Как обычно выявляется меланома?

Подозрение на меланому кожи обычно впервые возникает во время профилактического дерматологического осмотра, а диагноз подтверждается результатами биопсии кожи с последующим гистологическим исследованием. За последние десятилетия такие методы, как дерматоскопия и фотокартирование всего тела (цифровая дерматоскопия всего тела), значительно повысили точность диагностики и диспансерного наблюдения меланомы. Тем не менее своевременное выявление заболевания по-прежнему сопряжено с трудностями [1].

На поздних стадиях опухолевого процесса для оценки прогрессирования заболевания применяются позитронная эмиссионная томография (ПЭТ) или компьютерная томография (КТ).

Что такое диагностика меланомы по анализу крови?

Диагностика меланомы по крови представляет собой обнаружение ассоциированных с опухолью компонентов в кровеносном русле пациента. Этот подход может быть особенно ценным для постановки диагноза, оценки прогноза или мониторинга заболевания в ситуациях, когда первичная опухоль труднодоступна или когда имеют место множественные вторичные очаги (метастазы).

Выявление опухолевых маркеров в периферической крови также широко известно как жидкая биопсия.

Какие опухолевые биомаркеры циркулируют в крови?

К опухолевым биомаркерам, определяемым в плазме и сыворотке крови, относятся:

  • Опухоль-ассоциированные аутоантитела (ОАА, TAAbs);
  • Циркулирующие опухолевые клетки (ЦОК, CTCs);
  • Циркулирующая опухолевая ДНК (цоДНК, ctDNA);
  • Опухолевые экзосомы (везикулы, транспортирующие молекулярные компоненты клетки во внеклеточное пространство) (TEXs).

Биомаркеры в кровеносном русле

Рисунок 1. Опухолевые биомаркеры, поступающие в периферический кровоток. Внеклеточная ДНК (вкДНК/cfDNA) и экзосомы выделяются также и нормальными неопухолевыми тканями, тогда как циркулирующие опухолевые клетки и опухолевые экзосомы секретируются непосредственно опухолью. Лейкоциты, инфильтрирующие опухолевую ткань, стимулируют продукцию специфических аутоантител. Эти маркеры наряду с эритроцитами и лейкоцитами циркулируют в системном кровотоке. Изображение создано Gabriela Marsavela с использованием графических ресурсов somersault18:24.

Каково клиническое значение диагностики меланомы по анализу крови?

В настоящее время диагностика меланомы по крови носит экспериментальный характер и пока не вошла в рутинную клиническую практику.

Научные исследования в этой области активно развиваются во всем мире, и ожидается, что первые стандартизированные тест-системы для выявления и мониторинга меланомы по анализу крови станут доступны клиницистам в ближайшие годы.

Предполагается, что данные тесты будут служить дополнением к существующим клиническим протоколам — осмотрам кожи, лучевым методам визуализации и стандартному патоморфологическому исследованию тканей опухоли, пока их валидность и надежность не будут окончательно подтверждены в масштабных когортных исследованиях. На текущем этапе результаты жидкостной биопсии не должны напрямую определять схему лечения до тех пор, пока клиническая польза тестов не будет официально доказана.

Диагностика других онкологических заболеваний по анализу крови

Ряд серологических тестов уже успешно применяется для первичной диагностики и динамического наблюдения других солидных опухолей:

  • Определение простатспецифического антигена (ПСА) широко используется в рамках скрининга рака предстательной железы [2].
  • Разработаны диагностические панели на основе опухоль-ассоциированных аутоантител, такие как EarlyCDT®-Lung для выявления рака легкого и тест PAULA для диагностики немелкоклеточного рака легкого (НМРЛ); однако они пока не стали общепринятым стандартом [3,4].
  • Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) одобрило автоматизированную систему для детекции и подсчета циркулирующих опухолевых клеток (CellSearch®) с целью оценки прогноза при раке молочной железы, колоректальном раке и раке простаты, и этот метод все шире применяется в клинических испытаниях инновационных противоопухолевых препаратов [5].
  • Анализ цоДНК позволяет выявлять мутацию резистентности к ингибиторам тирозинкиназы EGFR p.T790M у пациентов с НМРЛ; ее ранее обнаружение дает возможность своевременно перевести пациента на терапию препаратами второй линии [6].

Какие лабораторные методы используются для выявления меланомы по крови?

В зависимости от предполагаемой стадии меланомы применяются различные молекулярно-генетические и иммунологические методы обнаружения специфических биомаркеров (рис. 1).

Опухоль-ассоциированные аутоантитела

Аутоантитела — это иммуноглобулины, вырабатываемые собственной иммунной системой пациента в ответ на антигены (белки), которые в норме присутствуют в тканях организма.

  • Точные механизмы развития этого аутоиммунного ответа при меланоме до конца не изучены, но предполагается, что он индуцируется высвобождением внутриклеточных антигенов в кровоток при малигнизации и последующем распаде опухолевых клеток [7].
  • В интактных клетках эти антигены пространственно изолированы и недоступны для клеток иммунной системы.
  • При развитии опухоли они попадают в системный кровоток, провоцируя выработку специфических аутоантител.
  • Считается, что ОАА представляют собой один из самых ранних серологических маркеров меланомы [8].

На основе масштабного исследования когорты из 104 пациентов с меланомой на ранних стадиях и 105 здоровых добровольцев исследовательская группа Университета Эдит Коуэн (Перт, Австралия) выявила 139 аутоантител, обладающих потенциалом для ранней диагностики первичной меланомы. В настоящее время разрабатывается диагностическая панель на основе 10 ключевых аутоантител, позволяющая выявлять опухоль с общей точностью до 81,5%.

Циркулирующие опухолевые клетки

ЦОК представляют собой единичные опухолевые клетки, отделившиеся от первичного или метастатического узла и вышедшие в кровеносное русло. Они способны давать начало новым вторичным очагам (метастазам) в отдаленных тканях и органах, что является основной причиной летальных исходов в онкологии [9,10].

  • Обнаружение ЦОК коррелирует с неблагоприятным прогнозом и неэффективностью терапии [11,12].
  • Отсутствие или стойкое снижение пула ЦОК свидетельствует о положительном терапевтическом ответе.
  • Для изоляции ЦОК применяются микрофлюидные чипы, разделяющие клетки по размеру (опухолевые клетки обычно крупнее форменных элементов крови) [13].
  • В крови пациентов с меланомой идентифицированы различные субпопуляции ЦОК, отличающиеся спектром поверхностных антигенов и гетерогенным ответом на фармакотерапию [14].

У многих пациентов со временем развивается приобретенная резистентность к системной терапии меланомы. Выделенные ЦОК человека могут использоваться в качестве персонализированных моделей для тестирования чувствительности к новым противоопухолевым препаратам in vitro или на мышиных ксенографтах [15].

Циркулирующая опухолевая ДНК

Плазменная цоДНК представляет собой фрагменты нуклеиновых кислот, высвобождаемые в системный кровоток при апоптозе и некрозе опухолевых клеток.

  • Определение цоДНК в плазме служит надежным маркером общего объема опухолевой массы и может применяться для регулярного мониторинга метастатической (IV стадия) меланомы [15–23].
  • Анализ цоДНК позволяет выявлять специфический мутационный профиль меланомы у конкретного пациента в режиме реального времени.
  • Низкая или неопределяемая концентрация цоДНК до начала лечения ассоциирована с лучшим ответом на терапию и имеет благоприятное прогностическое значение [16–20].
  • Концентрация цоДНК прямо пропорциональна опухолевой нагрузке и точно отражает динамику ответа на таргетную или иммунотерапию [15, 16]. Снижение уровня цоДНК указывает на регрессию процесса, тогда как повторный подъем свидетельствует о прогрессировании заболевания или формировании лекарственной устойчивости [15, 16, 22].

Для внедрения мониторинга цоДНК в стандартные клинические рекомендации требуются проспективные клинические исследования, подтверждающие целесообразность коррекции схем лечения на основе колебаний данного маркера.

Опухолевые экзосомы

Экзосомы — это микровезикулы диаметром 50–100 нм, секретируемые практически всеми клетками организма. Экзосомы опухолевого происхождения активно изучаются в качестве перспективных биомаркеров при различных неоплазиях [24–27], однако объем данных при меланоме пока ограничен.

  • Первичные данные свидетельствуют о том, что специфические микроРНК и белковые фракции внутри экзосом обладают высокой диагностической чувствительностью.
  • К маркерам сывороточных экзосом относятся белок S100 и белок ингибирующей активности меланомы (MIA), применяемые в оценке ранних стадий болезни [28].
  • Концентрация тирозиназа-родственного белка 2 (TRP-2), изолированного из экзосом, снижена у пациентов с диссеминированной (IV стадия) меланомой по сравнению со здоровыми лицами.
  • Уровень экзосомальной микроРНК-125b (miR-125b) позволяет дифференцировать определенные группы пациентов с распространенной меланомой от группы контроля [28,29].
  • Последние данные демонстрируют, что профиль экзосом сыворотки может предсказывать характер ответа на терапию ингибиторами иммунных контрольных точек [30].

Каковы преимущества диагностики меланомы по анализу крови?

Забор крови и ее подготовка являются стандартными рутинными манипуляциями для большинства медицинских учреждений и лабораторий.

  • Жидкая биопсия значительно менее инвазивна, чем хирургическое иссечение новообразования или метастатического узла.
  • Исследование можно повторять с высокой частотой для динамического контроля за группами высокого риска, раннего обнаружения рецидива или оценки ответа на терапию.
  • Методика потенциально экономична и требует значительно меньше времени, чем расширенные инструментальные обследования.

Фундаментальные открытия, сделанные при изучении биомаркеров меланомы, могут послужить основой для создания диагностических панелей при других формах злокачественных опухолей.

  • Панели аутоантител теоретически позволяют диагностировать меланому на субклинической стадии, опережая визуальные проявления опухоли на месяцы или даже годы [31, 32]. ОАА сохраняют стабильную концентрацию в плазме на протяжении длительного времени [33].
  • Идентификация конкретных субпопуляций ЦОК помогает в стратификации прогностических рисков.
  • Анализ цоДНК незаменим для динамического наблюдения за пациентами с метастатической меланомой, получающими таргетные препараты или иммунотерапию.
  • Экзосомы открывают возможности для комплексного одномоментного исследования профиля ДНК, РНК и белков опухоли в реальном времени.

Каковы недостатки и ограничения методики?

Широкому внедрению метода в стандарты оказания медицинской помощи препятствует необходимость проведения трудоемких, длительных и дорогостоящих мультицентровых исследований.

  • ЦОК крайне редки в кровеносном русле (в среднем 1–10 клеток на 10 мл цельной крови), что требует забора значительных объемов крови для адекватного анализа.
  • Опухолевые клетки обладают повышенной механической и осмотической хрупкостью, поэтому выделение и анализ должны выполняться непосредственно после забора свежих образцов.
  • Анализ цоДНК демонстрирует сниженную чувствительность у пациентов с изолированным метастатическим поражением головного мозга (из-за гематоэнцефалического барьера) и при малом объеме опухолевой массы [34, 35].

Каковы побочные эффекты и риски процедуры?

Риски и возможные нежелательные явления при проведении анализа минимальны:

  • Кратковременный дискомфорт или образование гематомы в месте венепункции;
  • Риск развития анемии легкой степени тяжести у коморбидных пациентов при регулярном заборе больших объемов крови;
  • Вероятность ложноположительных или ложноотрицательных результатов, так как специфичность и чувствительность тест-систем пока не достигают 100%.

Литература

  1. Loescher LJ, Janda M, Soyer HP, et al. Advances in skin cancer early detection and diagnosis. Semin Oncol Nurs 2013; 29: 170–81. DOI: 10.1016/j.soncn.2013.06.003. PubMed
  2. Prostate Cancer Foundation of Australia. Clinical practice guidelines on PSA testing. 2018. Available at: http://www.prostate.org.au/awareness/for-healthcare-professionals/clinical-practice-guidelines-on-psa-testing/
  3. Chapman CJ, Healy GF, Murray A, et al. EarlyCDT®-Lung test: improved clinical utility through additional autoantibody assays. Tumour Biol 2012; 33: 1319–26. DOI: 10.1007/s13277-012-0379-2. PubMed
  4. Doseeva V, Colpitts T, Gao G, Woodcock J, Knezevic V. Performance of a multiplexed dual analyte assay for the early detection of non-small cell lung cancer. J Transl Med 2015; 13: 55. DOI: 10.1186/s12967-015-0419-y. PubMed
  5. Miller MC, Doyle GV, Terstappen LW. Significance of circulating tumor cells detected by the CellSearch system in patients with metastatic breast colorectal and prostate cancer. J Oncol 2010: 2010; 617421. DOI: 10.1155/2010/617421. PubMed
  6. Kwapisz D. The first liquid biopsy test approved. Is it a new era of mutation testing for non-small cell lung cancer? Ann Transl Med 2017; 5(3): 46. DOI: 10.21037/atm.2017.01.32. PubMed
  7. Zaenker P, Gray ES, Ziman MR. Autoantibody production in cancer — the humoral immune response toward autologous antigens in cancer patients. Autoimun Rev 2016; 15: 477–83. DOI: 10.1016/j.autrev.2016.01.017. PubMed
  8. Kaae J, Wohlfahrt J, Boyd HA, Wulf HC, Biggar RJ, Melbye M. The impact of autoimmune diseases on the incidence and prognosis of cutaneous malignant melanoma. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2007; 16: 1840–4. DOI: 10.1158/1055-9965.EPI-07-0459. PubMed
  9. Nguyen DX, Bos PD, Massague J. Metastasis: from dissemination to organ-specific colonization. Nat Rev Cancer 2009; 9: 274–84. DOI: 10.1038/nrc2622. PubMed
  10. Friedl P, Alexander S. Cancer invasion and the microenvironment: plasticity and reciprocity. Cell 2011; 147: 992–1009. DOI: 10.1016/j.cell.2011.11.016. PubMed
  11. Klinac D, Gray E, Freeman J, et al. Monitoring changes in circulating tumour cells as a prognostic indicator of overall survival and treatment response in patients with metastatic melanoma. BMC Cancer 2014; 14: 423. DOI: 10.1186/1471-2407-14-423. Journal
  12. Khoja L, Lorigan P, Zhou C, et al. Biomarker utility of circulating tumor cells in metastatic cutaneous melanoma. J Invest Dermatol 2013; 133: 1582–90. DOI: 10.1038/jid.2012.468. PubMed
  13. Aya-Bonilla CA, Marsavela G, Freeman JB, et al. Isolation and detection of circulating tumour cells from metastatic melanoma patients using a slanted spiral microfluidic device. Oncotarget 2017; 8: 67335–68. DOI: 10.18632/oncotarget.18641. PubMed
  14. Gray ES, Reid AL, Bowyer S, et al. Circulating melanoma cell subpopulations: their heterogeneity and differential responses to treatment. J Invest Dermatol 2015; 135: 2040–8. DOI: 10.1038/jid.2015.127. PubMed
  15. Girotti MR, Gremel G, Lee R, et al. Application of sequencing, liquid biopsies, and patient-derived xenografts for personalized medicine in melanoma. Cancer Discov 2016; 6: 286–99. DOI: 10.1158/2159-8290.CD-15-1336. PubMed
  16. Gray ES, Rizos H, Reid AL, et al. Circulating tumor DNA to monitor treatment response and detect acquired resistance in patients with metastatic melanoma. Oncotarget 2015; 6: 42008–18. DOI: 10.18632/oncotarget.5788. PubMed
  17. Ascierto PA, Minor D, Ribas A, et al. Phase II trial (BREAK-2) of the BRAF inhibitor dabrafenib (GSK2118436) in patients with metastatic melanoma. J Clin Oncol 2013; 31: 3205–11. DOI: 10.1200/JCO.2013.49.8691. PubMed
  18. Sanmamed MF, Fernandez-Landazuri S, Rodriguez C, et al. Quantitative cell-free circulating BRAFV600E mutation analysis by use of droplet digital PCR in the follow-up of patients with melanoma being treated with BRAF inhibitors. Clin Chem 2015; 61: 297–304. DOI: 10.1373/clinchem.2014.230235. PubMed
  19. Santiago-Walker A, Gagnon R, Mazumdar J, et al. Correlation of BRAF mutation status in circulating-free DNA and tumor and association with clinical outcome across four BRAFi and MEKi clinical trials. Clin Cancer Res 2016; 22: 567–74. DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-15-0321. PubMed
  20. Gonzalez-Cao M, Mayo-de-Las-Casas C, Molina-Vila MA, et al. BRAF mutation analysis in circulating free tumor DNA of melanoma patients treated with BRAF inhibitors. Melanoma Res 2015; 25: 486–95. DOI: 10.1097/CMR.0000000000000187. PubMed
  21. Schreuer M, Meersseman G, Van Den Herrewegen S, et al. Quantitative assessment of BRAF V600 mutant circulating cell-free tumor DNA as a tool for therapeutic monitoring in metastatic melanoma patients treated with BRAF/MEK inhibitors. J Transl Med 2016; 14: 95. DOI: 10.1186/s12967-016-852-6. PubMed
  22. Wong SQ, Raleigh JM, Callahan J, et al. Circulating tumor DNA analysis and functional imaging provide complementary approaches for comprehensive disease monitoring in metastatic melanoma. JCO Precis Oncol 2017; April 27. Epub. DOI: 10.1200/PO.16.00009. Journal
  23. Lee JH, Long GV, Boyd S, et al. Circulating tumour DNA predicts response to anti-PD1 antibodies in metastatic melanoma. Ann Oncol 2017; 28: 1130–6. DOI: 10.1093/annonc/mdx026. PubMed
  24. Hannafon BN, Trigoso YD, Calloway CL, et al. Plasma exosome microRNAs are indicative of breast cancer. Breast Cancer Res 2016; 18(1): 90. DOI: 10.1186/s13058-016-0753-x. PubMed Central
  25. Ogata-Kawata H, Izumiya M, Kurioka D, et al. Circulating exosomal microRNAs as biomarkers of colon cancer. PLoS ONE 2014; 9: e92921. Journal
  26. Jakobsen KR, Paulsen BS, Bæk R, Varming K, Sorensen BS, Jørgensen MM. Exosomal proteins as potential diagnostic markers in advanced non-small cell lung carcinoma. J Extracell Vesicles 2015; 4: 26659. DOI: 10.3402/jev.v4.26659. PubMed
  27. Khan S, Jutzy JMS, Valenzuela MMA, et al. Plasma-derived exosomal survivin, a plausible biomarker for early detection of prostate cancer. PLoS ONE 2012; 7: e46737. DOI: 10.1371/journal.pone.0046737. Journal
  28. Alegre E, Zubiri L, Perez-Gracia JL, et al. Circulating melanoma exosomes as diagnostic and prognosis biomarkers. Clin Chim Acta 2016; 454: 28–32. DOI: 10.1016/j.cca.2015.12.031. PubMed
  29. Alegre E, Sanmamed MF, Rodriguez C, Carranza O, Martín-Algarra S, González A, et al. Study of circulating microRNA-125b levels in serum exosomes in advanced melanoma. Arch Pathol Lab Med 2014; 138: 828–32. DOI: 10.5858/arpa.2013-0134-OA. PubMed
  30. Tucci M, Passarelli A, Mannavola F, et al. Serum exosomes as predictors of clinical response to ipilimumab in metastatic melanoma. OncoImmunology 2018; 7(2): e1387706. DOI: 10.1080/2162402X.2017.1387706. PubMed
  31. Zayakin P, Ancāns G, Silina K, et al. Tumor-associated autoantibody signature for the early detection of gastric cancer. Int J Cancer 2013; 132: 137–47. DOI: 10.1002/ijc.27667. PubMed
  32. Caron M, Choquet-Kastylevsky G, Joubert-Caron R. Cancer immunomics: using autoantibody signatures for biomarker discovery. Mol Cell Proteomics 2007; 6: 1115–22. PubMed
  33. Anderson KS, Cramer DW, Sabani S, et al. Autoantibody signature for the serologic detection of ovarian cancer. J Proteome Res 2015; 14: 578–86. DOI: 10.1021/pr500908n. PubMed
  34. De Mattos-Arruda L, Mayor R, Ng CKY, et al. Cerebrospinal fluid-derived circulating tumour DNA better represents the genomic alterations of brain tumours than plasma. Nat Commun 2015; 6: 8839. DOI: 10.1038/ncomms9839. Journal
  35. Momtaz P, Pentsova E, Abdel-Wahab O, et al. Quantification of tumor-derived cell free DNA (cfDNA) by digital PCR (DigPCR) in cerebrospinal fluid of patients with BRAFV600 mutated malignancies. Oncotarget 2016; 7: 85430–36. DOI: 10.18632/oncotarget.13397. PubMed Central

Материалы DermNet

Внешние ресурсы

 

Книги по дерматологии