balita

Sa nakalipas na dekada, ang teknolohiya sa pagkakasunud-sunod ng gene ay malawakang ginagamit sa pananaliksik sa kanser at klinikal na kasanayan, na nagiging isang mahalagang kasangkapan upang ipakita ang mga molekular na katangian ng kanser. Ang mga pag-unlad sa molecular diagnosis at naka-target na therapy ay nagsulong ng pagbuo ng mga konsepto ng tumor precision therapy at nagdala ng malalaking pagbabago sa buong larangan ng diagnosis at paggamot ng tumor. Maaaring gamitin ang genetic testing upang balaan ang panganib ng kanser, gabayan ang mga desisyon sa paggamot at suriin ang pagbabala, at ito ay isang mahalagang tool upang mapabuti ang mga klinikal na resulta ng pasyente. Dito, ibubuod namin ang mga kamakailang artikulo na inilathala sa CA Cancer J Clin, JCO, Ann Oncol at iba pang mga journal upang suriin ang aplikasyon ng genetic testing sa diagnosis at paggamot ng kanser.

Somatic mutations at germline mutations. Sa pangkalahatan, ang kanser ay sanhi ng mga mutation ng DNA na maaaring mamana mula sa mga magulang (germline mutations) o makuha sa edad (somatic mutations). Ang mga mutasyon sa linya ng mikrobyo ay naroroon mula sa kapanganakan, at ang mutator ay karaniwang nagdadala ng mutation sa DNA ng bawat cell sa katawan at maaaring maipasa sa mga supling. Ang mga somatic mutations ay nakukuha ng mga indibidwal sa non-gametic cells at kadalasang hindi ipinapasa sa mga supling. Parehong germline at somatic mutations ay maaaring sirain ang normal na functional na aktibidad ng mga cell at humantong sa malignant na pagbabago ng mga cell. Somatic mutations ay isang pangunahing driver ng malignancy at ang pinaka predictive biomarker sa oncology; gayunpaman, humigit-kumulang 10 hanggang 20 porsiyento ng mga pasyente ng tumor ang nagdadala ng germline mutations na makabuluhang nagpapataas ng kanilang panganib sa kanser, at ang ilan sa mga mutasyon na ito ay nakakapagpagaling din.
Mutation ng driver at mutation ng pasahero. Hindi lahat ng mga variant ng DNA ay nakakaapekto sa paggana ng cell; sa karaniwan, kailangan ng lima hanggang sampung genomic na kaganapan, na kilala bilang "mutations ng driver," upang ma-trigger ang normal na pagkabulok ng cell. Ang mga mutation ng driver ay madalas na nangyayari sa mga gene na malapit na nauugnay sa mga aktibidad sa buhay ng cell, tulad ng mga gene na kasangkot sa regulasyon ng paglago ng cell, pag-aayos ng DNA, kontrol ng cell cycle at iba pang mga proseso ng buhay, at may potensyal na magamit bilang mga therapeutic target. Gayunpaman, ang kabuuang bilang ng mga mutasyon sa anumang kanser ay medyo malaki, mula sa ilang libo sa ilang mga kanser sa suso hanggang sa higit sa 100,000 sa ilang napaka-variable na colorectal at endometrial na kanser. Karamihan sa mga mutasyon ay walang o limitadong biological significance, kahit na ang mutation ay nangyayari sa coding region, ang mga hindi gaanong mahalagang mutational na kaganapan ay tinatawag na "passenger mutations". Kung ang isang variant ng gene sa isang partikular na uri ng tumor ay hinuhulaan ang tugon nito o paglaban sa paggamot, ang variant ay itinuturing na clinically operable.
Oncogenes at tumor suppressor genes. Ang mga gene na madalas na na-mutate sa cancer ay maaaring halos nahahati sa dalawang kategorya, mga oncogenes at tumor suppressor genes. Sa normal na mga cell, ang protina na naka-encode ng oncogenes ay pangunahing gumaganap ng papel ng pagtataguyod ng paglaganap ng cell at pag-iwas sa cell apoptosis, habang ang protina na naka-encode ng oncosuppressor genes ay pangunahing responsable para sa negatibong pag-regulate ng cell division upang mapanatili ang normal na function ng cell. Sa malignant na proseso ng pagbabagong-anyo, ang genomic mutation ay humahantong sa pagpapahusay ng aktibidad ng oncogene at pagbaba o pagkawala ng aktibidad ng oncosuppressor gene.
Maliit na variation at structural variation. Ito ang dalawang pangunahing uri ng mutasyon sa genome. Binabago ng maliliit na variant ang DNA sa pamamagitan ng pagpapalit, pagtanggal, o pagdaragdag ng maliit na bilang ng mga base, kabilang ang base insertion, pagtanggal, frameshift, pagsisimula ng pagkawala ng codon, paghinto ng mga mutasyon ng pagkawala ng codon, atbp. Ang Structural variation ay isang malaking pag-aayos ng genome, na kinasasangkutan ng mga segment ng gene na may sukat mula sa ilang libong base hanggang sa karamihan ng chromosome, kabilang ang mga pagbabago sa chromosome ng chromosome, kabilang ang mga pagbabago sa chromosome ng chromosome. Ang mga mutasyon na ito ay maaaring magdulot ng pagbawas o pagpapahusay ng function ng protina. Bilang karagdagan sa mga pagbabago sa antas ng mga indibidwal na gene, ang mga genomic na lagda ay bahagi din ng mga ulat sa klinikal na pagkakasunud-sunod. Ang mga genomic na lagda ay makikita bilang mga kumplikadong pattern ng maliliit at/o structural na mga pagkakaiba-iba, kabilang ang tumor mutation load (TMB), microsatellite instability (MSI), at homologous recombination defect.

Clonal mutation at subclonal mutation. Ang mga clonal mutations ay naroroon sa lahat ng mga selula ng tumor, naroroon sa diagnosis, at nananatiling naroroon pagkatapos ng pagsulong ng paggamot. Samakatuwid, ang mga clonal mutations ay may potensyal na magamit bilang mga target na therapeutic na tumor. Ang mga subclonal mutations ay naroroon lamang sa isang subset ng mga selula ng kanser at maaaring matukoy sa simula ng diagnosis, ngunit nawawala sa kasunod na pag-ulit o lumilitaw lamang pagkatapos ng paggamot. Ang heterogeneity ng cancer ay tumutukoy sa pagkakaroon ng maraming subclonal mutations sa isang cancer. Kapansin-pansin, ang karamihan sa mga makabuluhang klinikal na mutation ng driver sa lahat ng mga karaniwang species ng cancer ay mga clonal mutations at nananatiling matatag sa buong pag-unlad ng cancer. Ang paglaban, na kadalasang pinapamagitan ng mga subclone, ay maaaring hindi matukoy sa oras ng diagnosis ngunit lumilitaw kapag ito ay umulit pagkatapos ng paggamot.

Ang tradisyonal na pamamaraan na FISH o cell karyotype ay ginagamit upang makita ang mga pagbabago sa antas ng chromosomal. Maaaring gamitin ang FISH upang makita ang mga pagsasanib ng gene, pagtanggal, at pagpapalakas, at itinuturing na "gold standard" para sa pag-detect ng mga naturang variant, na may mataas na katumpakan at pagiging sensitibo ngunit limitado ang throughput. Sa ilang hematologic malignancies, lalo na ang acute leukemia, ang karyotyping ay ginagamit pa rin upang gabayan ang diagnosis at pagbabala, ngunit ang diskarteng ito ay unti-unting pinapalitan ng mga target na molekular na assay tulad ng FISH, WGS, at NGS.
Maaaring makita ng PCR ang mga pagbabago sa mga indibidwal na gene, parehong real-time na PCR at digital drop PCR. Ang mga diskarteng ito ay may mataas na sensitivity, partikular na angkop para sa pagtuklas at pagsubaybay ng mga maliliit na natitirang sugat, at maaaring makakuha ng mga resulta sa medyo maikling panahon, ang kawalan ay limitado ang hanay ng pagtuklas (karaniwan ay nakakakita lamang ng mga mutasyon sa isa o ilang mga gene), at limitado ang kakayahang magsagawa ng maraming pagsubok.
Ang immunohistochemistry (IHC) ay isang tool sa pagsubaybay na nakabatay sa protina na karaniwang ginagamit upang makita ang pagpapahayag ng mga biomarker gaya ng ERBB2 (HER2) at estrogen receptors. Magagamit din ang IHC para makita ang mga partikular na mutated na protina (gaya ng BRAF V600E) at mga partikular na gene fusion (gaya ng ALK fusion). Ang bentahe ng IHC ay madali itong maisama sa nakagawiang proseso ng pagsusuri sa tissue, kaya maaari itong isama sa iba pang mga pagsubok. Bilang karagdagan, ang IHC ay maaaring magbigay ng impormasyon sa lokalisasyon ng subcellular na protina. Ang mga disadvantage ay limitado ang scalability at mataas na pangangailangan ng organisasyon.
Ang second-generation sequencing (NGS) NGS ay gumagamit ng high-throughput parallel sequencing techniques para makita ang mga variation sa DNA at/o RNA level. Ang pamamaraan na ito ay maaaring gamitin upang i-sequence ang parehong buong genome (WGS) at ang mga rehiyon ng gene ng interes. Nagbibigay ang WGS ng pinaka-komprehensibong impormasyon ng genomic mutation, ngunit maraming mga hadlang sa klinikal na aplikasyon nito, kabilang ang pangangailangan para sa mga sariwang sample ng tissue ng tumor (hindi pa angkop ang WGS para sa pagsusuri ng mga sample na hindi nakagalaw ng formalin) at ang mataas na gastos.
Kasama sa naka-target na pagkakasunud-sunod ng NGS ang buong exon sequencing at target na panel ng gene. Ang mga pagsubok na ito ay nagpapayaman sa mga rehiyon ng interes sa pamamagitan ng DNA probes o PCR amplification, at sa gayon ay nililimitahan ang dami ng sequencing na kinakailangan (ang buong exome ay bumubuo ng 1 hanggang 2 porsiyento ng genome, at maging ang malalaking panel na naglalaman ng 500 genes ay bumubuo lamang ng 0.1 porsiyento ng genome). Kahit na ang buong exon sequencing ay mahusay na gumaganap sa formalin-fixed na mga tisyu, ang gastos nito ay nananatiling mataas. Ang mga target na kumbinasyon ng gene ay medyo matipid at nagbibigay-daan sa kakayahang umangkop sa pagpili ng mga gene na susuriin. Bilang karagdagan, ang circulating free DNA (cfDNA) ay umuusbong bilang isang bagong opsyon para sa genomic analysis ng mga pasyente ng cancer, na kilala bilang mga liquid biopsy. Ang parehong mga selula ng kanser at mga normal na selula ay maaaring maglabas ng DNA sa daloy ng dugo, at ang DNA na ibinubuhos mula sa mga selula ng kanser ay tinatawag na circulating tumor DNA (ctDNA), na maaaring masuri upang makita ang mga potensyal na mutasyon sa mga selula ng tumor.
Ang pagpili ng pagsusulit ay depende sa partikular na klinikal na problemang dapat tugunan. Karamihan sa mga biomarker na nauugnay sa mga aprubadong therapy ay maaaring makita ng mga pamamaraan ng FISH, IHC, at PCR. Ang mga pamamaraan na ito ay makatwiran para sa pagtuklas ng maliliit na halaga ng mga biomarker, ngunit hindi nila pinapabuti ang kahusayan ng pagtuklas sa pagtaas ng throughput, at kung masyadong maraming mga biomarker ang nakita, maaaring walang sapat na tissue para sa pagtuklas. Sa ilang partikular na kanser, tulad ng kanser sa baga, kung saan mahirap makuha ang mga sample ng tissue at maraming biomarker na susuriin, ang paggamit ng NGS ay isang mas mahusay na pagpipilian. Sa konklusyon, ang pagpili ng assay ay nakasalalay sa bilang ng mga biomarker na susuriin para sa bawat pasyente at ang bilang ng mga pasyente na susuriin para sa biomarker. Sa ilang mga kaso, sapat na ang paggamit ng IHC/FISH, lalo na kapag natukoy na ang target, gaya ng pagtuklas ng mga estrogen receptor, progesterone receptor, at ERBB2 sa mga pasyente ng breast cancer. Kung kinakailangan ang mas komprehensibong paggalugad ng genomic mutations at ang paghahanap para sa mga potensyal na therapeutic target, ang NGS ay mas organisado at cost-effective. Bilang karagdagan, maaaring isaalang-alang ang NGS sa mga kaso kung saan ang mga resulta ng IHC/FISH ay malabo o hindi tiyak.

Ang iba't ibang mga alituntunin ay nagbibigay ng gabay kung aling mga pasyente ang dapat maging karapat-dapat para sa genetic na pagsusuri. Noong 2020, ang ESMO Precision Medicine Working Group ay naglabas ng unang NGS testing recommendations para sa mga pasyenteng may advanced na cancer, na nagrerekomenda ng regular na NGS testing para sa advanced non-squamous non-small cell lung cancer, prostate cancer, colorectal cancer, bile duct cancer, at ovarian cancer tumor samples, at noong 2024, ang ESMO ay nag-update batay dito sa pagsasama ng tumor at pagrerekomenda ng breast cancer. Gaya ng mga gastrointestinal stromal tumor, sarcomas, thyroid cancer at mga kanser na hindi alam ang pinagmulan.
Noong 2022, ang Clinical Opinion ng ASCO sa somatic genome testing sa mga pasyenteng may metastatic o advanced na cancer ay nagsasaad na kung ang isang biomarker related therapy ay naaprubahan sa mga pasyenteng may metastatic o advanced solid tumor, inirerekomenda ang genetic testing para sa mga pasyenteng ito. Halimbawa, dapat isagawa ang genomic testing sa mga pasyenteng may metastatic melanoma upang i-screen para sa BRAF V600E mutations, dahil ang mga RAF at MEK inhibitor ay inaprubahan para sa indikasyon na ito. Bilang karagdagan, dapat ding isagawa ang genetic testing kung mayroong malinaw na marker ng resistensya para sa gamot na ibibigay sa pasyente. Ang Egfrmab, halimbawa, ay hindi epektibo sa KRAS mutant colorectal cancer. Kapag isinasaalang-alang ang pagiging angkop ng isang pasyente para sa pagkakasunud-sunod ng gene, ang pisikal na katayuan ng pasyente, mga komorbididad, at yugto ng tumor ay dapat isama, dahil ang serye ng mga hakbang na kinakailangan para sa pagkakasunud-sunod ng genome, kabilang ang pahintulot ng pasyente, pagpoproseso ng laboratoryo, at pagsusuri ng mga resulta ng pagkakasunud-sunod, ay nangangailangan ng pasyente na magkaroon ng sapat na pisikal na kapasidad at pag-asa sa buhay.
Bilang karagdagan sa mga somatic mutations, ang ilang mga kanser ay dapat ding masuri para sa mga germline genes. Ang pagsusuri para sa mga mutasyon sa linya ng mikrobyo ay maaaring makaimpluwensya sa mga desisyon sa paggamot para sa mga kanser gaya ng BRCA1 at BRCA2 mutations sa mga kanser sa suso, ovarian, prostate, at pancreatic. Ang mga mutasyon ng germline ay maaari ding magkaroon ng mga implikasyon para sa screening at pag-iwas sa kanser sa hinaharap sa mga pasyente. Ang mga pasyente na posibleng angkop para sa pagsusuri para sa germline mutations ay kailangang matugunan ang ilang partikular na kundisyon, na kinabibilangan ng mga salik gaya ng family history ng cancer, edad sa diagnosis, at uri ng cancer. Gayunpaman, maraming mga pasyente (hanggang 50%) na nagdadala ng pathogenic mutations sa germ line ay hindi nakakatugon sa tradisyonal na pamantayan para sa pagsubok para sa germ line mutations batay sa family history. Samakatuwid, para ma-maximize ang pagkakakilanlan ng mga mutation carrier, inirerekomenda ng National Comprehensive Cancer Network (NCCN) na lahat o karamihan ng mga pasyente na may breast, ovarian, endometrial, pancreatic, colorectal, o prostate cancer ay masuri para sa germ line mutations.
Sa pagsasaalang-alang sa timing ng genetic testing, dahil ang karamihan sa mga klinikal na makabuluhang mutation ng driver ay clonal at medyo stable sa kurso ng pag-unlad ng cancer, makatwirang magsagawa ng genetic testing sa mga pasyente sa oras ng diagnosis ng advanced cancer. Para sa kasunod na genetic testing, lalo na pagkatapos ng molecular targeted therapy, ang ctDNA testing ay mas kapaki-pakinabang kaysa sa tumor tissue DNA, dahil ang DNA ng dugo ay maaaring maglaman ng DNA mula sa lahat ng tumor lesions, na mas nakakatulong sa pagkuha ng impormasyon tungkol sa tumor heterogeneity.
Ang pagsusuri ng ctDNA pagkatapos ng paggamot ay maaaring mahulaan ang tugon ng tumor sa paggamot at matukoy ang pag-unlad ng sakit nang mas maaga kaysa sa karaniwang mga pamamaraan ng imaging. Gayunpaman, ang mga protocol para sa paggamit ng data na ito upang gabayan ang mga desisyon sa paggamot ay hindi pa naitatag, at ang pagsusuri ng ctDNA ay hindi inirerekomenda maliban kung sa mga klinikal na pagsubok. Ang ctDNA ay maaari ding gamitin upang masuri ang maliliit na natitirang mga sugat pagkatapos ng radikal na operasyon ng tumor. Ang pagsusuri sa ctDNA pagkatapos ng operasyon ay isang malakas na predictor ng kasunod na paglala ng sakit at maaaring makatulong na matukoy kung ang isang pasyente ay makikinabang sa adjuvant chemotherapy, ngunit hindi pa rin inirerekomenda na gumamit ng ctDNA sa labas ng mga klinikal na pagsubok upang gabayan ang mga desisyon ng adjuvant chemotherapy.

Pagproseso ng data Ang unang hakbang sa genome sequencing ay ang pagkuha ng DNA mula sa mga sample ng pasyente, maghanda ng mga library, at bumuo ng raw sequencing data. Ang raw data ay nangangailangan ng karagdagang pagproseso, kabilang ang pag-filter ng mababang kalidad na data, paghahambing nito sa reference na genome, pagtukoy ng iba't ibang uri ng mutasyon sa pamamagitan ng iba't ibang analytical algorithm, pagtukoy sa epekto ng mga mutasyon na ito sa pagsasalin ng protina, at pag-filter ng mga mutation ng linya ng mikrobyo.
Ang anotasyon ng gene ng driver ay idinisenyo upang makilala ang mga mutation ng driver at pasahero. Ang mga mutation ng driver ay humantong sa pagkawala o pagpapahusay ng aktibidad ng tumor suppressor gene. Ang maliliit na variant na humahantong sa hindi aktibo ng mga tumor suppressor genes ay kinabibilangan ng mga nonsense mutations, frameshift mutations, at key splicing site mutations, pati na rin ang hindi gaanong madalas na pagsisimula ng codon deletion, stop codon deletion, at isang malawak na hanay ng intron insertion/deletion mutations. Bilang karagdagan, ang mga missense mutations at maliit na intron insertion/deletion mutations ay maaari ding humantong sa pagkawala ng tumor suppressor gene activity kapag nakakaapekto sa mahahalagang functional domain. Kasama sa mga istrukturang variant na humantong sa pagkawala ng aktibidad ng tumor suppressor gene ang bahagyang o kumpletong pagtanggal ng gene at iba pang genomic na variant na humahantong sa pagkasira ng frame ng pagbabasa ng gene. Ang mga maliliit na variant na humahantong sa pinahusay na paggana ng mga oncogenes ay kinabibilangan ng mga missense mutations at paminsan-minsang pagpasok/pagtanggal ng intron na nagta-target ng mahahalagang domain functional na protina. Sa mga bihirang kaso, ang pagputol ng protina o mga mutation ng splicing site ay maaaring humantong sa pag-activate ng mga oncogenes. Ang mga pagkakaiba-iba sa istruktura na humahantong sa pag-activate ng oncogene ay kinabibilangan ng pagsasanib ng gene, pagtanggal ng gene, at pagdoble ng gene.
Ang klinikal na interpretasyon ng genomic variation ay tinatasa ang klinikal na kahalagahan ng mga natukoy na mutasyon, ibig sabihin, ang kanilang potensyal na diagnostic, prognostic, o therapeutic na halaga. Mayroong ilang mga sistema ng pagmamarka batay sa ebidensya na maaaring magamit upang gabayan ang klinikal na interpretasyon ng genomic variation.
Ang Precision Medicine Oncology Database (OncoKB) ng Memorial Sloan-Kettering Cancer Center ay nag-uuri ng mga variant ng gene sa apat na antas batay sa kanilang predictive na halaga para sa paggamit ng droga: Level 1/2, FDA-approved, o clinically-standard na biomarker na hinuhulaan ang tugon ng isang partikular na indikasyon sa isang aprubadong gamot; Level 3, mga biomarker na inaprubahan o hindi inaprubahan ng FDA na hinuhulaan ang pagtugon sa mga gamot na naka-target sa nobela na nagpakita ng pangako sa mga klinikal na pagsubok, at Level 4, mga biomarker na hindi inaprubahan ng FDA na hinuhulaan ang pagtugon sa mga gamot na naka-target sa nobela na nagpakita ng nakakumbinsi na biological na ebidensya sa mga klinikal na pagsubok. Ang ikalimang subgroup na nauugnay sa paglaban sa paggamot ay idinagdag.
Ang mga alituntunin ng American Society for Molecular Pathology (AMP)/American Society of Clinical Oncology (ASCO)/College of American Pathologists (CAP) para sa interpretasyon ng somatic variation ay hinahati ang somatic variation sa apat na kategorya: Grade I, na may malakas na klinikal na kahalagahan; Baitang II, na may potensyal na klinikal na kahalagahan; Grade III, hindi alam ang klinikal na kahalagahan; Grade IV, hindi alam na klinikal na makabuluhan. Tanging ang mga variant ng grade I at II ang mahalaga para sa mga desisyon sa paggamot.
Ang Molecular Target Clinical Operability Scale (ESCAT) ng ESMO ay nag-uuri ng mga variant ng gene sa anim na antas: Level I, mga target na angkop para sa karaniwang paggamit; Ang Phase II, isang target na pinag-aaralan pa, ay malamang na gagamitin upang i-screen ang populasyon ng pasyente na maaaring makinabang mula sa target na gamot, ngunit higit pang data ang kailangan upang suportahan ito. Baitang III, naka-target na mga variant ng gene na nagpakita ng klinikal na benepisyo sa iba pang uri ng kanser; Grade IV, mga naka-target na variant ng gene lamang na sinusuportahan ng preclinical na ebidensya; Sa grade V, may katibayan upang suportahan ang klinikal na kahalagahan ng pag-target sa mutation, ngunit ang solong-drug therapy laban sa target ay hindi nagpapalawak ng kaligtasan, o isang kumbinasyon na diskarte sa paggamot ay maaaring gamitin; Grade X, kakulangan ng klinikal na halaga.