בדיקת דם חדשנית מגבירה את הדיוק של בדיקת סרטן ריאות

במחקר שפורסם לאחרונה ב-Cancer Discovery, חוקרים פיתחו ואימתו מבחן פרגמנטום של חומצה דאוקסיריבונוקלאית (cfDNA) מבוסס-דם, לזיהוי סרטן ריאות, שאם התוצאות היו חיוביות, יובא אחריו בטומוגרפיה ממוחשבת במינון נמוך. (LDCT).

לימוד: אימות קליני של מבחן פרגמנטום DNA ללא תאים להגברת גילוי מוקדם של סרטן ריאות. קרדיט תמונה: MMD Creative/Shutterstock.com

מבוא

סרטן הריאות הוא גורם מוות מרכזי, ובדיקה שנתית היא קריטית. עם זאת, ל-LDCT בחזה יש אימוץ נמוך בגלל מחסומי מטופל כמו מודעות לא מספקת, חששות בקרינה וזמינות מוגבלת.

אתגרים אחרים כוללים תיעוד לקוי של היסטוריית עישון, חוסר בפרקטיקות מוגדרות ומעקב מומחים.

בדיקת סקר לממאירות ריאות מבוססת דם, כמו טכניקת הפרגמנטום, יכולה להגביר את שיעורי ההקרנה על ידי ניתוח תצורות כרומטין ספציפיות בדם היקפי.

לגבי המחקר

במחקר הנוכחי של DELFI-L101, חוקרים פיתחו בדיקה המטולוגית באמצעות למידת מכונה לניתוח פרגמנטומים של DNA וזיהוי אנשים בסיכון לסרטן ריאות. אנשים שנבחנו חיוביים יעברו LDCT.

החל ממרץ 2021, החוקרים רשמו 958 אנשים בגילאי 50-80 עם ≥20 שנות עישון ב-47 מתקנים בארצות הברית (ארה"ב). מאפייני הזכאות דומים לקריטריונים של בדיקת LDCT של סקר ראיונות הבריאות הלאומי לשנת 2015 (NHIS).

הם לא כללו אנשים עם טיפול בסרטן בתוך שנה אחת, היסטוריה של ממאירות המטולוגית או מיאלודיספלזיה, השתלת רקמת איברים, עירוי תוצרי דם בתוך 120 יום מההרשמה, הריון והשתתפות בניסויים אחרים.

הצוות חילק את משתתפי המחקר לשלוש קבוצות: A (סרטן ריאות), B (לא סרטן בקרת) ו-C (סרטן מלבד סרטן ריאות).

הקריטריונים של ה-American Joint Committee on Cancer's Cancer Staging Manual (AJCC) קבעו את שלב המחלה. שינויים בדפוסי פיצול cfDNA (פרגמנטומים) בדם חשפו תכונות גנומיות וכרומטיות של סרטן ריאות.

החוקרים הכשירו את המסווג על 576 מקרים ובקרות לפני אימותו על 382 מקרים ובקרות נוספים.

הם השתמשו ברצפי גנום שלמים ממאגר הנתונים לאימון כדי להעריך פיצולים ב-504 מקטעים של 5.0 מגה-בייט שאינם חופפים עם יכולת מיפוי חזקה. כל אזור כלל 80,000 חלקים וכיסה גודל גנום של 2.50 GB.

הצוות בחן שינויים בכל הגנום בכרומטין מסוג Hi-C פתוח (תא A) וסגור (תא B).

הם יצרו את המסווגן באמצעות ניתוח רכיבים עיקריים (PCA) ורגרסיות לוגיסטיות, תוך שילוב שינויים ברמת הזרוע הכרומוזומלית, שברי cfDNA שמקורם בגנום המיטוכונדריאלי והפצות אורך של שברי cfDNA.

החוקרים ביצעו סימולציות של מונטה קרלו על 15 מיליון אנשים תחת שלושה תרחישים:

• תרחיש בסיס: שיטות נוכחיות ללא בדיקה המטולוגית.
• תרחיש נמוך: 10% קליטה של ​​סקר המטולוגי עבור אנשים הזכאים לבדיקת סרטן ריאתי אך לא עברו CT במינון נמוך בשנה הראשונה, עלייה ל-25% בחמש שנים.
• תרחיש גבוה: 20% קליטה של ​​סקר המטולוגי לאותה קבוצה בשנה הראשונה, עלייה ל-50% בחמש שנים.

תוצאות

החוקרים צפו בספציפיות של 58%, רגישות של 84% ו-99.8% ערך ניבוי שלילי (NPV). בהחלת השאר על הקבוצה הזכאית להקרנה עם 0.7% שכיחות סרטן ריאות, המספר הדרוש לסקר (NNS) היה 143.

אימותי המחקר הראו תוצאות שליליות וחיוביות הקשורות ל-NNS עם הדמיית LDCT לזיהוי 414 ו-76 מקרים, בהתאמה, והניבו ערך סיכון יחסי של 5.5. הערך הניבוי החיובי (PPV) היה כמעט כפול מזה של דרישות הכשירות ל-LDCT בלבד.

פרגמנטום ה-cfDNA של חולי קרצינומה של תאי קשקש בריאה (LUSC) כללו רכיב הדומה לפרופילי cfDNA מאנשים שאינם סרטניים ועוד תאים דמויי A/B שצוינו ברקמות LUSC.

אנשים שאינם סרטניים הראו דפוסי cfDNA המתקרבים לממצאי Hi-C לימפובלסטואידיים. במיקומים נפוצים, פיצול בין דגימות שסופקו על ידי אנשים עם נוכחות והיעדר סרטן היו דומים.

לחולי סרטן ריאות היו ייצוגי DNA נטול תאים מוגברים fpr 1q, 3q, 5p, 8q ו-12p, כמו גם רמות נמוכות יותר של 1p, 3p, 4q, 5q, 10q ו-17p. פיצולי ה-cfDNA שלהם היו שונים מבקרות, וחשפו כרומטין ארוז יותר ב-cfDNA של חללי LUSC סגורים, בעוד שאזורי ייחוס לימפובלסטואידים הראו את ההשפעה ההפוכה.

בנקודת הסף של 0.2, אימות צולב של פי עשרה עם עשר חזרות בתוך אוכלוסיית האימונים הניב 50% ספציפיות כללית ורגישות של 75%, 90%, 96% ו-97% עבור שלבים I, II, III ו IV, בהתאמה. הרגישות הייתה קבועה על פני גילאים, כאשר לאנשים צעירים יש סגוליות גבוהה יותר. שימוש בנתוני NHIS 2015 הניב רגישות של 80% וספציפיות של 58%.

מתרחיש ה'בסיס' (24,489 מקרים), מקרי סרטן הריאות שזוהו על ידי סקר גדלו ל-63,523 (התרחיש 'הנמוך') ו-100,346 (התרחיש 'הגבוה'). לעומת זאת, מקרי שלב I עלו ב-4.80% וב-9.70%, בעוד שאבחנות בשלב IV ירדו ב-4.20% ו-8.70%, בהתאמה.

בסך הכל, ניתן היה למנוע 4,720 מקרי מוות מממאירות ריאות בתרחיש 'בסיס', 7,652 בתרחיש 'נמוך' ו-14,264 מקרי מוות בתרחיש 'גבוה'. שימוש ב-LDCT בהקרנה עשוי להפחית את מספר הבדיקות הנדרשות לזיהוי סרטן ריאות מ-202 (תרחיש 'בסיס') ל-150 (תרחיש 'נמוך') ו-139 (תרחיש 'גבוה').

סיכום

בהתבסס על ממצאי המחקר, מבחן הפרגמנטום של ה-DNA מספק כלי חדשני, מדויק, במחיר סביר, מבוסס דם להערכת סרטן ריאות ראשונית עם מעקבי LDCT.

הבדיקה עשויה לתרום למניעת מקרי מוות הקשורים לסרטן הריאות, כאשר שיעורי אימוץ מתונים עשויים להפחית את האבחנות וההרוגים בשלב מאוחר.