Исследователи из США разработали компьютерную программу, которая может одновременно обнаруживать рак и определять, где находится рак, по образцу крови пациента. Программа описана в исследовании, опубликованном на этой неделе в журнале с открытым доступом Genome Biology.
Профессор Жасмин Чжоу, со-ведущий автор из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, сказала: «Неинвазивная диагностика рака важна, поскольку она позволяет диагностировать рак на ранней стадии, и чем раньше рак обнаружен, тем выше вероятность заражения. Пациент победил болезнь. Мы разработали компьютерный тест, который может обнаруживать рак, а также определять его тип по одному образцу крови. Технология находится в зачаточном состоянии и требует дальнейшей проверки, но потенциальные преимущества для пациентов огромны.”
Программа работает, ища определенные молекулярные паттерны в раковой ДНК, которая свободно течет в крови пациентов, и сравнивая паттерны с базой данных эпигенетики опухолей для разных типов рака, сопоставленной авторами. Известно, что ДНК опухолевых клеток попадает в кровоток на самых ранних стадиях рака, поэтому представляет собой уникальную мишень для раннего выявления заболевания.
Профессор Чжоу объяснил: «Мы создали базу данных эпигенетических маркеров, в частности паттернов метилирования, которые являются общими для многих типов рака, а также специфичны для рака, происходящего из определенных тканей, таких как легкие или печень. Мы также составили тот же «молекулярный след» для образцов, не являющихся злокачественными, поэтому у нас был базовый след для сравнения образцов рака с образцами. Эти маркеры можно использовать для деконволюции ДНК, свободно обнаруженной в крови, на опухолевую ДНК и неопухолевую ДНК.”
В этом исследовании новая компьютерная программа и два других метода (названные Random Forest и Support Vector Machine) были протестированы на образцах крови 29 пациентов с раком печени, 12 пациентов с раком легких и 5 пациентов с раком груди. Тесты проводились по 10 раз для каждого образца для подтверждения результатов. Методы случайного леса и машины опорных векторов имели общий коэффициент ошибок (вероятность того, что тест дает ложноположительный результат), равный 0.646 и 0.604 соответственно, в то время как новая программа получила более низкий уровень ошибок 0.265.
Двадцать пять из 29 пациентов с раком печени и 5 из 12 пациентов с раком легких, протестированных в этом исследовании, имели рак на ранней стадии, который программа смогла обнаружить в 80% случаев. Хотя уровень опухолевой ДНК, присутствующей в крови, намного ниже на ранних стадиях этих видов рака, программа все же смогла поставить диагноз, демонстрирующий потенциал этого метода для раннего обнаружения рака, по словам исследователей.
Профессор Чжоу добавил: «Из-за ограниченного количества образцов крови результаты этого исследования оцениваются только для трех типов рака (груди, печени и легких). В целом, чем выше доля опухолевых ДНК в крови, тем точнее программа давала диагностический результат. Следовательно, опухоли в органах с хорошей циркуляцией крови, таких как печень или легкие, легче диагностировать на ранней стадии с использованием этого подхода, чем в органах с меньшей циркуляцией, таких как грудь.”