Pastebėti vėžį anksčiau

Individualus 1,3 milijono amerikiečių, kuriems šiais metais buvo diagnozuotas vėžys, likimus iš esmės lems vienas paprastas veiksnys: kurioje stadijoje liga buvo pastebėta?

Kiaušidžių vėžys yra baisus pavyzdys. Dėl neaiškių simptomų jis paprastai ignoruojamas arba neteisingai diagnozuojamas, kartais daugelį metų. Aštuoniasdešimt procentų pacientų nesužino, kad serga, kol ji neišplinta už kiaušidžių. Tuo metu jis dažniausiai būna nepagydomas; tik vienas iš trijų pacientų išgyvena penkerius metus po diagnozės nustatymo. Kita vertus, chirurgija gali išgydyti 90 procentų pacientų, kuriems vėžys nustatomas dar esant kiaušidėms. Netgi liūdnai žinomas mirtinas plaučių ir kasos vėžys yra ne kas kita, o mirties nuosprendis, jei pastebėsite pakankamai anksti. Vėžys beveik visada gali būti išgydomas naudojant paprastus, klasikinius chirurginius metodus, jei jie nustatomi anksti, sako Bertas Vogelsteinas, molekulinis genetikas iš Howardo Hugheso medicinos instituto Johns Hopkins.

Ši istorija buvo mūsų 2004 m. liepos mėn. numerio dalis

• Žr. likusią numerio dalį
• Prenumeruoti

Žinoma, problema yra ta, kad vėžį, kuris prasideda vos keliomis deviantinėmis ląstelėmis, dėl savo prigimties sunku anksti diagnozuoti. Tačiau per pastaruosius kelerius metus atsirado naujas metodas, kuris žada atlikti paprastus kraujo tyrimus, kurie lengvai ir tiksliai nustato įvairių vėžio formų molekulinius profilius. Jau seniai žinoma, kad vėžys palieka pėdsakus kraujyje, tačiau šios užuominos glumina ir dviprasmiškos. Nacionalinio sveikatos instituto patologas Lance'as Liotta teigia, kad kraujas perfuzuoja per visus jūsų kūno audinius 60 kartų per sekundę. Galite įsivaizduoti, kad kiekvienoje ląstelėje ir kiekviename audinyje yra fragmentų, kurie patenka į kraujotaką.

Baltymų profiliavimas

Įprasta daugelio vėžio rūšių patikra šiandien neegzistuoja. Išskyrus keletą svarbių išimčių, vėžio patikra buvo nesėkminga; Netgi plačiai pripažinti metodai, tokie kaip krūtų ir sėklidžių savitikra ir mamografija, sulaukė kritikos. Atliekant šiuos tyrimus praleidžiama per daug vėžio atvejų ir atrenkama per daug klaidingų teigiamų rezultatų, įtartinų radinių, kurie pasirodo esantys gerybiniai. Rezultatas: daug nerimo, daug nereikalingų biopsijų ir tiriamųjų operacijų ir palyginti nedaug išgydymų.

Keletas esamų kraujo tyrimų dėl vėžio nėra geresni. Paimkite, pavyzdžiui, PSA – prostatos vėžio testą ir CA-125 – kiaušidžių vėžį. Abu pavadinti pagal jų ieškomus baltymus, ir abu yra baisūs. PSA, kurią Amerikos urologų draugija rekomenduoja pasiūlyti kiekvienam vyresniam nei 50 metų vyrui, praleidžia maždaug trečdalį vėžiu sergančių pacientų, teigia Johns Hopkins vėžio tyrinėtojas Davidas Sidransky, ir jis klaidingai vadina pacientus, kuriems nustatytas PSA teigiamas, sergančiais vėžiu. trečdalį laiko. Kiaušidžių vėžio atveju vaizdas atrodo dar blogesnis. Tik maždaug pusei pacientų, sergančių ankstyvos stadijos kiaušidžių vėžiu, yra padidėjęs CA-125 lygis, o klaidingų teigiamų rezultatų dažnis yra didelis, nes kai kurios gerybinės būklės sukelia baltymų perteklių. Todėl CA-125 patvirtintas tik stebėti kiaušidžių vėžio progresavimą ar pasikartojimą, o ne tikrinti.

George'as Wrightas, ląstelių biologas iš Rytų Virdžinijos medicinos mokyklos Norfolke, visą savo daugiau nei 40 metų mokslinę karjerą praleido ieškodamas geresnių diagnostinių žymenų ankstyvam vėžio aptikimui. Jis buvo suprantamai nusivylęs. Galbūt baltymų biomarkeris, kurį [mes] atradome, aptiktų 20–30 procentų, o ne 100 procentų vėžio, sako Wright. Lygiai taip pat nenaudingi yra žymenys, kurie klaidingai diagnozuoja sveikus žmones kaip sergančius, nepaisant to, kiek vėžio atvejų jie atskleidžia. Kad kraujo tyrimas dėl vėžio būtų naudingas atliekant įprastinę patikrą, jis turi būti beveik tobulas.

1998 m. Wright perskaitė straipsnį prekybos žurnale apie biotechnologijų įmonę Kalifornijoje, kuri nagrinėjo baltymų modelius; staiga tas beveik tobulas testas atrodė įmanomas. Fremonte įsikūrusi bendrovė „Ciphergen Biosystems“ teigė, kad keli kraujo lašai gali atskleisti šimtus baltymų vienu metu, kai jie analizuojami naudojant standartinį laboratorinį prietaisą, vadinamą masės spektrometru. Tačiau baltymai nėra aiškiai identifikuoti; Vietoj to, aparatas išspausdina aštrių smailių ir slenksčių raštą, kurių kiekviena smailė rodo kažkokio nežinomo baltymo kiekį kraujyje. Ciphergenas manė, kad vėžiu sergančių pacientų rezultatų palyginimas su sveikų asmenų rezultatais gali padėti ieškoti vėžio biomarkerių, nes naviko ląstelėse gaminama per daug baltymų. Tinkamai identifikuoti ir ištirti šie baltymai gali lemti geresnius vėžio tyrimus. Tačiau Wrightas turėjo dar drąsesnę idėją: patys modeliai gali būti paruoštas vėžio ženklas. Modelių naudojimo strategija, jei ji veiktų, sumažintų metus, net dešimtmečius, skirtą bandymui sukurti, nes nereikėtų identifikuoti atskirų baltymų ir tobulų priemonių jiems aptikti.

Wrightas taip pat įtarė, kad vėžio baltymų profiliais pagrįsti testai gali tiksliau nei bet kurio baltymo pirštų atspaudai. Jie būtų veiksmingesni už viską, kas buvo prieinama, – prisimena jis skeptiškai nusiteikusį Ciphergen generalinį direktorių. Tačiau Wrightas 1999 m. sausį nusipirko mašiną „Ciphergen“ ir pats pradėjo ieškoti kaltinančių modelių.

Sprendimo eskizas

Wrightas nebuvo vienas. Maždaug tuo metu, kai jis pradėjo savo darbą, tokį patį požiūrį turėjo NIH Liotta ir JAV maisto ir vaistų administracijos tyrėjas Emanuelis Petricoinas. Petricoin ir Liotta žinojo, kad vėžys ląstelės lygmeniu sukelia pokyčių kakofoniją tiek naviko audinyje, tiek jį supančiame normaliame audinyje. Šis sudėtingumas atrodo neįveikiamas. Tačiau duetas manė, kad gali išnaudoti tą sudėtingumą, kad iš kraujyje cirkuliuojančių ligos pėdsakų sukurtų vėžio pirštų atspaudus.

Kaip ir Wrightas, Petricoin ir Liotta naudojo Ciphergen sistemą, kad iš kraujo mėginių generuotų baltymų profilius. Tačiau jų ankstyvieji bandymai surasti vėžio modelius žlugo, nes jie tiesiog bandė žongliruoti per daug informacijos. Tada, 1999 m. birželį, atsirado sprendimas. Petricoinas ir jo draugas Peteris Levine'as, Merilando teisininkas, turintis duomenų analizės išsilavinimą, priešpiečių metu kalbėjosi apie problemą; Levine'as pasiūlė naudoti modelio atpažinimo algoritmus, kad suprastų didžiulį duomenų kiekį. Levine'as, svarstęs galimybę naudoti tokius algoritmus akcijų rinkos tendencijoms ir biržos prekėms analizuoti, ant servetėlės ​​nubrėžė vėžio idėją. Per maždaug penkias minutes abu supratome, kad tai būtų tikrai žavus požiūris, prisimena Petricoin.

Taigi jie išbandė jį kartu su programinės įrangos inžinieriumi Benu Hittu, kuris pasiskolino būtinus algoritmus iš dirbtinio intelekto teorijos. Tiesą sakant, atsirado vėžio modelių, o 2000 m. Levine'as ir Hittas įkūrė „Correlogic Systems“, kad sukurtų kraujo tyrimus vėžiui nustatyti. 2002 m. pradžioje mokslininkai paskelbė rezultatus britų medicinos žurnale Lancetas , parodydami, kad kiaušidžių vėžiui nustatyti jie gali naudoti specifinį baltymų modelį. Jų testas teisingai nustatė 50 iš 50 moterų, sergančių vėžiu, ir teisingai įvertino neigiamą rezultatą 63 iš 66 nesergančių moterų. Vėliau pavadintas OvaCheck, tai pažadėjo būti pirmasis pakankamai tikslus kraujo tyrimas, skirtas bendram kiaušidžių vėžio patikrinimui. Iki 2002 m. pabaigos „Correlogic“ suteikė „OvaCheck“ licenciją dviem pagrindinėms komercinėms laboratorijoms ir planavo produkto pristatymą 2004 m.

Tuo tarpu Wrighto grupė Virdžinijoje taip pat veržėsi į priekį. Wright ir Rytų Virdžinijos molekulinis biologas Johnas Semmesas, naudodamas skirtingą algoritmą, parodė, kad 25 iš 30 atvejų pagal baltymų modelį prostatos vėžys gali būti atskirtas nuo įprastos nevėžinės būklės – gerybinės prostatos hipertrofijos. PSA testas, priešingai, negali atskirti šių dviejų sąlygų.

Nors Wrightas pabrėžia, kad rezultatai yra preliminarūs, technologija ir toliau žengia komercializavimo link. Didelis pradinis daugelio medicinos centrų bandymas turėtų baigtis maždaug po metų; galutinis patvirtinimo bandymas bus baigtas, jei viskas klostysis gerai, 2006 m. Rytų Virdžinija jau licencijavo savo technologiją neatskleistai įmonei, kad vėliau būtų galima sukurti visapusišką diagnostinį testą.

Šlamštas mokslas?

Atsižvelgiant į statymus, atsargus požiūris yra prasmingas. Tiesą sakant, „Correlogic“, kuri savo technologijas patobulino daug agresyviau nei Rytų Virdžinijos grupė, praėjusią žiemą patyrė kritišką nesėkmę. 2003 m. rugsėjį „Correlogic“ metiniame Kiaušidžių vėžio nacionalinio aljanso, pacientų gynimo grupės, susirinkime paskelbė, kad „OvaCheck“ rinkoje pasirodys 2004 m. pradžioje. Tačiau vasario mėn. rinkodaros planai sustojo, kai FDA pranešė „Correlogic“ ir jos dviem. partneriai, kad tyrimui gali prireikti reguliavimo patvirtinimo – ko paprastai nereikalaujama iš klinikinių laboratorijų parduodamų diagnostinių testų. Dabar bendrovė ir FDA rengia planą, kaip judėti į priekį.

Didžiausia klaida buvo paskelbti, kad jums atliktas kraujo tyrimas, sako Rytų Virdžinijos Semmesas, kuris pažymi, kad tuo metu, kai paskelbė pranešimą, „Correlogic“ net nebuvo baigusi savo diagnostikos modelio, bent jau paskelbta. Tas teiginys, manau, nepaprastai pakenkė laukui. Net Petricoin ir Liotta atsiribojo nuo testo, kurį padėjo sukurti.

Ši sritis taip pat turi susidoroti su moksline reakcija prieš visą baltymų modelio diagnostikos idėją. Eleftherios Diamandis, vėžio ekspertas iš Toronto universiteto Ontarijo valstijoje, vadina originalą Lancetas kiaušidžių vėžio popierius visiškas šlamštas. Diamandis teigia, kad modeliai iš tikrųjų neatspindi vėžio ląstelių gaminamų baltymų. Technologija žlugs, nes jų stebimos molekulės nėra tinkamos, sako Diamandis. Nemanau, kad masių spektrometrija, kaip jie ją atlieka, yra pakankamai jautri. Vietoj to, jis ragina pirmiausia nustatyti baltymus, esančius už smailių, kad įsitikintumėte, jog tai tikrai vėžiniai baltymai, o tada sukurti standartinius tyrimus, kad juos aptiktų. Tada galime juos visus sujungti ir nustatyti pakankamai gerą klinikinę diagnozę, sako Diamandis.

Petricoin tvirtai tiki, kad prietaisai seka baltymus iš vėžio, tačiau pripažįsta, kad įrodymų gali gauti tik griežti bandymai. Vienintelis būdas įrodyti, ar tai tikra, ar ne, yra patvirtinimas, kaip ir bet kuris biomarkeris, sako jis. Jis priduria, kad pastangos yra vertos, nes modelių generavimas yra gana paprastas, o baltymų identifikavimas ir tų žinių pavertimas naudingu laboratoriniu tyrimu gali užtrukti ne vienerius metus, net iki klinikinių tyrimų. Levine'as sutinka, kad diskusijos apie tai, ar labai svarbu identifikuoti konkrečius baltymus ar kitas molekules, kurios sudaro modelį, o tai reiškia, kiek angelų šoka ant smeigtuko galvos. Jei artimiausiu metu galite sukurti diagnostiką, kuri išgelbės gyvybes, man tai yra diskusijos pabaigos pradžia.

Ateities išbandymas

Petricoin ir Liotta, kritikų taip pat nesulaikomi, stabiliai juda į priekį, nors ir atskirai nuo Correlogic. Jie vertina savo kiaušidžių vėžio testą klinikiniame tyrime, kuriame dalyvavo moterys, sergančios remisija, kad nustatytų ligos pasikartojimą. Jie ketina pateikti metodą FDA peržiūrėti ir licencijuoti susijusią technologiją ne išimtinai bet kuriai įmonei, kuri nori ją pasiūlyti.

Abu mokslininkai taip pat ruošia panašius tyrimus dėl kasos, plaučių ir prostatos vėžio. Jie numato ateitį, kai nedidelis kraujo mėginys, periodiškai paimamas gydytojo kabinete, atskleis visą esamos viso organizmo ligos būklės vaizdą. Mūsų tikslas yra parodyti, kad iš tikrųjų galite sugalvoti baltymų modelį, kuris gali atskirti ligas, ir kad [Nacionalinis vėžio institutas] tai priimtų iki FDA patvirtinimo, sako Petricoin.

Tačiau pirmasis diagnostinis testas, pagrįstas baltymų profiliavimu, tikriausiai bus kiaušidžių vėžio testas iš Ciphergen, įmonės, kurios mašina viską pradėjo. Ciphergen nenaudoja modelio per se, o laikosi savo pradinio, konservatyvesnio požiūrio: naudoja baltymų modelius, kad surastų žymenis, kurie vėliau yra individualiai identifikuojami ir patvirtinami dėl jų gebėjimo atskirti vėžį nuo ne vėžio.

Bendrovė kuria testus, kuriuose naudojama masės spektrometrija šiems specifiniams žymenims aptikti, o ne bendram baltymų modeliui. Ciphergen taip pat atlieka kasos ir prostatos vėžio tyrimus, tačiau jo kiaušidžių vėžio testas, pagrįstas trimis baltymų žymenimis, yra pats pažangiausias. Mūsų tikslas yra komercializuoti testą iki šių metų pabaigos arba kitų metų pradžios, sako Gail Page, Ciphergen diagnostikos skyriaus prezidentas.

Ar jis atvers užtvaras panašiems bandymams, priklauso nuo to, kaip gerai jis veikia. Tačiau Ciphergen yra įsipareigojusi naudoti baltymų profiliavimą kaip naujos ir geresnės vėžio diagnostikos pagrindą. Manome, kad tai bus ateities banga, sako Ericas Fungas, Ciphergen klinikinių reikalų direktorius ir vienas iš kiaušidžių vėžio tyrimo pradininkų. Jis sako, kad nuo pavienių žymeklių pereinama prie kelių žymeklių, o kada nors tai išsivystys į modelius. Mano asmeninis požiūris, kad galime ten atsidurti, bet dar nesame.

Tačiau daugelis iniciatyvių mokslininkų ir įmonių tikisi, kad modeliai bus paruošti naudoti vos po kelerių metų. Ir jie tikisi, kad vėžys diagnozuojamas anksčiau, tiksliau ir patikimiau nei ribotas žinomų žymenų, tokių kaip Ciphergen, rinkinys, kad ir koks būtų gerai pasirinktas. Pavyzdžiui, Wrightas, nors dabar yra išėjęs į pensiją ir atlieka patariamąjį vaidmenį, vis dar siekia tikslaus vėžio tyrimo, pagrįsto modelio atpažinimu. Keturi nesėkmių dešimtmečiai išmokė jį būti atsargiu, tačiau jis negali nuslėpti susijaudinimo. Prireiks kelerių metų, kol sužinosime, ar tai tikrai bus naudinga, sako jis. Vis dėlto jis priduria: „Tai labai įdomu, daug žadanti.

Baltymų modeliais pagrįsti testai, jei jie pasiteisintų, galėtų padėti išgelbėti milijonus gyvybių. Tačiau, kaip gerai žino Wrightas ir kiti vėžio tyrinėtojai, jie nėra paskutinis žodis diagnozuojant vėžį. Nėra stebuklingo eliksyro, sako Petricoin. Niekas nepakeis protingo gydytojo, dirbančio su pacientu.

paslėpti