חוקרים במכון פרנסיס קריק ובאוניברסיטת קולג' בלונדון (UCL), במימון Cancer Research UK ומועצת המחקר האירופית (ERC), זיהו חתימה של 14 חלבונים בדם שיכולה לחזות את הסיכון לסרטן ריאות יותר מחמש שנים לפני האבחנה.
על ידי שילוב של חתימת חלבון זו עם ידע על האופן שבו דלקת מעוררת סרטן, הצוות יכול לזהות אנשים בסיכון גבוה יותר שירוויחו מתרופות כדי לעצור את אחיזת סרטן הריאות, צעד חשוב לקראת מניעת סרטן מדויקת.
ככל שאנו מזדקנים התאים שלנו רוכשים סרטן הגורם למוטציות, אך לעיתים רחוקות מספיקות מוטציות לבדן כדי להתחיל גידול. ייתכן שיהיה צורך בטריגר סביבתי, כגון חשיפה לזיהום אוויר ממקורות כגון מנועי בעירה, שריפת פחם ועשן סיגריות כדי להטות תאים מוטנטים לסרטן. נכון לעכשיו, בדיקת סרטן ריאות מוצעת רק לאנשים מעל גיל מסוים שעישנו בעבר, חסרים אף פעם לא מעשנים ולאנשים החשופים לרמות גבוהות של מזהמים שעלולים להיות גם בסיכון למחלה.
בהתבסס על מחקרים קודמים שלהם, שהראה שזיהום אוויר יכול לגרום לסרטן על ידי גרימת דלקת והתעוררות של תאים רדומים עם מוטציות, צוות המחקר, הנתמך על ידי המכון הלאומי לחקר בריאות וטיפול UCLH Biomedical Research Centre, שאף למצוא סימן של דלקת שיכולה לחזות בצורה מדויקת יותר סרטן ריאות, מעבר לסיכון המבוסס על חשיפה גרידא לגיל ואורח חיים.
פורסם היום ב תָאהצוות יישם למידת מכונה על נתוני חלבון פלזמה בדם של יותר מ-48,000 משתתפי ביובנק בבריטניה, תוך שימוש ברשומות רישום סרטן תואמות כדי לזהות את אלה שפיתחו מאוחר יותר סרטן ריאות.
יחד עם הגיל, מצב העישון וההיסטוריה הקודמת של מחלות ריאות, אלגוריתם למידת המכונה זיהה 14 חלבוני מפתח בדם שיכולים לחזות אבחנה עתידית של סרטן ריאות בתוך חמש שנים. הצוות אימת את חתימת החלבון הזו בשמונה מערכי נתונים מרחבי העולם, ומצא שהיא הייתה גבוהה יותר בחולים שבעתיד פיתחו סרטן ריאות בכל המחקרים, כולל קבוצה אחת של לא-מעשנים.
ניתוח החתימה בחולים ובמודלים של בעלי חיים העלה שהחתימה אינה מגיעה מהגידול עצמו, אלא משקפת סביבת ריאות דלקתית שונה שקודמת לסרטן. החתימה גדלה גם אצל אנשים שפיתחו מאוחר יותר פיברוזיס ריאתי אידיופטי או מחלת ריאות חסימתית כרונית (COPD), ותומכים ברעיון שהיא עשויה ללכוד מצב משותף של דלקת ריאות לפני המחלה.
מדלקת ועד מניעה
עבודה מוקדמת יותר של המעבדה הראתה שחשיפה לזיהום אוויר מפעילה תאי חיסון בריאות לשחרר אות דלקתי הנקרא אינטרלוקין-1 בטא (IL-1β), שיכול להעיר תאים רדומים הנושאים מוטציות הגורמות לסרטן.
במחקר זה, הם מראים שחשיפה לזיהום מגדילה בו זמנית את החלבונים הבולטים ומגבירה את אוכלוסיית 'תאי KAC', מצב תאים אדפטיבי המתרחש בתגובה לפציעה אך יכול גם להפוך לסרטני אם קיימות מוטציות. החוקרים הראו שתאים מוטנטים מכמה סוגי תאי ריאה שונים נכנסים כולם לאותו מצב KAC בדרכם לסרטן, ושזיהום אוויר הרחיב את מאגר תאי ה-KAC הזה והגדיל את חתימת החלבונים 14.
הצוות גם מצא שרכיבי החתימה הוגדלו בנוכחות IL-1β הקשור לזיהום אוויר. חסימת IL-1β בעכברים שנחשפו לזיהום הפחיתה את מספר תאי KAC והאטה את התפתחות הגידול המוקדמת, דבר המצביע על כך שתרופות אנטי-IL-1β יכולות למנוע סרטן ריאות באנשים שהריאות שלהם מציגות אות דלקתי זה.
גישה מדויקת למניעת סרטן
בשנת 2017, ניסוי CANTOS של נוברטיס בדק את חוסם IL-1β canakinumab כדי למנוע מחלות לב וכלי דם, ודיווח כממצא חקרני שהתרופה גם הפחיתה את שכיחות סרטן הריאות. עם זאת, התועלת הייתה צנועה ברמת האוכלוסייה, והגבילה את השימוש בו כאסטרטגיית מניעה באנשים שלא נבחרו.
בניתוח מחדש של נתונים מ-4,651 משתתפי CANTOS, החוקרים מצאו שאנשים עם חתימת בסיס גבוהה של 14 חלבונים היו אלה שהפיקו תועלת ברורה מקנקינומאב, כשהסיכון שלהם לסרטן הריאות ירד כמעט בחצי. על ידי בחירת רק אלה עם חתימה גבוהה, מספר האנשים שנדרשו לטפל כדי למנוע שכיחות אחת של סרטן ריאות היה 55, בהשוואה לאסטרטגיות מניעה קרדיווסקולריות כמו סטטינים.
Tej Pandya, סטודנט לדוקטורט קליני ב-UCL ומדען אורח במכון פרנסיס קריק, אמר: "השתמשנו בלמידת מכונה על נתוני פלזמה של למעלה מ-48,000 אנשים כדי לזהות את חתימת 14 החלבונים, והיה מדהים לאמת אותה על פני שמונה מערכי נתונים עם יותר מ-80 משתפי פעולה בארבע יבשות במעבדות-יד כדי להבין את המעבדות הביולוגיות. במודלים של עכברים, הראינו שהחתימה משקפת שינוי בסביבה דלקתית של הריאות לפני שהסרטן תופס. זוהי הוכחה לכך שיום אחד נוכל להשתמש בחתימה הזו כדי להציע טיפול מונע לאנשים בסיכון לסרטן ריאות.
צ'ארלי סוונטון, מנהל מחקר קליני וראש קבוצה ראשי ב-Crick, פרופסור לסרטן ב-UCL וחוקר מוביל עבור TRACERx, אמר: "תרופות כמו סטטינים שינו את מניעת מחלות לב וכלי דם, המשמשות לטיפול באנשים עם 'ליפופרוטאין בצפיפות נמוכה' (LDL) גבוהה. אבל עדיין אין לנו השפעה של סרטן ריאות או סטטיסטיקה בקליניקה של סיכון, או סמן סטטי ב-hand. של אבחון סרטן ריאות בשלב מאוחר, ולכן היכולת לזהות אנשים בסיכון גבוה יותר ולהתערב לפני התפתחות המחלה היא קריטית.
"מציאת איתות למצב דלקתי בריאות נתנה לנו תובנה לגבי חלון ההזדמנויות הזה, שבו טיפול מונע יכול לעבוד בצורה הטובה ביותר. עבודה זו תומכת ברעיון חדש יחסית בתחום, שכמה מחלות נפוצות הקשורות לגיל, הגורמות לנטל גבוה של מחלות בקהילה, חולקות מצב דלקתי נפוץ, פרה-סימפטומטי. אנו חושבים שהחתימה יכולה לעזור ולמנוע בעתיד מחלות ריאות אחרות".
על ידי חשיפת סימני האזהרה המוקדמים ביותר לסרטן, מחקר זה מקרב אותנו להתערבות מוקדמת יותר ואולי לעצור את המחלה לפני שהיא מתחילה.
בכך, זה יכול לעזור לחסוך מאנשים ויקיריהם את ההשפעה של אבחון סרטן, טיפול וכל מה שאחריו, ולאפשר להם במקום להתמקד ברגעים החשובים ביותר".
היילי בראון, מנהלת מידע מחקר, חקר הסרטן בבריטניה
עבודה זו הייתה שיתוף פעולה בין מכון פרנסיס קריק, UCL, המכון הלאומי לחקר בריאות וטיפול UCLH Biomedical Research Center, CRUK Lung Cancer Center of Excellence, Novartis, RVC, EPIC, ARIC, TALENT ו-CKB consortia, QMUL, WEHI ואוניברסיטת מנצ'סטר. המממנים כוללים את מכון פרנסיס קריק, UCL, CRUK Lung Cancer Center of Excellence, The Mark Foundation for Cancer Research, the Ruth Strauss Foundation, European Research Council, EMBO, Rosetrees, MRC, Wellcome, UKRI and Barts Charity.
