMID  26530965. 

Дальнейшее чтение