Xét Nghiệm GEMINI Hứa Hẹn Phát Hiện Sớm Ung Thư Phổi
Công nghệ xét nghiệm máu mới lạ đang được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Ung thư Johns Hopkins Kimmel, kết hợp trình tự sắp xếp trên toàn bộ bộ gen của các phân tử DNA đơn lẻ từ các khối u và học máy có thể cho phép phát hiện sớm ung thư phổi và các loại ung thư khác.
Xét nghiệm GEMINI
Thử nghiệm, được gọi là GEMINI (Tỷ lệ đột biến trên toàn bộ bộ gen để phát hiện ung thư không xâm lấn), tìm kiếm những thay đổi đối với DNA trong toàn bộ bộ gen. Đầu tiên, một mẫu máu được thu thập từ một người có nguy cơ phát triển ung thư. Sau đó, DNA không có tế bào (cfDNA) do khối u thải ra được chiết xuất từ huyết tương và giải trình tự bằng cách sử dụng trình tự toàn bộ bộ gen tiết kiệm chi phí. Các phân tử đơn lẻ của DNA được phân tích để thay đổi trình tự và được sử dụng để thu được hồ sơ đột biến trên toàn bộ bộ gen. Cuối cùng, một mô hình học máy được đào tạo để xác định những thay đổi về tần số đột biến ung thư và không ung thư ở các vùng khác nhau của bộ gen được sử dụng để phân biệt những người bị ung thư với những người không bị ung thư. Trình phân loại tạo ra điểm số từ 0 đến 1, với điểm số cao hơn phản ánh xác suất mắc bệnh ung thư cao hơn.
Trong một loạt các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm của GEMINI, các nhà điều tra đã phát hiện ra rằng phương pháp này, khi được thực hiện bằng hình ảnh chụp cắt lớp vi tính, đã phát hiện ra hơn 90% trường hợp ung thư phổi, bao gồm cả những bệnh nhân mắc bệnh ở giai đoạn I và II. Một mô tả về công trình, một nghiên cứu chứng minh khái niệm, đã được xuất bản trực tuyến vào ngày 27 tháng 7 trên tạp chí Nature Genetics .
Nghiên cứu này lần đầu tiên cho thấy rằng một xét nghiệm như GEMINI, kết hợp các cấu hình đột biến trên toàn bộ bộ gen từ các phân tử cfDNA đơn lẻ, kết hợp với các phương pháp phát hiện ung thư khác, có thể được sử dụng để phát hiện sớm ung thư, cũng như để theo dõi bệnh nhân trong quá trình điều trị ."
Victor Velculescu, Tác giả cao cấp của Nghiên cứu và Giáo sư, Khoa Ung thư, Trung tâm Ung thư Johns Hopkins Kimmel
Nghiên cứu chủ yếu tập trung vào việc phát hiện ung thư phổi ở những người có nguy cơ cao, Daniel Bruhm, tác giả chính của nghiên cứu và nghiên cứu sinh về chương trình di truyền người tại Đại học Y khoa Johns Hopkins cho biết. “Tuy nhiên, chúng tôi đã phát hiện các cấu hình đột biến đã thay đổi trong cfDNA từ những bệnh nhân mắc các bệnh ung thư khác, bao gồm ung thư gan, khối u ác tính hoặc ung thư hạch, cho thấy nó có thể được sử dụng rộng rãi hơn,” Bruhm nói.
Nhưng câu chuyện liên quan
Để phát triển GEMINI, các nhà điều tra đã kiểm tra trình tự toàn bộ bộ gen của bệnh ung thư từ 2.511 người trên 25 bệnh ung thư khác nhau từ nghiên cứu Phân tích Ung thư Toàn bộ Bộ gen, xác định các tần số đột biến khác nhau trên bộ gen ở các loại khối u khác nhau. Ví dụ, ung thư phổi được phát hiện có trung bình 52.209 đột biến soma trên mỗi bộ gen. Các nhà điều tra cũng xác định các vùng gen có số lượng đột biến cao nhất, phát hiện ra rằng các vùng gen có tần suất đột biến cao là tương tự nhau giữa mô khối u và cfDNA có nguồn gốc từ máu từ bệnh nhân ung thư phổi, u ác tính hoặc u lympho không Hodgkin tế bào B.
Các nhà nghiên cứu đã đánh giá khả năng của GEMINI trong việc phát hiện các thay đổi trình tự trong cfDNA từ 365 người trong Nghiên cứu thuần tập về lão hóa đô thị theo chiều dọc (LUCAS), một nhóm gồm những người có nguy cơ cao mắc bệnh ung thư phổi. Điểm số GEMINI ở những người bị ung thư cao hơn so với những người không bị ung thư. Các nhà nghiên cứu cũng đánh giá liệu GEMINI có thể được kết hợp với DELFI (đánh giá DNA của các đoạn để ngăn chặn sớm) -; một thử nghiệm được phát triển trước đó để phát hiện những thay đổi về kích thước và sự phân bố của các đoạn cfDNA trên toàn bộ bộ gen -; để cải thiện việc phát hiện ung thư phổi giai đoạn đầu. Một số mẫu ung thư mà GEMINI bỏ sót đã được phát hiện bằng kỹ thuật kết hợp. Trong 89 mẫu từ các bệnh nhân thuộc nhóm LUCAS bị ung thư phổi, GEMINI kết hợp với DELFI đã phát hiện chính xác ung thư với tỷ lệ 91%.
Các nhà điều tra cũng đã nghiên cứu việc sử dụng GEMINI trong các mẫu nghiên cứu khác, bao gồm bảy bệnh nhân không có bất kỳ khối u nào có thể phát hiện được tại thời điểm lấy máu. Họ có điểm GEMINI trung bình là 0,78, cao hơn so với những người không bị ung thư. Sáu xét nghiệm dương tính khi sử dụng GEMINI và sau đó được chẩn đoán mắc bệnh ung thư phổi từ 231 đến 1.868 ngày sau khi lấy mẫu, cho thấy những bất thường trong hồ sơ đột biến cfDNA có thể được phát hiện nhiều năm trước khi chẩn đoán tiêu chuẩn.
Các thí nghiệm bổ sung đã xác định rằng GEMINI có thể phân biệt giữa các loại ung thư phổi phụ và có thể phát hiện ung thư gan giai đoạn đầu. Trong một nhóm bệnh nhân được điều trị bằng thuốc ung thư phổi, điểm số GEMINI giảm trong quá trình đáp ứng ban đầu với liệu pháp, cho thấy xét nghiệm có thể được sử dụng để theo dõi bệnh nhân trong quá trình điều trị.
Cùng với nhau, kết quả chỉ ra rằng sự kết hợp giữa phân tích đột biến GEMINI trên toàn bộ gen và phân tích phân mảnh DELFI của cfDNA "có thể tạo cơ hội phát hiện ung thư có thể mở rộng, tiết kiệm chi phí", Rob Scharpf, tiến sĩ, phó giáo sư ung thư học cho biết. tại Trung tâm Ung thư Kimmel. Ông nói: “Các thử nghiệm lâm sàng lớn hơn là cần thiết để xác nhận công cụ này trước khi nó có thể được đưa vào sử dụng trong lâm sàng.
Các đồng tác giả nghiên cứu bổ sung bao gồm Dimitrios Mathios, Zachariah Foda, Akshaya Annapragada, Jamie Medina, Vilmos Adleff, Elaine Jiayuee Chiao, Leonardo Ferreira, Stephen Cristiano, James White, Amy Kim, Valsamo Anagnostou và Jillian Phallen của Johns Hopkins. Các tác giả khác đến từ Đại học Boston và Viện Ung thư Mạng lưới Y tế Allegheny ở Pittsburgh.
