روش مقرون به صرفه برای تشخیص زودهنگام سرطان

به گزارش سیناپرس، اما استفاده از این روش برای تشخیص سرطان در مراحل اولیه آن به دلیل غلظت کم تومور در قطعات خونی DNA و تنوع ژنتیکی سرطان چالش برانگیز بوده است.
اکنون، محققان مرکز جامع سرطان Jonsson در UCLA و سازمان‌های همکار، نتایج موفقیت‌آمیزی را از یک سیستم آزمایشی تشخیص سرطان گزارش می‌دهند که به نظر می‌رسد بر این چالش‌ها به روشی جدید و مقرون به صرفه غلبه کرده است.
کار آنها که در مجله Nature Communications منتشر شده است، و رویکردی را برجسته می کند که بیش از 12 برابر صرفه جویی در هزینه را نسبت به روش های مرسوم برای تعیین توالی متیلوم cfDNA، همراه با یک مدل محاسباتی برای استخراج اطلاعات از این توالی یابی DNA برای کمک به شناسایی و تشخیص زودهنگام ارائه می دهد.
متیلاسیون DNA بدون سلول یکی از امیدوارکننده ترین نشانگرهای زیستی برای تشخیص زودهنگام سرطان است. با این حال، نشانه‌های انحرافات cfDNA از انواع مختلف سرطان، زیرشاخه‌ها، مراحل و علت‌ها ناهمگن هستند، که منجر به ایجاد چالش‌هایی در شناسایی نشانگرهای متیلاسیون مناسب برای تشخیص زودهنگام می‌شود. این امر به ویژه زمانی نگران کننده است که حجم نمونه موجود در حال حاضر در مقایسه با تنوع بیماری ها و جمعیت بیمار (سن، جنسیت، قومیت و بیماری همراه) کوچک است. پروفایل cfDNA متیلوم می‌تواند این چالش را برطرف کند، زیرا پروفایل‌های اپی ژنتیکی ناهنجاری‌های سرطانی را حفظ می‌کند، در نتیجه به مدل‌های طبقه‌بندی اجازه می‌دهد تا با رشد گروه‌های آموزشی، ویژگی‌های مهم جدید را بیاموزند و از آنها بهره‌برداری کنند، و همچنین دامنه آن‌ها را به انواع سرطان‌های بیشتری گسترش دهند. با این حال، روش مرسوم پروفایل کردن متیلوم DNA بدون سلول (توالی‌یابی بی سولفیت کل ژنوم) برای استفاده بالینی مقرون به صرفه است.
ژیان گونگ و جاسمین ژو، استاد پاتولوژی و پزشکی آزمایشگاهی در UCLA و نویسنده مسئول این مطالعه می‌گوید: روش ما، cfMethyl-seq، توالی‌یابی متیلوم cfDNA را به یک گزینه مناسب برای استفاده بالینی تبدیل می‌کند. با وجود چالش‌های ذاتی، مطالعه ما پتانسیل فوق‌العاده‌ای برای تشخیص زودهنگام سرطان‌های خاص از طریق یک آزمایش خون نشان می‌دهد.
ژو و همکارانش در آزمایشگاه UCLA بر روی پزشکی دقیق، استفاده از اطلاعات ژنومی بیماران برای توسعه درمان‌های شخصی‌تر و هدفمندتر، و تجزیه و تحلیل داده‌های زیستی بزرگ برای ادغام داده‌های پیچیده از پلت‌فرم‌ها و روش‌های مختلف در روش‌های عملی که می‌توانند در تنظیمات بالینی استفاده شوند تمرکز می‌کنند.
برای این مطالعه، ژو و همکارانش رویکرد جدید خود را به آزمایش گذاشتند تا ببینند آیا می‌تواند چهار سرطان رایج تشخیص داده شده، سرطان روده، کبد، ریه و معده، را به دقت تشخیص دهد و این کار را در مراحل اولیه انجام دهد.
محققان نمونه خون 408 شرکت کننده در مطالعه را جمع آوری کردند و آزمایش خون مبتنی بر متیلوم آنها را به کار بردند که می تواند طیف وسیعی از نشانگرها را برای انواع مختلف سرطان و علل احتمالی شناسایی کند. از این تعداد، 217 بیمار سرطانی و 191 نفر از افراد کنترل بدون سرطان بودند. نمونه‌ها در بیمارستان‌های UCLA جمع‌آوری شدند یا از آزمایشگاه‌های تجاری برای دستیابی به اعتبارسنجی متقابل خریداری شدند. محققان همچنین برای جلوگیری از سوگیری در مطالعه، اعتبار سنجی متقاطع، اعتبارسنجی مطابق سن و اعتبارسنجی مستقل را انجام دادند.
پس از جمع‌آوری و اعتبارسنجی، محققان داده‌ها را وارد مدل رایانه‌ای پیچیده‌شان کردند تا دقت آن را نه تنها در تشخیص سرطان، بلکه مکان خاص تومور را که «بافت منشأ» نامیده می‌شود، اندازه‌گیری کنند.
مدل آنها 80.7 درصد در تشخیص سرطان ها در تمام مراحل و حدود 74.5 درصد در تشخیص سرطان های در مراحل اولیه، آنهایی که در مراحل I یا II هستند، با ویژگی کمی کمتر از 98٪ دقیق بود. تنها یک نمونه نرمال طبقه بندی نادرست (مثبت کاذب) وجود داشت.
درارزیابی دقت بافت منشا، مدل به درستی محل تومور را با دقت متوسط 89.1 درصد برای تمام مراحل سرطان و حدود 85 درصد در بیماران در مراحل اولیه شناسایی کرد.
کلید تشخیص زودهنگام سرطان، شناسایی نشانگرهای زیستی واقعی سرطان است، که به تعداد زیادی از نمونه های آموزشی برای پوشش ناهمگونی سرطان و جمعیت، به ویژه برای تشخیص پان سرطان، نیاز دارد. رویکرد متیلوم cfDNA ما امکان گنجاندن نشانگرهای جدید و وزن دهی بهتر نشانگرهای موجود را با رشد گروه های آموزشی فراهم می کند. در واقع، داده‌های ما نشان می‌دهد که با افزایش حجم نمونه‌های آموزشی، قدرت تشخیص روش ما همچنان در حال افزایش است. cfMethyl-seq با توالی‌یابی متیلوم مقرون‌به‌صرفه خود، واقعاً می‌تواند یک رویکرد کلان داده برای تشخیص سرطان را تسهیل کند.
این تیم در حال حاضر به دنبال تأمین مالی برای آزمایش‌های بالینی بزرگ هستند تا این فناوری را تأیید کنند، به این امید که بتوانند از آن به نفع بیماران استفاده کنند.
این مطالعه در مجله علمی Nature Communications منتشر شد.

مترجم: سید سپهر ارومیهء