Один анализ крови указал на четыре разных вида рака и оказался дешевле аналогов

Новый метод анализа крови смог одновременно выявить признаки четырех видов рака – печени, легких, яичников или желудка – и различить несколько заболеваний печени и других органов. Новый подход основан на анализе мелких фрагментов ДНК, попадающих в кровь после гибели клеток, но существенно дешевле аналогичных тестов. Ученые надеются, что их разработка поможет создать универсальные тесты для раннего выявления сразу нескольких заболеваний. Исследования опубликовали в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Что мешало использовать анализы крови в диагностике рака?

Ученые в течение длительного времени пытаются диагностировать рак по менее инвазивным и более быстрым методам: например, вместо биопсии тканей и МРТ использовать анализ крови на признаки раковых клеток. Один из таких методов, который был создан для диагностики инфаркта, помог выявить рак у людей без болезней сердца. Врачи даже смогли использовать менструальную кровь, чтобы выявить признаки рака шейки матки с такой же точностью, как от анализа гинекологического мазка.

Исследователи давно предполагают, что для неинвазивной диагностики можно использовать внеклеточную ДНК или cfDNA. Фрагменты такой ДНК образуются после гибели клеток и в течение некоторого времени циркулируют в крови. Они поступают из разных тканей и органов, поэтому могут содержать информацию о происходящем во всем теле. Особый интерес для исследователей представляют закономерности метилирования этой ДНК – добавление к ней химических меток, расположение которых отличается в разных тканях и изменяется вследствие болезней.

Проблема состоит в том, что большинство cfDNA происходит от погибших клеток крови, тогда как фрагменты из опухолей или поврежденных органов могут быть очень редкими. Например, на ранних стадиях рака доля опухолевой cfDNA может составлять менее 0,1 процента. Поэтому такие тесты очень дорогостоящие и трудоемкие и часто ориентированы на поиск признаков одного или максимум нескольких заболеваний. Чтобы преодолеть это ограничение, команда Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе разработала новый метод анализа крови.

Как изменили подход к диагностике рака в новом исследовании?

Ученые предложили метод анализа MethylScan, позволяющий обойти проблему «засорения образцов» неопухолевой ДНК. Он включает около 154 тысяч участков генома, которые у здоровых людей обычно содержат мало метильных меток. При анализе образец обрабатывают специальными ферментами, расщепляющими такие неметилированные или слабо метилированные фрагменты, создающие «фоновый шум». В результате остаются преимущественно более метилированные участки ДНК, среди которых могут быть фрагменты опухолевого происхождения.

Такой подход позволил зафиксировать опухолевый сигнал даже тогда, когда раковая ДНК составляла всего 0,05 процента от общего количества. Технологию опробовали на 1061 образце плазмы и 899 образцах тканей, примерно половина из которых была получена от пациентов с подтвержденным раком печени, легких, яичников или желудка, а другая от пациентов без рака, которые имели доброкачественные опухоли или другие заболевания. В общем, модель очень хорошо отличала образцы людей с раком от образцов без него: показатель точности составлял 0,938, где 1,0 соответствует почти идеальному различению, а 0,5 — случайному угадыванию. За настройки, которые давали лишь около двух процентов ложноположительных результатов, тест выявлял 63,3 процента всех случаев рака и 55,3 процента случаев на ранних стадиях.

Также система правильно определяла, из какого из четырех исследованных органов происходит опухоль, в 91,7 процента случаев для всех стадий и около 90 процентов для ранних. Это важно для дальнейшей диагностики: мультираковые тесты должны не только указывать, что в организме есть признаки злокачественного процесса, но и подсказывать, где искать его источник. Кроме диагностики онкологических заболеваний метод попытались применить и для различения болезней печени. Модель различала гепатиты B и C, алкогольное поражение и неалкогольное жировое перерождение печени с общей точностью 84,7 процента.