Czym jest biopsja płynna i jak wykrywa raka?

Badanie krwi, które może wykryć raka

Przez dziesięciolecia potwierdzenie diagnozy raka wiązało się z nacinaniem ciała pacjenta w celu pobrania fragmentu podejrzanej tkanki. Takie podejście – tradycyjna biopsja tkankowa – pozostaje złotym standardem w wielu sytuacjach. Ale w laboratoriach onkologicznych nabiera tempa cichsza rewolucja: proste pobranie krwi, które może wykryć raka, poszukując maleńkich molekularnych odcisków palców, które guz pozostawia w krwiobiegu. Naukowcy nazywają to biopsją płynną.

Koncepcja brzmi niemal zbyt dobrze, by mogła być prawdziwa. Ale dzięki postępowi w sekwencjonowaniu DNA, biopsje płynne przechodzą z narzędzi badawczych do rutynowej praktyki klinicznej – i potencjalnie zmieniają sposób wykrywania, monitorowania i leczenia raka.

Czym dokładnie jest biopsja płynna?

Biopsja płynna to badanie krwi, które skanuje materiał biologiczny uwalniany przez guzy do układu krążenia. W przeciwieństwie do tradycyjnej biopsji, która wymaga od chirurga usunięcia fragmentu tkanki z guza, biopsja płynna wymaga jedynie pobrania próbki krwi z ramienia pacjenta, zgodnie z informacjami Cleveland Clinic.

Badanie poszukuje kilku rodzajów materiału pochodzącego z guza, krążącego w krwiobiegu:

• Krążące DNA nowotworowe (ctDNA) – krótkie fragmenty DNA, które komórki rakowe uwalniają, gdy umierają i rozpadają się
• Krążące komórki nowotworowe (CTCs) – całe komórki rakowe, które oderwały się od guza i dostały się do krwi
• Egzosomy – maleńkie pęcherzyki wydzielane przez komórki nowotworowe, przenoszące białka i materiał genetyczny
• Wolne RNA i białka – dodatkowe sygnały molekularne związane z aktywnością nowotworową

Spośród nich ctDNA wzbudziło największe zainteresowanie kliniczne, ponieważ można je wykryć za pomocą sekwencjonowania DNA o wysokiej czułości, nawet gdy guzy są małe i we wczesnym stadium.

Jak działa badanie?

Po pobraniu krwi technicy laboratoryjni izolują wolne DNA (cfDNA) – wszystkie fragmenty DNA swobodnie unoszące się w osoczu, nie zamknięte w komórkach. Wyzwaniem jest to, że większość cfDNA pochodzi od normalnych, zdrowych komórek; ctDNA pochodzące z raka może stanowić zaledwie 0,1% całości, zwłaszcza we wczesnym stadium choroby.

W tym miejscu niezbędne staje się sekwencjonowanie nowej generacji (NGS). Zaawansowane maszyny sekwencjonujące odczytują miliony fragmentów DNA jednocześnie, a algorytmy porównują te sekwencje z genomem referencyjnym, poszukując charakterystycznych mutacji, które oznaczają DNA nowotworowe. Zgodnie z kompleksowym przeglądem w Nature's Signal Transduction and Targeted Therapy, postępy w technikach sekwencjonowania z korekcją błędów dramatycznie poprawiły czułość, umożliwiając laboratoriom wykrywanie ctDNA niosącego mutacje specyficzne dla guza, nawet przy znikomo niskich stężeniach.

Niektóre nowsze testy wykrywające wiele nowotworów idą dalej, łącząc analizę ctDNA z wzorcami metylacji DNA – chemicznymi znacznikami, które kontrolują aktywność genów i różnią się znacznie między komórkami nowotworowymi i normalnymi – aby zidentyfikować nie tylko, czy rak jest obecny, ale także, skąd w ciele prawdopodobnie pochodzi.

Do czego można wykorzystać biopsje płynne?

Biopsje płynne obecnie służą kilku różnym celom klinicznym, jak podkreśla Association of American Medical Colleges (AAMC):

• Wybór leczenia: U pacjentów, u których już zdiagnozowano zaawansowanego raka, ctDNA może zidentyfikować specyficzne mutacje napędzające wzrost guza, pomagając onkologom w wyborze terapii celowanych. Kilka testów diagnostycznych towarzyszących jest zatwierdzonych przez FDA do tego celu w przypadku raka piersi, płuc, jelita grubego i odbytnicy, prostaty i jajnika.
• Monitorowanie odpowiedzi na leczenie: Spadający poziom ctDNA we krwi może sygnalizować, że leczenie działa; rosnący poziom może wskazywać na oporność lub nawrót – często tygodnie lub miesiące wcześniej, niż pokazałoby to badanie obrazowe.
• Wykrywanie minimalnej choroby resztkowej: Po operacji lub chemioterapii biopsje płynne mogą poszukiwać śladów pozostałych komórek rakowych, których nie widać w badaniach obrazowych.
• Wczesny screening: Najbardziej ambitne zastosowanie – wykrywanie raka, zanim pojawią się objawy. W 2024 roku amerykańska FDA zatwierdziła Shield, pierwszy test biopsji płynnej do przesiewowego badania w kierunku raka jelita grubego i odbytnicy u dorosłych o przeciętnym ryzyku.

Wczesne wykrywanie wielu nowotworów: Wielka obietnica

Obszarem, który wzbudził najwięcej emocji – i najwięcej debat – jest wczesne wykrywanie wielu nowotworów (MCED): pojedyncze badanie krwi, które jednocześnie bada dziesiątki rodzajów raka. Testy takie jak Galleri firmy GRAIL i CancerGuard firmy Exact Sciences są już dostępne komercyjnie w Stanach Zjednoczonych jako testy opracowane w laboratoriach, mimo że czekają na pełne zatwierdzenie przez FDA do celów przesiewowych.

Badanie z 2023 roku opublikowane na PubMed Central wykazało, że testy MCED wykazały duże obietnice w wykrywaniu nowotworów, dla których obecnie brakuje standardowych programów przesiewowych – w tym raka trzustki, jajnika i wątroby, które często są diagnozowane dopiero w późnych, trudnych do leczenia stadiach.

Krytycy zwracają uwagę na ważne zastrzeżenia: fałszywie pozytywne wyniki mogą powodować niepokój i prowadzić do niepotrzebnych procedur; czułość w przypadku guzów we wczesnym stadium pozostaje ograniczona; a rygorystyczne, zakrojone na szeroką skalę, randomizowane badania kliniczne udowadniające, że testy MCED rzeczywiście zmniejszają śmiertelność z powodu raka, są nadal w toku.

Dlaczego to ma znaczenie

Tradycyjne biopsje tkankowe są inwazyjne, kosztowne i mogą pobrać próbkę tylko z jednego miejsca w guzie na raz – pomijając różnorodność genetyczną, która często występuje w dużym guzie lub między miejscami pierwotnymi i przerzutowymi. Biopsje płynne oferują kompleksowy obraz genetyki guza w czasie rzeczywistym z prostego pobrania krwi, które można powtarzać tak często, jak to konieczne.

Jeśli testy przesiewowe w kierunku wielu nowotworów ostatecznie okażą się skuteczne w dużych populacjach, mogą zasadniczo przesunąć onkologię z modelu leczenia choroby w kierunku modelu zapobiegania chorobie – wykrywając raka, gdy jest jeszcze mały, zlokalizowany i najbardziej uleczalny. Ta zmiana stanowiłaby jeden z najważniejszych postępów w medycynie onkologicznej od pokolenia.