Teknologi biopsi cecair ultra-sensitif mengesan kanser sebelum kaedah standard
Ulasan terakhir: 14.06.2024
Semua kandungan iLive disemak secara perubatan atau fakta diperiksa untuk memastikan ketepatan faktual sebanyak mungkin.
Kami mempunyai garis panduan sumber yang ketat dan hanya memautkan ke tapak media yang bereputasi, institusi penyelidikan akademik dan, apabila mungkin, dikaji semula kajian secara medis. Perhatikan bahawa nombor dalam kurungan ([1], [2], dan lain-lain) boleh diklik pautan ke kajian ini.
Jika anda merasakan bahawa mana-mana kandungan kami tidak tepat, ketinggalan zaman, atau tidak dipersoalkan, sila pilih dan tekan Ctrl + Enter.
Kaedah yang menggunakan kecerdasan buatan untuk mengesan DNA tumor dalam darah telah menunjukkan sensitiviti yang tidak pernah berlaku sebelum ini dalam meramalkan kanser berulang, menurut kajian yang diketuai oleh saintis dari Weill Cornell Medical School, NewYork-Presbyterian, New York Genome Center (NYGC) dan Memorial Sloan Kettering (MSK). Teknologi baharu ini berpotensi untuk meningkatkan rawatan kanser dengan mengesan kambuh semula sangat awal dan memantau dengan teliti tindak balas tumor terhadap terapi.
Dalam kajian yang diterbitkan pada 14 Jun dalam jurnal Nature Medicine, penyelidik menunjukkan bahawa mereka dapat melatih model pembelajaran mesin, sejenis platform kecerdasan buatan, untuk mengesan DNA tumor (ctDNA) yang beredar berdasarkan data penjujukan DNA daripada pesakit. Ujian darah dengan sensitiviti dan ketepatan yang sangat tinggi. Mereka berjaya menunjukkan teknologi itu pada pesakit yang menghidap kanser paru-paru, melanoma, kanser payudara, kanser kolon dan polip kolon prakanser.
"Kami dapat mencapai peningkatan ketara dalam nisbah isyarat-kepada-bunyi, yang membolehkan kami, sebagai contoh, untuk mengesan kanser berulang beberapa bulan atau bahkan bertahun-tahun sebelum kaedah klinikal standard," kata pengarang bersama kajian Dr. Dan Landau, profesor bidang perubatan di Jabatan Hematologi dan Onkologi Perubatan di Sekolah Perubatan Weill Cornell dan ahli teras Pusat Genom New York.
Pengarang bersama kajian dan pengarang pertama ialah Dr. Adam Widman, seorang felo pasca doktoral di makmal Landau yang juga pakar onkologi payudara di MSK. Pengarang pertama yang lain ialah Minita Shah dari NYGC, Dr. Amanda Friedendahl dari Universiti Aarhus dan Daniel Halmos dari NYGC dan Sekolah Perubatan Weill Cornell.
Teknologi biopsi cecair tidak dapat merealisasikan potensi besarnya untuk masa yang lama. Kebanyakan pendekatan sedia ada menyasarkan set mutasi yang berkaitan dengan kanser yang agak kecil yang selalunya terlalu jarang dalam darah untuk dikesan dengan pasti, yang membawa kepada memandang rendah kekambuhan kanser.
Beberapa tahun lalu, Dr. Landau dan rakan-rakannya membangunkan pendekatan alternatif berdasarkan penjujukan keseluruhan genom DNA dalam sampel darah. Mereka menunjukkan bahawa lebih banyak "isyarat" boleh dikumpulkan dengan cara ini, membolehkan pengesanan DNA tumor yang lebih sensitif dan logistik lebih mudah. Sejak itu, pendekatan ini semakin diterima pakai oleh pembangun biopsi cecair.
Dalam kajian baharu, penyelidik mengambil langkah lebih jauh, menggunakan strategi pembelajaran mesin lanjutan (sama seperti yang digunakan dalam aplikasi AI popular seperti ChatGPT) untuk mengesan corak halus dalam penjujukan data, khususnya untuk membezakan corak yang menunjukkan kehadiran kanser, daripada corak yang menunjukkan ralat penjujukan dan "bunyi" lain.
Dalam satu ujian, para penyelidik melatih sistem mereka, yang mereka panggil MRD-EDGE, untuk mengenali mutasi tumor khusus pesakit dalam 15 pesakit kanser kolon. Selepas pembedahan dan kemoterapi, sistem meramalkan, berdasarkan data darah, sembilan daripada mereka masih menghidap kanser. Dalam lima daripada pesakit ini, kambuh kemudian dikesan beberapa bulan kemudian dengan kaedah yang kurang sensitif. Walau bagaimanapun, tiada negatif palsu: tiada pesakit yang dianggap bebas daripada DNA tumor oleh MRD-EDGE mengalami kambuh semula semasa tempoh kajian.
MRD-EDGE telah menunjukkan kepekaan yang sama dalam kajian pesakit dengan kanser paru-paru peringkat awal dan kanser payudara tiga kali ganda negatif, mengesan semua kecuali satu kambuh awal dan memantau status tumor semasa rawatan.
Penyelidik telah menunjukkan bahawa MRD-EDGE malah boleh mengesan DNA mutan daripada adenoma kolon prakanser, polip dari mana kanser kolon berkembang.
"Tidak jelas bahawa polip ini boleh mengeluarkan ctDNA yang boleh dikesan, jadi ini merupakan kemajuan ketara yang mungkin menunjukkan strategi masa depan yang bertujuan untuk mengesan perubahan prakanser," kata Dr. Landau, yang juga ahli Sandra dan Edward Pusat Kanser Meyer di Sekolah Perubatan Weill Cornell dan sebagai pakar hematologi-onkologi di Pusat Perubatan NewYork-Presbyterian/Weill Cornell.
Akhir sekali, penyelidik menunjukkan bahawa walaupun tanpa latihan terlebih dahulu mengenai data penjujukan tumor pesakit, MRD-EDGE boleh mengesan tindak balas imunoterapi dalam melanoma dan pesakit kanser paru-paru beberapa minggu sebelum pengesanan menggunakan pengimejan X-ray standard.
"Secara keseluruhan, MRD-EDGE menangani keperluan yang besar, dan kami teruja dengan potensinya dan bekerjasama dengan rakan kongsi industri untuk cuba membawanya kepada pesakit," kata Dr. Landau.