בדיקת שתן פשוטה שהוכנה על ידי חוקרים מ-Stanford Medicine ו-VA Palo Alto Health Care System יכולה לאבחן אנשים עם סרטן שלפוחית השתן בצורה מדויקת יותר מהשיטות הסטנדרטיות הנוכחיות. הבדיקה גם מאפשרת לרופאים לא רק להעריך את תגובת הסרטן לטיפול אלא לחזות האם אימונותרפיה או כימותרפיה צפויות להיות היעילות ביותר עבור כל חולה.
הבדיקה ייחודית בכך שהיא מודדת מסרי RNA שנשפכים על ידי תאי גידול לתוך השתן, במקום לחפש מוטציות הקשורות לסרטן ב-DNA כפי שעושות רוב הביופסיות הנוזליות של הדם והשתן. מכיוון ש-RNA משקף באילו גנים תא סרטני משתמש באופן פעיל, הוא לוכד את התנהגות הגידול בנוסף לנוכחותו.
מדידת DNA של גידול בשתן יכולה לומר לנו אם קיים סרטן. ניתוח RNA יכול לומר לנו לא רק אם קיים סרטן – אלא גם מה הוא עושה."
מקסימיליאן דיהן, MD, PhD, הפרופסור של ג'ק, לולו וסם ווילסון ופרופסור לאונקולוגיה קרינה
דיהן חולק מחברו הבכיר של המחקר, שיפורסם ב-2 באוקטובר ב רפואת טבעעם ג'וזף ליאו, MD, הפרופסור של קתרין סימונס סטאמי ויו"ר המחלקה לאורולוגיה, ואש עליזאדה, MD, PhD, הפרופסור למשפחת מוג'דאם. הסטודנט לתואר שני קווין ג'יי ליו הוא המחבר הראשי של המחקר.
מדם לשלפוחית השתן
כ-85,000 אנשים בארצות הברית מאובחנים מדי שנה עם סרטן שלפוחית השתן, אשר נוטה להישנות ויקר לניטור. אבחון ומעקב מסתמכים כיום על ציסטוסקופיה, שבה מושחל אנדוסקופ לשלפוחית השתן כדי לחפש רקמות חשודות – הליך שיכול לפספס עד 30% ממקרי הסרטן. חולים בסיכון גבוה עם היסטוריה של סרטן שלפוחית השתן שאינו פולשני שרירים עשויים להזדקק לעבור את הליך המעקב כל שלושה חודשים.
לאחר ניתוח להסרת גידול, חולים רבים מטופלים בזן מוחלש של החיידק המשמש בחיסוני שחפת הנקרא Bacillus Calmette-Guérin, או BCG. BCG מוזרק ישירות לשלפוחית השתן דרך צנתר פעם בשבוע למשך שישה שבועות וניתן לחזור עליו כתחזוקה עד שלוש שנים. BCG ממריץ את מערכת החיסון של המטופל להשמיד כל תאים סרטניים מתמשכים. אבל הטיפול לא עובד עבור כולם – לחלק מהגידולים פשוט אין את הפעילות החיסונית הבסיסית הדרושה כדי לעורר התקף יעיל – ולא הייתה דרך אמינה לדעת מראש מי ירוויח.
במשך יותר מעשור, דיהן ואליזאדה שיתפו פעולה בטכנולוגיית ביופסיה נוזלית, הכוללת בדיקת דם וסוגים אחרים של נוזלים. בשנת 2014, הזוג פיתח CAPP-Seq (פרופיל סרטן מותאם אישית על ידי רצף עמוק), שיטה לזיהוי כמויות עקבות של DNA של גידול בדם של חולי סרטן ריאות ומאוחר יותר הראו שהיא יכולה גם לסווג תת-סוגי לימפומה ולסמן עמידות לתרופות מתעוררות. הם תהו האם טכניקה דומה בשימוש בשתן יכולה לשפר את האבחנה, הניטור והטיפול בסרטן שלפוחית השתן. אבל השלפוחית הציגה כמה אתגרים ייחודיים.
תאי רירית שלפוחית השתן רגילים צוברים לעתים קרובות מוטציות משלהם החופפות לאלו בגידול בפועל של המטופל. בדיקת DNA עלולה לטעות במוטציות של עוברי אורח אלה – המכונה אפקט השדה – לסרטן, ולעיתים קרובות תיקון שלהן מצריך תחילה רצף של הגידול והרקמה הרגילה של החולה כדי ללמוד אילו מוטציות לעקוב ואיזה להתעלם. לעומת זאת, מכיוון שמסרי RNA משקפים פעילות גנים כללית ולא מוטציות בודדות, בדיקות RNA אינן דורשות דגימות גידול מותאמות.
"עבור גישות מבוססות DNA, עם מידע על גידול, אתה צריך לדעת בדיוק איך נראות המוטציות של הגידול כדי לעקוב אחר מחלה", אמר עליזאדה. "לRNA אין את הבעיה הזו. אתה מחפש סימן ביולוגי של מחלה, לא דמיון מדויק, והשתן הוא דרך לא פולשנית לאיתור מדויק ולעקוב אחר סרטן שלפוחית השתן".
אולם, תכנון בדיקה מבוססת שתן המתמקדת ב-RNA ולא ב-DNA, היה קשה מכיוון שמולקולות ה-RNA בשתן הן מקוטעות ונדירות יחסית. החוקרים התאימו שיטת ריצוף גנטי שתוכננה במקור עבור RNA בפלסמה בדם ותכננו פאנל גנים מותאם אישית לזיהוי מסרי RNA נדירים בשתן בריא אך בשפע כאשר לחולה יש גידולים גניטורינאריים. הבדיקה שהתקבלה, הנקראת uRARE-seq (לכידת שתן אקראית ולתפיסת זיקה של שברי RNA נטולי תאים לצורך ניתוח העשרה על ידי רצף), מיושמת על דגימות של חולים עם סרטן שלפוחית השתן, הכליות והערמונית, עקבה מקרוב אחר הביולוגיה של הגידולים ויכלה להבחין בדרגה נמוכה מסרטן שלפוחית השתן.
גישה בעלת דיוק גבוה
במחקר של 683 דגימות שתן של מטופלים ומתנדבים בריאים, הבדיקה זיהתה נכון 95% מהאנשים עם סרטן שלפוחית השתן המקומי ונתנה חשבון בריאות נקי ל-90% מאלה שלא עשו זאת, תוך ביצועים טובים יותר הן בציטולוגיה רגילה של שתן (שבה נבדק שתן במיקרוסקופ לזיהוי תאים סרטניים) והן בבדיקת שתן מבוססת DNA. זה גם זיהה שאריות של מחלה שנותרה מאחור לאחר ניתוח ואימונותרפיה מסוג BCG.
החוקרים מצאו שלמטופלים שהגיבו לאחר מכן ל-BCG היו מסרים RNA בשתן לפני הטיפול, עשירים בגנים המעורבים בפעילות של תאי T ובפעילות איתות חיסונית; אלה שלא הראו במקום זאת סימנים של תאי גידול שמתחלקים במהירות. תוך מינוף הממצא הזה, הם פיתחו סמן ביולוגי שחזה ברמת דיוק גבוהה אם גידולים נוטים יותר להגיב לאימונותרפיה לעומת כימותרפיה, שהיא כיום טיפול קו שני אם BCG אינו מוצלח או אינו זמין.
זיהוי הסבירות הגבוהה ביותר להגיב לטיפול ב-BCG הוא קריטי. BCG מיוצר על ידי ספק עולמי יחיד, והמחסור הוא נפוץ, מה שמאלץ אורולוגים לקצוב אותו בקרב חולים. גרסה מאומתת של הבדיקה יכולה לאפשר לרופאים לשמור BCG לאותם מטופלים שסביר להניח שירוויחו ממנה ולהעביר אחרים לכימותרפיה מוקדם יותר.
החוקרים מתכננים לאמת את uRARE-seq בניסויים גדולים יותר ופרוספקטיביים במספר מרכזים, במטרה להביא טיפול מותאם אישית לחולי סרטן שלפוחית השתן.
"כרגע אין סמנים ביולוגיים בכלל שמומלצים או מאושרים למעקב. הטיפולים האלה מכבידים מאוד – פיזית וכלכלית", אמר ליאו. "אם נוכל להנחות את הבחירות הללו, יש לנו את הפוטנציאל לעזור הן לחולים והן לרופאים".
חוקרים מ-Resero Bio שבסיסה בסן קרלוס וממערכת הבריאות VA Palo Alto תרמו למחקר.
המחקר מומן על ידי המכונים הלאומיים לבריאות (מענקים R01 CA244526, R01 CA254179, K00 CA264398 ו-T32 CA930245), מלגת סטנפורד ACED Canary Fellowship, מלגת Cui Scholar Graduate Fellowship, ה-Tobacco-Related Disease and Cancer Programme and Virginia DKW and Virginia. מתנה פילנתרופית.
ליו ולכמה מחברים שותפים יש זכויות בעלות ב-Resero Bio, ספין-אוט של סטנפורד שנוצר כדי למסחר את הטכנולוגיה המתוארת במחקר; שני מחברים שותפים הם עובדי החברה. Diehn, Liao ו-Alizadeh, יחד עם מספר מחברים, הגישו פטנטים הקשורים לניתוח RNA ללא תאי שתן ודיווחו על תפקידי ייעוץ או ייעוץ עם מספר חברות אבחון ותרופות.
