Аннотация: Рациональные методы молекулярной диагностики являются основой и предпосылкой для индивидуализированного лечения. Взаимосвязь между индивидуализированным лечением, эффективностью и прогнозом пациентов со злокачественными опухолями привлекает все больше внимания. Молекулярные методы диагностики продемонстрировали большие преимущества в исследованиях и клиническом применении для оценки риска, ранней диагностики, молекулярного типирования, прогнозирования биологического поведения опухоли, оценки прогноза, скрининга лекарств и мониторинга эффективности злокачественных опухолей. Выбор наиболее подходящих противоопухолевых препаратов для разных пациентов с помощью методов молекулярной диагностики стал необходимым путем для повышения эффективности, снижения побочных эффектов и экономического бремени при лечении колоректального рака. Колоректальный рак — распространенная злокачественная опухоль желудочно-кишечного тракта, занимающая второе место по числу опухолей желудочно-кишечного тракта. Наиболее распространенным местом является прямая кишка и место соединения прямой и сигмовидной кишки, что составляет 60% случаев. Уровень заболеваемости увеличивается с возрастом, начиная с 40 лет и достигая пика в возрасте от 60 до 75 лет. Колоректальный рак имеет четкое географическое распространение и семейно-наследственный фактор. Заболеваемость выше в Северной Америке и Западной Европе, а колоректальный рак занимает второе место среди причин смерти от всех онкологических заболеваний в США. Данные показывают, что колоректальный рак вышел на третье место в рейтинге заболеваемости опухолями в Китае, и с ростом урбанизации и старением населения ожидается, что заболеваемость колоректальным раком в Китае продолжит расти в будущем, что делает ситуацию с профилактикой и контролем колоректального рака очень серьезной. В последние годы, когда взаимосвязь между индивидуализированным лечением и эффективностью и прогнозом онкологических больных стала предметом широкого внимания клинических онкологов, индивидуализированное лечение колоректального рака становится все более актуальным, а предпосылкой для достижения индивидуализированного лечения является применение специфических методов молекулярной диагностики. В настоящее время молекулярные методы диагностики широко используются в различных аспектах ранней диагностики, молекулярного типирования, биологического поведения, прогноза, скрининга лекарств и мониторинга эффективности злокачественных опухолей и т.д. Исследование индивидуализированной диагностики и лечения колоректального рака является относительно зрелым, но все еще требует активного изучения. Технология молекулярной диагностики — это прямой мониторинг связанных с болезнью генов и их продуктов для изучения механизмов возникновения и развития болезни на молекулярном уровне, а также для получения информации о структуре и уровне экспрессии генетического материала, эпигенетической информации, структуре и состоянии экспрессии генов, участвующих в метаболизме противоопухолевых препаратов у пациентов с опухолями. Это обеспечит ключевую информацию и основу для принятия решений по профилактике и диагностике заболеваний, оценке эффективности и прогноза. Зарождение современной молекулярной диагностики в предиктивной медицине относится к 1978 году. Кан и другие[1], известный китайско-американский ученый, впервые применил жидкофазную молекулярную гибридизацию ДНК для успешной генетической диагностики серповидно-клеточной анемии, положив начало эре молекулярно-генетической диагностики в клиническом тестировании и диагностике. С постоянным совершенствованием и развитием методов молекулярно-генетической диагностики расширяются области и сферы применения молекулярно-генетической диагностики. В частности, внедрение технологии полимеразной цепной реакции (ПЦР) в середине 1980-х годов и запуск проекта «Геном человека» в начале 1990-х годов способствовали дальнейшему развитию технологии молекулярно-генетической диагностики. С быстрым развитием технологии генетического тестирования и инструментов генетического анализа, молекулярные методы диагностики продолжают обновляться, особенно в диагностике генетических и онкологических заболеваний. В настоящее время более развитые методы молекулярного тестирования включают генные чипы, флуоресцентную гибридизацию in situ, РНК-блоттинг, белковые микрочипы, белковый блоттинг и проточную цитометрию [2]. Для проведения индивидуализированного лечения особенно важно исследовать высокочувствительные и специфические молекулярные маркеры. Основные маркеры, используемые сегодня для фундаментальных и клинических исследований с помощью молекулярных методов диагностики, включают: 1 маркеры на уровне ДНК, генные мутации, однонуклеотидные полиморфизмы, изменения числа копий ДНК, хромосомные аномалии, аномальное метилирование; 2 маркеры на уровне РНК, экспрессия факторов транскрипции и микро-РНК. 3 маркеров и сигнатур на уровне белков, факторов роста, рецепторов клеточной поверхности, состояния фосфорилирования белков и пептидов, выделяемых в сыворотку опухолевыми клетками [2]. Мониторинг таких параметров, как генные мутации, уровни экспрессии мРНК и генотипирование в опухолевых тканях, обеспечивает научную основу для индивидуализированного клинического лечения, повышения эффективности лекарственной терапии и снижения токсических побочных эффектов препаратов. В настоящее время различные протоколы тестирования на молекулярном уровне включены в клинические рекомендации по индивидуализированному лечению опухолей. Понятие и значение индивидуализированной терапии Индивидуализированная терапия основана на информации каждого пациента для разработки плана лечения, обычно на основе различий в составе или экспрессии генов для оценки терапевтического эффекта или токсических побочных эффектов, а также для обеспечения наиболее подходящего лекарственного лечения для каждого пациента[3]. В императорском «Нэй Цзин» концепция индивидуализированного лечения полностью отражена в китайской медицинской теории доказательного лечения, которая основана на принципе «лечить одну и ту же болезнь по-разному, а разные болезни лечить одинаково». Она направлена на повышение адресности лечения, защиту пациентов от задержек в выборе эффективных препаратов из-за неэффективного использования лекарств в соответствии с опытом и/или рекомендациями, снижение или предотвращение неблагоприятного воздействия химиотерапевтических препаратов на организм, а также снижение психологического и экономического бремени пациентов для максимизации их Лечение пациентов с опухолями также может проводиться с целью продления периода их выживания. В последние годы исследования и поиски индивидуализированного лечения пациентов с опухолями стали в центре внимания онкологов, а совершенная технология молекулярной диагностики является основой и предпосылкой для индивидуализированного лечения. Молекулярные методы диагностики могут быть использованы для прогнозирования пациентов с высоким риском развития колоректального рака или для ранней диагностики. Молекулярные методы диагностики могут прогнозировать людей с высоким риском развития соответствующих опухолей, особенно тех, у кого есть семейный анамнез опухолей, путем выявления изменений в определенных генах; или раннего выявления пациентов с коварными ранними опухолями и своевременного принятия эффективных мер вмешательства, что может значительно улучшить показатели излечения и снизить смертность. Выявление опухолей на ранних стадиях может значительно улучшить показатели излечения и снизить смертность. Современные исследования показали, что примерно 1/4 семей больных колоректальным раком имеют семейную историю рака, половина из которых также являются опухолями желудочно-кишечного тракта. В 2008 году было проведено исследование по выявлению нестабильности микросателлитов и MLH1 (49%), MSH2 (38%) и MSH6 (38%). Результаты исследования 2008 года, в котором 500 пациентов с раком толстой кишки были обследованы на синдром Линча (наследственный сайт-специфический колоректальный рак) путем измерения микросателлитной нестабильности и экспрессии четырех белков репарации несоответствий, MLH1 (38%), MSH6 (9%) и PMS2 (2%), показали, что эти два метода были эффективны для скрининга на синдром Линча на 100% и 94% соответственно [4]. ) Руководство по клинической практике в онкологии рекомендует использовать этот метод диагностики для скрининга на синдром Линча у пациентов с недавно диагностированным колоректальным раком, при этом один случай синдрома Линча выявляется у каждого 35 пациента с недавно диагностированным колоректальным раком. Поэтому применение специальных методов молекулярной диагностики позволяет выявить людей с высоким риском развития соответствующей опухоли или второго первичного рака на ранней стадии и обеспечить своевременное и эффективное вмешательство, что может значительно снизить заболеваемость и смертность от рака. 3.2 Молекулярное стадирование колоректального рака По сравнению с традиционным стадированием опухоли, основанным на морфологических характеристиках опухолевых клеток под микроскопом, основное отличие молекулярных методов диагностики для стадирования опухоли заключается в том, что они могут более тонко и точно анализировать опухоли на молекулярном уровне, а затем более точно оценивать биологическое поведение опухолей и прогноз пациента, и, в конечном итоге, направлять клиническое индивидуальное лечение. Стадирование TNM, основанное на анатомии опухоли, которое в настоящее время широко используется в клинической практике, не способно достаточно хорошо классифицировать гетерогенность тканей для вынесения точных суждений о прогнозе и прогнозе пациента, что делает необходимым молекулярное стадирование рака толстой кишки. N. Jewel Samadder и другие [5], отделение гастроэнтерологии, Институт рака Университета Юты, Солт-Лейк-Сити, Юта, США, использовали большую выборку для подтверждения корреляции между клинико-патологическими характеристиками пациентов с колоректальным раком и молекулярным стадированием колоректального рака на основе предыдущих исследований и обнаружили, что предложенное в настоящее время молекулярное стадирование может играть роль в определении стадирования TNM и выживаемости при колоректальном раке, но также отметили, что для подтверждения этих выводов необходимо больше клинических данных. Для подтверждения этих выводов необходимы дополнительные клинические данные. 3.3 Опухолевые маркеры колоректального Наиболее распространенными методами молекулярной диагностики, используемыми в диагностике и лечении колоректального рака, являются определение сывороточного СЕА и СА199, гликопротеина, вырабатываемого тканями колоректального рака, который может использоваться в качестве антигена для вызова иммунного ответа у пациентов и широко встречается при раке желудочно-кишечного тракта эндодермального происхождения, но он не является специфическим маркером злокачественности и имеет лишь вторичное диагностическое значение. CA199 — это гликопротеиновый опухолевый маркер муцинового типа, гликолипид на клеточной мембране, названный в честь его распознавания мышиным моноклональным антителом 116NS19-9, и является наиболее чувствительным маркером рака поджелудочной железы, а также наиболее чувствительным опухолевым маркером желудочно-кишечного тракта, присутствующим в циркуляции. CEA в сочетании с CA199 отражает возможность наличия опухоли и является лучшим опухолевым маркером для оценки эффективности, прогрессирования заболевания, мониторинга и оценки прогноза колоректального рака, но его специфичность не сильная, чувствительность не высокая и его роль в ранней диагностике опухоли не очевидна. С развитием технологий молекулярной диагностики, сиалилированный сфинголипидный антиген CA242, который имеет чувствительность 60%-72% для колоректального рака, является относительно новым опухолевым маркером, применяемым в клинической практике. 3.4 Для руководства лечением колоректального рака Химиотерапия остается одним из наиболее важных методов лечения колоректального рака. Целью химиотерапии в онкологии является повышение эффективности и снижение токсических эффектов с помощью индивидуализированных схем лечения. Из-за индивидуальных геномных различий и гетерогенности опухоли разные люди с одинаковыми клинико-патологическими характеристиками могут по-разному реагировать на один и тот же химиотерапевтический препарат или схему химиотерапии. У пациентов с рецидивами эффективность эмпирической дозировки составляет всего 10-30%. Доктор Табернеро [6] и его коллеги провели анализ данных экспрессии генов у 188 пациентов с I-IV стадией колоректального рака, чтобы определить Система классификации для молекулярного стадирования развития колоректального рака. Они выделили три основных внутренних подтипа колоректального рака (A, B, C). 543 образца опухолей со II или III стадией заболевания были впоследствии включены для подтверждения системы классификации. Из них 21,5% были подтипа А, 62,0% — подтипа В и 16,5% — подтипа С. Пациенты с опухолями подтипа С, как правило, имели самый плохой прогноз и представляли собой класс мезенхимальных фенотипов экспрессии генов, которым не помогла адъювантная химиотерапия флуороурацилом (5-ФУ). Пациенты с опухолями подтипов А или В имеют лучший клинический прогноз, обладают более высоким пролиферативным и эпителиальным клеточным фенотипом и могут получить пользу от адъювантной химиотерапии с 5-ФУ. Подтипы этих заболеваний потенциально клинически значимы, и различия между ними заключаются в их биологических и клинических исходах и, следовательно, требуют различных стратегий лечения. Цетуксимаб — это химерное иммуноглобулиновое антитело человека и мыши, которое связывает и ингибирует EGFR. Другой аналогичный препарат, панитумумаб, является полностью гуманизированным моноклональным антителом, которое ингибирует EGFR. В 2009 году NCCN и Американское общество клинической онкологии рекомендовали всем пациентам с распространенным метастатическим колоректальным раком до начала лечения пройти тестирование на статус гена KRAS, а также использовать в качестве анти-EGFR агента выбора препараты дикого типа гена KRAS. Ген KRAS как молекулярный маркер для выбора анти-EGFR-таргетной лекарственной терапии [7]. Эффективную переносимую дозу для ингибиторов путей VEGF, EGFR, mTOR и HER2 в настоящее время также сложнее определить из-за наложенной или неизвестной токсичности. Только благодаря выяснению биопредиктивных маркеров или механизмов резистентности первичных и вторичных опухолей мы можем отобрать пациентов, которые с наибольшей вероятностью получат пользу от таргетной терапии. Поэтому выявление эффективных молекулярных мишеней необходимо для достижения индивидуализированного лечения пациентов с опухолями, что повышает эффективность и снижает неблагоприятные последствия и финансовое бремя слепого применения лекарств для пациентов, для которых определенные препараты неэффективны. 3.5 Прогноз пациентов с колоректальным раком Молекулярные методы диагностики для обнаружения маркеров, связанных с прогнозом опухоли, могут предсказать прогноз пациентов с опухолями. 94 пациента с первичным колоректальным раком были разделены на экспериментальную группу (n=47; пациенты с метастазами в печени, M1) и контрольную группу (n=47; пациенты без отдаленных метастазов, M0) в исследовании случай-контроль, проведенном Siemens et al [8], и пациенты в группе были проверены на Были измерены уровни метилирования CpG-островков промотора miR-34a и miR-34b/c, а также уровни экспрессии miR-34a и мишеней miR-34a (c-MET, Snail и β-катенин) в опухолевых тканях. Результаты показали, что метилирование miR-34a (P=0,014), c-MET (P=0,031) и высокая экспрессия β-катенина (P=0,058) положительно коррелировали с развитием отдаленного метастазирования при колоректальном раке, а частота этих трех маркеров была аномально высокой в опухолевых тканях с отдаленным метастазированием. Это позволяет предположить, что одновременное определение уровней метилирования miR-34a, экспрессии c-MET и β-катенина может быть использовано в качестве предикторов отдаленного метастазирования у больных колоректальным раком. 4. Резюме С развитием технологии молекулярной диагностики был достигнут большой прогресс в диагностике и лечении колоректального рака, и она показала большие преимущества в руководстве индивидуализированным лечением колоректального рака. В частности, быстро развивается молекулярная таргетная терапия, но все еще необходимо провести множество исследований механизма лекарственной устойчивости при лечении колоректального рака. Для диагностики и лечения колоректального рака мы искренне надеемся на совершенную интеграцию междисциплинарных подходов.