تشخیص‌‌ و تجزیه و تحلیل مولکولی سرطان

آزمایشگاه و بالین

تشخیص‌‌ و تجزیه و تحلیل مولکولی سرطان

دکتر محسن منشدی

آزمایشگاه تشخیص طبی دکتر منشدی

www.manshadilab.com

 

موضوعات مورد بحث در این مقاله عبارتند از:

• Mammaprint® : آزمونی برای تعیین احتمال ابتلا به سرطان پستان
• Oncotype DX® (سرطان پستان): آزمایشی برای تعیین اثربخشی داروها جهت شیمی‌درمانی و احتمال عود سرطان ظرف مدت 10 سال
• Oncotype DX® (سرطان کولون): آزمایشی برای تعیین احتمال ابتلای مجدد به سرطان

تنها کاربرد آن برای سرطان کولون مرحله 2 می‌باشد.

 

 

سرطان، بیماری حاصل از تغییرات ژنتیکی (تغییرات در DNA بیمار) است. درک تغییرات ژنتیکی که در سرطان اتفاق‌ می‌افتد، امکان درک بیماری را به ما می‌دهد. با پیشرفت تکنولوژی، تعیین دقیق تغییراتی که در هر بیمار مبتلا به سرطان رخ می‌دهد ساده‌تر (و کم‌هزینه‌تر) خواهد بود.

توسعه داروهای جدید که بر اساس هدف‌های مولکولی طراحی می‌شوند بدین معنی است که با دانستن پاتولوژی مولکولی سلول‌های سرطانی، امکان بکارگیری درمان‌های مناسب و منحصربه‌فرد، متصور خواهد بود.

تست‌های تشخیصی موجود، موارد زیر را مشخص می‌کنند:

1- پیش‌بینی احتمال پاسخ‌دهی سرطان خاص به درمان‌های شیمیایی

2- بررسی احتمال بازگشت (عود) سرطان پس از برداشت توده سرطانی

 

آزمایش‌های تشخیصی قادر به بررسی موارد زیر هستند:

1- وجود یا عدم وجود مقدار یک پروتئین خاص

برای مثال می‌توان به آزمایش خون (CEA، CA-125) و آزمایشات انجام‌شده روی نمونه‌های حاصل از بیوپسی تومور

(ER، HER2 / neu)، اشاره نمود. این نوع آزمایش‌ها سال‌هاست که در دسترس هستند و به‌طور معمول برای بیماران انجام می‌شوند.

2- فعالیت (بیان) یک ژن یا مجموعه‌ای از ژن‌ها

بیان یک ژن به رونویسی RNA از DNA اشاره دارد. همه ژن‌ها به‌طور یکسان در همه سلول بیان نمی‌شوند، برخی از آن‌ها ممکن است اصلاً هیچگاه بیان نشوند. سلول‌ها فقط ژن‌هایی را بیان می‌کنند که در زمان خاص برای بقا و انجام کارهای ضروری به آن نیاز دارند. تغییر در بیان ژن، بخشی از روند تبدیل سلول‌های طبیعی به سلول‌های سرطانی است. تحقیقات گسترده‌ای به‌منظور شناسایی تکنیک‌های مناسب جهت بررسی بیان ژن در حال انجام هستند. دانستن اینکه کدام ژن‌ها در بافت‌های سرطانی به‌طور نابجا بیان می‌شوند، برای کمک به بیماران سرطانی و حتی برای کمک در پیشگیری از سرطان مهم است.

بررسی بیان ژن با روش‌های قدیمی تنها امکان پایش چند ژن را در یک زمان فراهم می‌کند درحالی‌که آنالیز GeneChip® به محققین این امکان را می‌دهد که صدها بلکه هزاران ژن را تو اماً بررسی کنند، بدین ترتیب در یک زمان، تغییر در بیان مجموعه ژن‌ها را می‌توان بررسی کرد.

در روش آنالیز GeneChip®، یک تراشه کوچک کوارتز که به آن قطعات معینی از DNA متصل شده است مورد استفاده قرار می‌گیرد. قطعات DNA روی تراشه، ممکن است دربرگیرنده‌ی تمامی ژن‌های درون یک سلول باشند. ابتدا RNA را از سلول‌های سرطانی و طبیعی (به‌عنوان کنترل) تخلیص نموده و سپس آنها را توسط آنزیم ترانس‌کریپتاز تبدیل به cDNA می‌کنند. توجه شود که به هنگام ساخت cDNA مربوط به بافت سرطانی و بافت طبیعی از ترکیبات رنگی متفاوتی استفاده می‌شود. سپس cDNA ساخته‌شده را بر روی تراشه‌هایی‌ که حاوی قطعات اسیدهای نوکلئیک معین هستند، اضافه می‌کنند. بدین ترتیب اختلاف بین بیان ژن در سلول‌های سرطانی و طبیعی، توسط کیفیت تابش فلورسانس تولیدشده، قابل پیش‌بینی است. با استفاده از رویکردهای ریاضی، مجموعه ژن‌هایی که در بیانشان تغییراتی وجود دارد، به گروه‌هایی دسته‌بندی می‌شوند.

از الگوی بیانی که بدین صورت بدست می‌آید می‌توان در موارد ذیل استفاده کرد:

• استفاده به‌عنوان تست‌های تشخیصی که هم قدرت تهاجمی کمتری دارند و هم بتوان از آنها به‌عنوان بیومارکر بهتری جهت تشخیص سریع‌تر بیماری، در مراحل اولیه استفاده کرد.
• کمک به تعیین اهداف جدید برای درمان
• ارائه روشی بهتر برای طبقه‌بندی سرطان‌ها
• امکان ارائه روش درمانی اختصاصی، مبتنی بر شواهد مولکولی

3- اختلالات ژنتیکی (جهش‌ها) و تغییرات اپی‌ژنتیکی:

جهش‌ها تغییراتی دائمی در DNA هستند که منجر به تغییر در توالی بازهای ( G ,C ,AوT ) می‌شوند. تغییرات در بیان ژن‌های مهم در فعالیت‌های سلولی در سرطان، به‌خوبی شناخته شده‌اند و آزمایش‌های جدیدی برای شناسایی این تغییرات در نمونه‌های تومورال، طراحی‌ شده‌اند. ترکیب دقیق تغییرات مشاهده‌ شده بر سلول‌های سرطانی، ممکن است مؤید اثربخش بودن و یا بی‌اثر بودن یک ترکیب خاص دارویی باشد. از طرف دیگر، تغییرات اپی‌ژنتیکی نیز تغییراتی در بازها هستند، اما آن‌ها در واقع توالی بازها را تغییر نمی‌دهند بلکه بیشتر شبیه تغییر حرف کوچک a به حرف بزرگ A است. با این حال این تغییرات می‌توانند بر روی بیان ژن تأثیر بگذارند که همچنان منجر به ایجاد تغییراتی در فعالیت ژن‌ها می‌شوند که به‌طور مکرر در سرطان مشاهده می‌گردند. تحقیقات جدید نشان داده که امکان تعیین توالی کل ژنوم بیماران سرطانی برای یافتن همه تغییرات احتمالی با هزینه مناسب و در زمانی قابل‌قبول، امکان‌پذیر است؛ بنابراین امکان استفاده از این تست‌ها در مسیرهای تشخیصی، میسر خواهد شد.

 

آزمایشات تشخیصی مولکولی موجود

Mammaprint®

تست MammaPrint توسط  Agendia معرفی شد. این تست برای مبتلایان به سرطان پستان با احتمال عود (بازگشت) طراحی شده است.

این تست چه کاری انجام می‌دهد؟ در این تست، نمونه‌ای از بافت تومورال موردنیاز است. برای تعیین میزان فعالیت (در سطوح رونویسی) 70 ژن مختلف درگیر در انتشار (متاستاز) سرطان پستان، بافت تومور مورد بررسی قرار می‌گیرد. بسته به اینکه کدامیک از ژن‌ها فعال هستند و چه میزان فعالیت دارند، این تست قادر به پیش‌بینی میزان احتمال عود هر نوع سرطان پس از جراحی خواهد بود.

MammaPrint برای کدام بیماران اندیکاسیون دارد؟ این آزمایش برای زنان مبتلا به سرطان تهاجمی اولیه پستان (مرحله 1 یا 2) که سرطان به غدد لنفاوی آنان سرایت نکرده است، کاربرد دارد. حضور یا عدم حضور گیرنده استروژن (ER) تأثیری بر روی آزمایش ندارد.

نتایج آزمون MammaPrint چیست؟ این تست تنها امکان دو نتیجه را در بردارد. نتایج تحت عنوان “کم خطر” یا “پرخطر” طبقه‌بندی می‌شوند. در بیمارانی که تومورهای آن‌ها در رده “پرخطر” قرار می‌گیرند، احتمال عود تومور طی 10 سال، در صورتی‌که بیمار درمان اضافه دیگری نگرفته باشد، 29% است. برای ‌بیمارانی که تومورهای آنها در رده “کم‌خطر” قرار می‌گیرند، احتمال عود تومور طی 10 سال در صورتیکه بیمار درمان اضافه دیگری نگرفته باشد، 10% است.

نتایج به همراه سایر اطلاعات موجود در مورد بیمار، برای کمک به اتخاذ تصمیم در انتخاب نوع درمان‌های اضافی که بیمار باید بگیرد (برای مثال درمان‌های هورمونی و یا شیمی‌درمانی) بکار گرفته می‌شوند. (1) (2) (3)

تست MammaPrint اولین تست ژنتیکی از این نوع بود که توسط FDA مورد تأئید قرار گرفت. (4)

 

Oncotype DX®  (سرطان پستان)

تست Oncotype DX® برای سرطان پستان

این تست چه کاری انجام می‌دهد؟ تست Oncotype DX® توسط Genomic Health برای سرطان پستان معرفی شد(5). هدف از این تست پیش‌بینی احتمال عود سرطان پستان طی 10 سال است. آزمایش بر روی نمونه‌ای از بافت تومور که به روش بیوپسی/ لومپکتومی/ ماستکتومی تهیه شده است، انجام می‌شود. این آزمایش فعالیت 16 ژن حائز اهمیت در رشد و یا انتشار سرطان پستان و فعالیت 5 ژن مرجع (غیر مرتبط) را اندازه‌گیری می‌کند.

Oncotype DX® برای کدام بیماران اندیکاسیون دارد؟ زنان در هر رده سنی که اخیراً در آن‌ها نتیجه تست سرطان پستان مرحله 1 یا 2 غده لنفاوی منفی و گیرنده استروژن، مثبت (ES+) گزارش‌شده، می‌توانند به‌منظور تعیین اثردهی شیمی‌درمانی از این تست استفاده نمایند. همچنین زنان در دوران پس از یائسگی که اخیراً سرطان توأم با غده لنفاوی مثبت در آن‌ها تشخیص داده شده، ممکن است بتوانند از این تست استفاده کنند.

نتایج آزمون Oncotype DX® چیست؟ نتیجه اصلی این آزمون تعیین امتیاز عود (بازگشت) است. امتیاز در مقیاس صفر تا 100 براساس سطح فعالیت 21 ژن گزارش می‌شود. این امتیاز برای رسیدن به دو پیش‌بینی متفاوت مورد استفاده قرار می‌گیرد:

1- اگر بیمار فقط تاموکسیفن مصرف کند، چقدر احتمال دارد که سرطان پستان طی 10 سال به محل دورتری (مانند ریه‌ها، کبد و غیره) برگردد؟

2- اضافه کردن شیمی‌درمانی به برنامه درمانی چه مزیتی برای بیمار خواهد داشت؟

نتایج این بررسی، حاوی نمودارهایی از نتیجه آزمایش بیمار است. بیمارانی که قادر به تفسیر نتایج خود نیستند باید توسط فرد واجد شرایطی مورد مشورت قرار گیرند. پیش‌بینی‌ها براساس کارآزمائی‌های بالینی با استفاده از OncoTypeDX® حاصل شده است. تمام بیماران در مطالعات بالینی برای تأئید آزمایش، تاموکسیفن (درمان هورمونی سرطان پستان) مصرف کردند. (6) (7) (8)

به‌طورکلی، در بیماران باامتیاز پایین، احتمال عود سرطان نیز کمتر است، همچنین اضافه نمودن داروهای شیمایی به رژیم‌درمانی نیز با احتمال کمی بر روند درمانی بیماری تأثیر خواهد داشت. در مطالعاتی که برای اثبات صحت آزمون OncoTypeDX® به عمل آمد، داروهای شیمی‌درمانی متوترکسات و فلئورواوراسیل با و یا بدون سیکلوفسفامید مورد استفاده قرار گرفتند. این گزارش همچنین شامل اطلاعاتی دقیق در مورد نتایج سه ژن از 21 ژن مورد بررسی در آزمون است که عبارتند از:

• گیرنده استروژن (ER)
• گیرنده پروژسترون (PR)
• گیرنده فاکتور رشد اپیدرمال 2 (HER2)

ازآنجاکه مقدار محصولات پروتئینی ژن‌های ER و HER2 با پاسخ به درمان‌های سرطان پستان که مبتنی بر هورمون و آنتی‌بادی هستند ارتباط دارند، این ژن‌ها به‌طور خاص لیست شده‌اند.

هزینه این آزمایش توسط بسیاری از شرکت‌های بیمه پوشش داده شده و توسط انجمن انکولوژی بالینی آمریکا (ASCO) و شبکه جامع ملی سرطان (NCCN) برای انواع خاص بیماران توصیه شده است. (9) (10)

 

Oncotype DX®  (سرطان کولون)

تست Oncotype DX® برای سرطان کولون

در سرطان، برخی از ژن‌ها بیش ‌از حد فعال هستند و فعالیت برخی دیگر بیش از حد کاهش یافته است. این تست توسط Genomic Health معرفی و به‌منظور بررسی فعالیت 12 ژن طراحی شده است. هفت ژن از این ژن‌ها در رشد سرطان کولون و یا انتشار آن نقش دارند. پنج ژن دیگر عملکرد صحیح تست را ارزیابی می‌کنند. آزمایش بر روی بافت سرطان کولون که حین عمل جراحی برداشته شده است، انجام می‌شود. هدف از انجام این آزمایش پیش‌بینی احتمال عود سرطان پس از عمل جراحی است. چنانچه احتمال بازگشت سرطان وجود داشته باشد، ممکن است بیمار شیمی‌درمانی را نیز انتخاب و به رژیم‌ درمانی خود اضافه کند. (11) (12)

اهمیت این آزمایش طی مطالعات بالینی در مبتلایان به سرطان کولون مورد تأئید قرار گرفته، اما کماکان تحت بررسی می‌باشد و هنوز توسط مراکز درمانی بزرگ سرطان به‌عنوان بخشی از درمان استاندارد سرطان پذیرفته نشده است. حداقل یک نشریه نتیجه‌گیری می‌کند که انجام بررسی‌های دیگر برای تأئید مفید بودن این آزمون برای بیماران ضروری است. (12) (13)

چه بیمارانی ممکن است آزمایش Oncotype DX® را انتخاب کنند؟ این تست برای بیمارانی که مرحله 2 سرطان کولون در آن‌ها تأئید شده است، بکار می‌رود.

نتایج آزمون چیست؟ نتیجه نهایی تست امتیاز عود، عددی بین صفر و 100 است. عدد بالاتر نشان‌دهنده احتمال بیشتر عود سرطان طی سه سال پس از عمل جراحی است. تعدادی نمودار ضمیمه‌ی نتایج این گزارش‌هاست(11). بایستی توجه داشت که این تست هنوز توسط FDA تأئید نشده است و در حال حاضر به‌عنوان یکی از راهنماهای تشخیصی در مرحله‌بندی اســــــــتاندارد سرطان کولون، قلمداد نمی‌شود. (ASCO ,NCCN).

 

1. Mammaprint website (Agendia). Accessed 12-02-2011[http://www.agendia.com/pages/mammaprint/21.php]
2. Bueno-de-Mesquita JM, Linn SC, Keijzer R, Wesseling J, Nuyten DS, van Krimpen C, Meijers C, de Graaf PW, Bos MM, Hart AA, Rutgers EJ, Peterse JL, Halfwerk H, de Groot R, Pronk A, Floore AN, Glas AM, Van’t Veer LJ, van de Vijver MJ. Validation of 70-gene prognosis signature in node-negative breast cancer. Breast Cancer Res Treat. 2009Oct;117(3):483-
3. Epub 2008 Sep 26. [PUBMED]
4. Mook S, Schmidt MK, Weigelt B, Kreike B, Eekhout I, van de Vijver MJ, Glas AM, Floore A, Rutgers EJ, van ‘t Veer LJ. The 70-gene prognosis signature predicts early metastasis in breast cancer patients between 55 and 70 years of age. Ann Oncol. 2010 Apr;21(4):717-22. Epub 2009 Oct 13. [http://annonc.oxfordjournals.org/content/21/4/717.abstract][PUBMED]
5. FDA Clears Breast Cancer Specific Molecular Prognostic Test. Published on FDA website. February 6, 2007 [http://www.fda.gov/NewsEvents/Newsroom/PressAnnouncements/2007/ucm108836.htm]
6. Oncotype DX® for breast cancer. Genomic Health Website. [http://www.oncotypedx.com/en-US/Breast.aspx]
7. Paik S, Shak S, Tang G, Kim C, Baker J, Cronin M, Baehner FL, Walker MG, Watson D, Park T, Hiller W, Fisher ER, Wickerham DL, Bryant J, Wolmark N. A multigene assay to predict recurrence of tamoxifen-treated, node-negative breast cancer.N Engl J Med. 2004 Dec 30;351(27):2817-26. Epub 2004 Dec 10. [ http://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa041588][PUBMED]
8. Albain KS, Barlow WE, Shak S, Hortobagyi GN, Livingston RB, Yeh IT, Ravdin P, Bugarini R, Baehner FL, Davidson NE, Sledge GW, Winer EP, Hudis C, Ingle JN, Perez EA, Pritchard KI, Shepherd L, Gralow JR, Yoshizawa C, Allred DC, Osborne CK, Hayes DF; Breast Cancer Intergroup of North America. Prognostic and predictive value of the 21-gene recurrence score assay in postmenopausal women with node-positive, oestrogen-receptor-positive breast cancer on chemotherapy: a retrospective analysis of a randomised trial. Lancet Oncol. 2010 Jan;11(1):55-65. Epub 2009 Dec 10. [ http://www.thelancet.com/journals/lanonc/article/PIIS1470-2045%2809%2970314-6/abstract][PUBMED]
9. Paik S, Tang G, Shak S, Kim C, Baker J, Kim W, Cronin M, Baehner FL, Watson D, Bryant J, Costantino JP, Geyer CE Jr, Wickerham DL, Wolmark N. Gene expression and benefit of chemotherapy in women with node-negative, estrogen receptor- positive breast cancer. J Clin Oncol. 2006 Aug 10;24(23):3726-34. Epub 2006 May 23. [ http://jco.ascopubs.org/content/24/23/3726.abstract][PUBMED]
10. NCCN Guidelines for breast cancer: Oncotype DX recommendation. Accessed 12-07-2011 [http://www.nccn.com/files/cancer-guidelines/breast/index.html#/22/zoomed]
11. Harris L, Fritsche H, Mennel R, Norton L, Ravdin P, Taube S, Somerfield MR, Hayes DF, Bast RC Jr; American Society of Clinical Oncology. American Society of Clinical Oncology 2007 update of recommendations for the use of tumor markers in breast cancer. J Clin Oncol. 2007 Nov 20;25(33):5287-312. Epub 2007 Oct 22. [ http://jco.ascopubs.org/content/25/33/5287.abstract][PUBMED]
12. b.Oncotype DX® website (Genomic Health). Accessed 12-08-2011[http://www.oncotypedx.com/en-US/Colon.aspx]
13. b.Gray RG, Quirke P, Handley K, Lopatin M, Magill L, Baehner FL, Beaumont C, Clark-Langone KM, Yoshizawa CN, Lee M, Watson D, Shak S, Kerr DJ. Validation Study of a Quantitative Multigene Reverse Transcriptase-Polymerase ChainReaction Assay for Assessment of Recurrence Risk in Patients With Stage II Colon Cancer. J Clin Oncol. 2011 Nov 7. [Epub ahead of print] [http://jco.ascopubs.org/content/early/2011/11/03/JCO.2010.32.8732.long] [PUBMED]
14. Webber EM, Lin JS, Evelyn P Whitlock. Oncotype DX tumor gene expression profiling in stage II colon cancer. Application: prognostic, risk prediction. PLoS Curr. 2010 Sep 2;2. pii: RRN1177. [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2940137/

] [PUBMED]

سرطان پستان در مردان

MicroRNA و سرطان (6) 

روش جدید تشخیص سرطان با آزمایش خون

بررسي ارتباط مولكولي جهش حذف 1100delC ژن CHEK2 و ابتلا به سرطان پستان

برای دانلود پی دی اف برروی لینک زیر کلیک کنید