Neiegkeeten

An de leschten zéng Joer gouf d'Gensequenzéierungstechnologie wäit verbreet an der Kriibsfuerschung an an der klinescher Praxis agesat a gouf zu engem wichtegen Instrument fir d'molekular Charakteristike vu Kriibs ze weisen. Fortschrëtter an der molekularer Diagnostik an der gezielter Therapie hunn d'Entwécklung vu Präzisiounstherapiekonzepter fir Tumoren gefördert a grouss Verännerungen am ganze Beräich vun der Tumordiagnostik a Behandlung bruecht. Genetesch Tester kënne benotzt ginn, fir viru Kriibsrisiken ze warnen, Behandlungsentscheedungen ze leeden an d'Prognose ze evaluéieren, an et ass e wichtegt Instrument fir d'klinesch Resultater vu Patienten ze verbesseren. Hei resuméiere mir déi rezent Artikelen, déi am CA Cancer J Clin, JCO, Ann Oncol an anere Zäitschrëften publizéiert goufen, fir d'Uwendung vu geneteschen Tester an der Kriibsdiagnostik a Behandlung ze iwwerpréiwen.

Somatesch Mutatiounen a Keimlinnmutatiounen. Am Allgemengen gëtt Kriibs duerch DNA-Mutatiounen verursaacht, déi vun den Elteren ierflech kënne ginn (Keimlinnmutatiounen) oder mam Alter kritt kënne ginn (somatesch Mutatiounen). Keimlinnmutatioune si vun der Gebuert un präsent, an de Mutator dréit normalerweis d'Mutatioun an der DNA vun all Zell am Kierper a kann un d'Nokommen weiderginn. Somatesch Mutatioune ginn vun Individuen an net-gameteschen Zellen kritt a ginn normalerweis net un d'Nokommen weiderginn. Souwuel Keimlinn- wéi och somatesch Mutatioune kënnen déi normal funktionell Aktivitéit vun Zellen zerstéieren an zu enger bösarteger Transformatioun vun Zellen féieren. Somatesch Mutatioune sinn e Schlësselfaktor fir Malignitéit an de prädiktivste Biomarker an der Onkologie; awer ongeféier 10 bis 20 Prozent vun den Tumorpatienten droen Keimlinnmutatiounen, déi hire Kriibsrisiko däitlech erhéijen, an e puer vun dëse Mutatioune si och therapeutesch.
Drivermutatioun a Passagéiermutatioun. Net all DNA-Varianten beaflossen d'Zellfunktioun; am Duerchschnëtt brauch et fënnef bis zéng genomesch Evenementer, bekannt als "Drivermutatiounen", fir eng normal Zelldegeneratioun auszeléisen. Drivermutatioune trieden dacks a Genen op, déi enk mat Zellliewensaktivitéite verbonne sinn, wéi z. B. Genen, déi an der Zellwuesstemreguléierung, der DNA-Reparatur, der Zellzykluskontroll an aner Liewensprozesser involvéiert sinn, a kënnen als therapeutesch Ziler benotzt ginn. Wéi och ëmmer, déi total Zuel vu Mutatiounen an all Kriibs ass zimlech grouss, vun e puer Dausend a verschiddene Broschtkriibserkrankungen bis zu méi wéi 100.000 a verschiddene staark variable Kolorektal- a Gebärmutterkriibserkrankungen. Déi meescht Mutatiounen hunn keng oder limitéiert biologesch Bedeitung, och wann d'Mutatioun an der kodéierender Regioun geschitt, ginn esou onbedeitend Mutatiounsevenementer "Passagéiermutatiounen" genannt. Wann eng Genvariant an engem bestëmmten Tumortyp seng Reaktioun op oder Resistenz géint d'Behandlung viraussoe kann, gëtt d'Variant als klinesch operabel ugesinn.
Onkogenen an Tumorsuppressorgenen. Genen, déi bei Kriibs dacks mutéiert sinn, kënnen ongeféier an zwou Kategorien agedeelt ginn, Onkogenen an Tumorsuppressorgenen. An normalen Zellen spillt d'Protein, dat vun Onkogenen kodéiert gëtt, haaptsächlech d'Roll vun der Fërderung vun der Zellproliferatioun an der Hemmung vun der Zellapoptose, während d'Protein, dat vun Onkosuppressorgenen kodéiert gëtt, haaptsächlech verantwortlech ass fir d'Zelldeelung negativ ze reguléieren, fir eng normal Zellfunktioun z'erhalen. Am Prozess vun der bösartiger Transformatioun féiert eng genomesch Mutatioun zu der Verbesserung vun der Onkogenaktivitéit an der Ofsenkung oder dem Verloscht vun der Onkosuppressorgenaktivitéit.
Kleng Variatioun a strukturell Variatioun. Dëst sinn déi zwou Haaptzorte vu Mutatiounen am Genom. Kleng Varianten änneren d'DNA andeems se eng kleng Zuel vu Basen änneren, läschen oder derbäisetzen, dorënner Basisinsertioun, Deletioun, Frameshift, Startcodon-Verloscht, Stopcodon-Verloscht-Mutatiounen, etc. Strukturell Variatioun ass eng grouss Genom-Ëmorganiséierung, déi Gensegmenter involvéiert, déi a Gréisst vun e puer dausend Basen bis zum gréissten Deel vum Chromosom reechen, dorënner Ännerungen an der Genkopiezuel, Chromosom-Deletioun, Duplikatioun, Inversioun oder Translokatioun. Dës Mutatioune kënnen eng Reduktioun oder Verbesserung vun der Proteinfunktioun verursaachen. Zousätzlech zu Ännerungen um Niveau vun eenzelne Genen sinn genomesch Signaturen och Deel vu klineschen Sequenzéierungsberichter. Genomesch Signaturen kënnen als komplex Mustere vu klenge an/oder strukturelle Variatiounen ugesi ginn, dorënner Tumormutatiounslaascht (TMB), Mikrosatellit-Instabilitéit (MSI) an homolog Rekombinatiounsdefekter.

Klonal Mutatioun a subklonal Mutatioun. Klonal Mutatioune sinn an allen Tumorzellen präsent, si bei der Diagnos präsent a bleiwen och no der Behandlung präsent. Dofir hunn klonal Mutatioune de Potenzial, als therapeutesch Ziler fir Tumoren agesat ze ginn. Subklonal Mutatioune si just an enger Ënnergrupp vu Kriibszellen präsent a kënnen zu Ufank vun der Diagnos nogewise ginn, awer verschwannen mat engem spéideren Rezidiv oder erschéngen eréischt no der Behandlung. Kriibsheterogenitéit bezitt sech op d'Präsenz vu multiple subklonale Mutatiounen an engem eenzege Kriibs. Et ass bemierkenswäert, datt déi grouss Majoritéit vun de klinesch bedeitenden Treibermutatiounen an allen heefege Kriibsarten klonal Mutatiounen sinn a während dem ganze Kriibsfortschrëtt stabil bleiwen. Resistenz, déi dacks duerch Subklonen verursaacht gëtt, kann zum Zäitpunkt vun der Diagnos net ëmmer nogewise ginn, awer erschéngt wann se no der Behandlung zréckkënnt.

Déi traditionell Technik FISH oder Zellkaryotypéierung gëtt benotzt fir Verännerungen op chromosomalem Niveau z'entdecken. FISH kann benotzt ginn fir Genfusiounen, Deletiounen an Amplifikatiounen z'entdecken, a gëllt als de "Goldstandard" fir d'Detektioun vun esou Varianten, mat héijer Genauegkeet a Sensibilitéit, awer limitéiertem Duerchgank. Bei verschiddenen hämatologesche Malignitéiten, besonnesch bei akuter Leukämie, gëtt Karyotypiséierung nach ëmmer benotzt fir d'Diagnos an d'Prognose ze leeden, awer dës Technik gëtt lues a lues duerch gezielt molekular Tester wéi FISH, WGS an NGS ersat.
Ännerungen an eenzelne Genen kënnen duerch PCR nogewise ginn, souwuel Echtzäit-PCR wéi och digital Drop-PCR. Dës Technike si besonnesch empfindlech, si besonnesch gëeegent fir den Noweis a Monitoring vu klenge Reschtlesiounen a kënnen an enger relativ kuerzer Zäit Resultater kréien. Den Nodeel ass, datt den Noweisberäich limitéiert ass (normalerweis gi Mutatiounen an engem oder e puer Genen nogewise) an d'Méiglechkeet fir verschidde Tester ze maachen ass limitéiert.
Immunohistochemie (IHC) ass en op Proteinen baséiert Iwwerwaachungsinstrument, dat dacks benotzt gëtt fir d'Expressioun vu Biomarker wéi ERBB2 (HER2) an Östrogenrezeptoren z'entdecken. IHC kann och benotzt ginn fir spezifesch mutéiert Proteinen (wéi BRAF V600E) a spezifesch Genfusiounen (wéi ALK-Fusiounen) z'entdecken. De Virdeel vun IHC ass, datt et einfach an de routineméissege Gewiefanalyseprozess integréiert ka ginn, sou datt et mat aneren Tester kombinéiert ka ginn. Zousätzlech kann IHC Informatiounen iwwer subzellulär Proteinlokaliséierung liwweren. D'Nodeeler sinn limitéiert Skalierbarkeet an héich organisatoresch Ufuerderungen.
Sequenzéierung vun der zweeter Generatioun (NGS) NGS benotzt parallel Sequenzéierungstechniken mat héijem Duerchsatz fir Variatiounen op DNA- an/oder RNA-Niveau z'entdecken. Dës Technik kann benotzt ginn fir souwuel dat ganzt Genom (WGS) wéi och déi interessant Genregiounen ze sequenzéieren. WGS liwwert déi ëmfaassendst Informatioun iwwer genomesch Mutatiounen, awer et gëtt vill Hindernisser fir seng klinesch Uwendung, dorënner de Besoin fir frësch Tumorgewebeprouwen (WGS ass nach net gëeegent fir d'Analyse vu Formalin-immobiliséierte Prouwen) an déi héich Käschten.
Gezielte NGS-Sequenzéierung ëmfaasst d'Sequenzéierung vun der ganzer Exon an e Panel vun den Zilgenen. Dës Tester beräicheren d'Regiounen vun Interesse duerch DNA-Sonden oder PCR-Amplifikatioun, wouduerch d'Quantitéit vun der erfuerderlecher Sequenzéierung limitéiert gëtt (dat ganzt Exom mécht 1 bis 2 Prozent vum Genom aus, a souguer grouss Panelen mat 500 Genen maachen nëmmen 0,1 Prozent vum Genom aus). Och wann d'Sequenzéierung vun der ganzer Exon a Formalin-fixéierte Gewëss gutt funktionéiert, bleiwen d'Käschte héich. Kombinatioune vun Zilgenen si relativ wirtschaftlech a erlaben Flexibilitéit bei der Auswiel vun de Genen, déi getest solle ginn. Zousätzlech gëtt zirkulierend fräi DNA (cfDNA) als nei Optioun fir d'genomesch Analyse vu Kriibspatienten entwéckelt, bekannt als flësseg Biopsien. Souwuel Kriibszellen wéi och normal Zellen kënnen DNA an de Bluttkreeslaf fräisetzen, an d'DNA, déi vu Kriibszellen ofgegoss gëtt, gëtt zirkulierend Tumor-DNA (ctDNA) genannt, déi analyséiert ka ginn, fir potenziell Mutatiounen an Tumorzellen z'entdecken.
D'Wiel vum Test hänkt vum spezifesche klinesche Problem of, dat ugepaakt muss ginn. Déi meescht Biomarker, déi mat approuvéierten Therapien verbonne sinn, kënnen duerch FISH-, IHC- an PCR-Techniken nogewise ginn. Dës Methode si vernünfteg fir d'Detektioun vu klenge Quantitéiten u Biomarker, awer si verbesseren d'Effizienz vun der Detektioun net mat eropgoender Duerchsatz, a wann ze vill Biomarker nogewise ginn, kann et sinn, datt net genuch Gewief fir d'Detektioun verfügbar ass. Bei verschiddene spezifesche Kriibsarten, wéi zum Beispill Lungenkriibs, wou Gewiefsproben schwéier ze kréien sinn a verschidde Biomarker ze testen sinn, ass d'Benotzung vun NGS eng besser Wiel. Zesummefaassend hänkt d'Wiel vum Test vun der Unzuel vun de Biomarker of, déi fir all Patient getest solle ginn, an der Unzuel vun de Patienten, déi op de Biomarker getest solle ginn. A verschiddene Fäll ass d'Benotzung vun IHC/FISH genuch, besonnesch wann d'Zil identifizéiert gouf, wéi zum Beispill d'Detektioun vun Östrogenrezeptoren, Progesteronrezeptoren an ERBB2 bei Broschtkriibspatienten. Wann eng méi ëmfaassend Exploratioun vu genomesche Mutatiounen an d'Sich no potenziellen therapeuteschen Ziler noutwendeg ass, ass NGS méi organiséiert a kosteneffektiv. Zousätzlech kann NGS a Fäll a Betruecht gezunn ginn, wou d'IHC/FISH-Resultater zweideiteg oder net schlussendlech sinn.

Verschidde Richtlinne ginn Orientéierungen doriwwer, wéi eng Patienten fir genetesch Tester berechtegt solle sinn. Am Joer 2020 huet d'ESMO Precision Medicine Working Group déi éischt NGS-Testerempfehlungen fir Patienten mat fortgeschrattene Kriibs erausginn, an där routineméisseg NGS-Tester fir fortgeschratt net-plattenepithelnen net-klengzelleg Lungenkrebs, Prostatakriibs, Darmkrebs, Gallengangkriibs an Eierstockkriibstumorproben recommandéiert goufen, an am Joer 2024 huet d'ESMO op dëser Basis aktualiséiert an d'Inklusioun vu Broschtkriibs a rare Tumoren recommandéiert, wéi zum Beispill gastrointestinal Stromaturen, Sarkomer, Schilddrüsekriibs a Kriibs vun onbekannter Hierkonft.
Am Joer 2022 seet d'ASCO hir klinesch Meenung iwwer somatesch Genomtestung bei Patienten mat metastateschem oder fortgeschrattene Kriibs, datt wann eng Biomarker-bezunnen Therapie bei Patienten mat metastatesche oder fortgeschrattene solide Tumoren zougelooss gëtt, genetesch Tester fir dës Patienten recommandéiert ginn. Zum Beispill sollten genomesch Tester bei Patienten mat metastateschem Melanom duerchgefouert ginn, fir op BRAF V600E Mutatiounen ze screenen, well RAF- an MEK-Inhibitoren fir dës Indikatioun zougelooss sinn. Zousätzlech sollten och genetesch Tester duerchgefouert ginn, wann et e kloere Marker vu Resistenz fir d'Medikament gëtt, dat dem Patient verabreicht soll ginn. Egfrmab, zum Beispill, ass ineffektiv bei KRAS-mutéiertem Darmkriibs. Wann d'Gëeegentheet vun engem Patient fir d'Gensequenzéierung berécksiichtegt gëtt, sollten de kierperlechen Zoustand vum Patient, seng Komorbiditéiten an den Tumorstadium integréiert ginn, well d'Serie vu Schrëtt, déi fir d'Genomsequenzéierung erfuerderlech sinn, dorënner d'Zoustëmmung vum Patient, d'Laborveraarbechtung an d'Analyse vun de Sequenzéierungsresultater, verlaangen, datt de Patient eng adäquat kierperlech Kapazitéit an eng Liewenserwaardung huet.
Nieft somatesche Mutatiounen sollten och verschidde Kriibsarten op Keimlinngenen getest ginn. Tester op Keimlinnmutatiounen kënnen d'Behandlungsentscheedunge fir Kriibsarten wéi BRCA1- a BRCA2-Mutatiounen a Broscht-, Eierstock-, Prostata- a Bauchspeicheldrüskriibs beaflossen. Keimlinnmutatiounen kënnen och Implikatioune fir zukünfteg Kriibsscreening a Präventioun bei Patienten hunn. Patienten, déi potenziell fir en Test op Keimlinnmutatiounen gëeegent sinn, mussen verschidde Konditioune erfëllen, dorënner Faktoren wéi d'Familljegeschicht vu Kriibs, den Alter bei der Diagnos an d'Aart vum Kriibs. Vill Patienten (bis zu 50%), déi pathogen Mutatiounen an der Keimlinn hunn, erfëllen awer net déi traditionell Critèren fir Tester op Keimlinnmutatiounen op Basis vun der Familljegeschicht. Dofir recommandéiert den National Comprehensive Cancer Network (NCCN), fir d'Identifikatioun vu Mutatiounsdréier ze maximéieren, datt all oder déi meescht Patienten mat Broscht-, Eierstock-, Endometrium-, Bauchspeicheldrüs-, Kolorektal- oder Prostatakriibs op Keimlinnmutatiounen getest ginn.
Wat den Zäitpunkt vun der genetescher Untersuchung ugeet, well déi grouss Majoritéit vun de klinesch bedeitenden Treibermutatiounen klonal sinn a relativ stabil am Laf vum Kriibsfortschrëtt sinn, ass et raisonnabel, genetesch Tester bei Patienten zum Zäitpunkt vun der Diagnos vun engem fortgeschrattene Kriibs duerchzeféieren. Fir spéider genetesch Tester, besonnesch no enger molekular gezielter Therapie, ass den ctDNA-Test méi virdeelhaft wéi d'DNA aus Tumorgewebe, well d'Blutt-DNA DNA aus allen Tumorläsiounen enthalen kann, wat méi gëeegent ass fir Informatiounen iwwer d'Heterogenitéit vum Tumor ze kréien.
D'Analyse vun der ctDNA no der Behandlung kéint d'Tumorreaktioun op d'Behandlung viraussoen an d'Krankheetsprogressioun méi fréi identifizéieren wéi Standard-Bildgebungsmethoden. Wéi och ëmmer, Protokoller fir d'Benotzung vun dësen Donnéeën fir Behandlungsentscheedungen ze leeden sinn nach net etabléiert, an d'ctDNA-Analyse gëtt net recommandéiert, ausser a klineschen Studien. ctDNA kann och benotzt ginn fir kleng Reschtlesiounen no radikaler Tumorchirurgie ze evaluéieren. ctDNA-Tester no der Operatioun sinn e staarke Prädiktor fir déi spéider Krankheetsprogressioun a kënnen hëllefen ze bestëmmen, ob e Patient vun enger adjuvanter Chemotherapie profitéiert, awer et ass ëmmer nach net recommandéiert, ctDNA ausserhalb vu klineschen Studien ze benotzen fir Entscheedungen iwwer adjuvant Chemotherapie ze leeden.

Datenveraarbechtung Den éischte Schrëtt an der Genomsequenzéierung ass d'Extraktioun vun DNA aus Patienteproben, d'Virbereedung vu Bibliothéiken an d'Generéierung vu Rohsequenzéierungsdaten. D'Rohdaten erfuerderen eng weider Veraarbechtung, dorënner d'Filterung vun Daten vun niddereger Qualitéit, de Verglach mam Referenzgenom, d'Identifikatioun vun ënnerschiddlechen Aarte vu Mutatiounen duerch verschidden analytesch Algorithmen, d'Bestimmung vum Effekt vun dëse Mutatiounen op d'Proteintranslatioun an d'Filterung vu Keimlinnmutatiounen.
D'Annotatioun vum Driver-Gen ass entwéckelt fir Mutatiounen tëscht Driver- a Passagéierfuerer z'ënnerscheeden. Driver-Mutatiounen féieren zu engem Verloscht oder enger Verbesserung vun der Aktivitéit vum Tumorsuppressor-Gen. Kleng Varianten, déi zu der Inaktivéierung vun Tumorsuppressor-Genen féieren, enthalen Nonsense-Mutatiounen, Frameshift-Mutatiounen a Schlëssel-Splicing-Site-Mutatiounen, souwéi manner heefeg Startcodon-Deletioun, Stopcodon-Deletioun an eng breet Palette vun Intron-Insertiouns-/Deletiounsmutatiounen. Zousätzlech kënnen Missense-Mutatiounen a kleng Intron-Insertiouns-/Deletiounsmutatiounen och zu engem Verloscht vun der Aktivitéit vum Tumorsuppressor-Gen féieren, wa se wichteg funktionell Domänen beaflossen. Strukturell Varianten, déi zu engem Verloscht vun der Aktivitéit vum Tumorsuppressor-Gen féieren, enthalen deelweis oder komplett Gendeletioun an aner genomesch Varianten, déi zu enger Zerstéierung vum Genliesrahmen féieren. Kleng Varianten, déi zu enger verbesserter Funktioun vun Onkogenen féieren, enthalen Missense-Mutatiounen an heiansdo Intron-Insertiounen/Deletiounen, déi wichteg proteinfunktionell Domänen ofzielen. A rare Fäll kënnen Proteintrunkerung oder Splicing-Site-Mutatiounen zu der Aktivéierung vun Onkogenen féieren. Strukturell Variatiounen, déi zu enger Onkogenaktivéierung féieren, enthalen Genfusioun, Gendeletioun a Genduplikatioun.
Déi klinesch Interpretatioun vun der genomescher Variatioun bewäert déi klinesch Bedeitung vun identifizéierte Mutatiounen, also hire potenziellen diagnosteschen, prognosteschen oder therapeutesche Wäert. Et gëtt verschidde evidenzbaséiert Bewäertungssystemer, déi benotzt kënne ginn, fir d'klinesch Interpretatioun vun der genomescher Variatioun ze guidéieren.
D'Precision Medicine Oncology Database (OncoKB) vum Memorial Sloan-Kettering Cancer Center klasséiert Genvarianten a véier Niveauen op Basis vun hirem prädiktive Wäert fir d'Medikamentennotzung: Niveau 1/2, vun der FDA guttgeheescht oder klinesch Standard Biomarker, déi d'Äntwert vun enger spezifescher Indikatioun op en guttgeheescht Medikament viraussoen; Niveau 3, vun der FDA guttgeheescht oder net guttgeheescht Biomarker, déi d'Äntwert op nei gezielt Medikamenter viraussoen, déi a klineschen Studien villverspriechend gewisen hunn, a Niveau 4, net vun der FDA guttgeheescht Biomarker, déi d'Äntwert op nei gezielt Medikamenter viraussoen, déi a klineschen Studien iwwerzeegend biologesch Beweiser gewisen hunn. Eng fënneft Ënnergrupp, déi mat Behandlungsresistenz assoziéiert ass, gouf bäigefüügt.
D'Richtlinne vun der American Society for Molecular Pathology (AMP)/American Society of Clinical Oncology (ASCO)/College of American Pathologists (CAP) fir d'Interpretatioun vu somatesche Variatiounen deelen d'somatesch Variatiounen a véier Kategorien an: Grad I, mat staarker klinescher Bedeitung; Grad II, mat potenzieller klinescher Bedeitung; Grad III, klinesch Bedeitung onbekannt; Grad IV, klinesch bedeitend net bekannt. Nëmme Varianten vum Grad I an II si fir Behandlungsentscheedungen wäertvoll.
D'ESMO seng Molecular Target Clinical Operability Scale (ESCAT) klasséiert Genvarianten a sechs Niveauen: Niveau I, Ziler gëeegent fir routineméisseg Benotzung; Phase II, en Zil, dat nach ëmmer studéiert gëtt, gëtt wahrscheinlech benotzt fir d'Patientenpopulatioun ze screenen, déi vum Zilmedikament profitéiere kéinten, awer méi Donnéeë sinn néideg fir dëst z'ënnerstëtzen. Grad III, gezielt Genvarianten, déi e klineschen Notzen bei anere Kriibsarten bewisen hunn; Grad IV, nëmme gezielt Genvarianten, déi duerch präklinesch Beweiser ënnerstëtzt ginn; Am Grad V gëtt et Beweiser fir déi klinesch Bedeitung vun der Zilsetzung vun der Mutatioun, awer eng Eenzeltherapie géint d'Zil verlängert d'Iwwerliewe net, oder eng Kombinatiounsbehandlungsstrategie kann ugeholl ginn; Grad X, Mangel u klinesche Wäert.