Раннее выявление рака у матери с помощью пренатального анализа cfDNA: новая эпоха в медицине

Пренатальный генетический скрининг — важная технология, позволяющая получить беременным ценные сведения о здоровье и плода, и матери. Анализ внеклеточной DNA (cfDNA) — высокочувствительный метод выявления хромосомных аномалий плода, который снизил потребность в инвазивных процедурах на 50-70%. Однако при его клиническом применении обнаружили ещё одну неожиданную пользу: некоторые геномные аномалии в анализе cfDNA могут указывать на скрытый рак у матери.

4 декабря 2024 года в NEJM опубликовано одно из первых крупных исследований, систематически изучающих возможность выявления рака у матери с помощью cfDNA. Главная цель — определить биомаркеры, позволяющие связать обнаруженные хромосомные аномалии со злокачественными и доброкачественными состояниями, и предложить стандартный протокол обследования таких пациенток.

Процесс, начинающийся с аномальных или неинтерпретируемых результатов NIPT

Исследование является частью проекта IDENTIFY , который проводят Национальные институты здоровья США (NIH). В нём рассмотрены отчёты об анализе cfDNA из 12 лабораторий Северной Америки.

Участниц отбирали по следующим критериям:

• В исследование включали женщин, у которых неинвазивный пренатальный тест (NIPT) давал аномальные или не поддающиеся интерпретации результаты анализа cfDNA.
• Обычно это случаи, когда невозможно оценить анеуплоидию плода или результаты несовместимы с наличием жизнеспособного плода.
• Беременные или женщины в течение двух лет после родов.
• Женщины без установленного диагноза рака.

NIPT (неинвазивный пренатальный тест) — неинвазивный генетический скрининг, при котором по внеклеточной DNA (cfDNA) в крови матери выявляют хромосомные аномалии плода: синдром Дауна (трисомия 21), синдром Эдвардса (трисомия 18), синдром Патау (трисомия 13) и другие. Обычно тест можно проводить с 10-й недели беременности; он уменьшает потребность в инвазивных методах, например амниоцентезе.

Стандартный протокол обследования на рак

Для выявления рака у участниц применяли следующие методы:

1. Быстрая МРТ всего тела: Во время беременности предпочитали визуализацию без контраста, считающуюся безопасной. У небеременных участниц применяли МРТ с контрастированием.
2. Лабораторные анализы: Общий анализ крови, метаболическая панель и опухолевые маркеры, например CA-125, CEA, CA 19-9.
3. Анализ cfDNA: Полногеномный анализ DNA выполняли по стандартному протоколу.
4. Физикальный осмотр: Изучали личный и семейный медицинский анамнез участниц и оценивали онкологические симптомы.
5. Расширенное генетическое консультирование: Его прошли все участницы.

Первичной целью исследования было подтверждение диагноза рака с помощью протокола обследования. Во вторичных анализах оценивали роль выявленных геномных паттернов cfDNA в определении риска злокачественного заболевания.

Как проводили анализ cfDNA?

Анализ cfDNA выполняли по образцу периферической крови матери , а не амниотической жидкости. Этот метод широко применяется при пренатальном скрининге и предпочтителен благодаря неинвазивности.

Этапы анализа:

1. Взятие образца крови: Периферическую кровь матери собирали в специальные пробирки, например Streck, сохраняющие стабильность внеклеточной DNA.
2. Отделение плазмы: Образец крови центрифугировали для выделения плазмы. Именно в плазменной фракции находится cfDNA.
3. Выделение внеклеточной DNA: Из плазмы извлекали cfDNA. Из неё 90% принадлежит матери, обычно происходя из системы кроветворения, а 10% — плоду через плаценту.
4. Подготовка библиотеки и секвенирование: Выделенную cfDNA анализировали методом массового параллельного секвенирования на полногеномной платформе. Для обнаружения аномалий, например хромосомных прибавок или потерь, применяли биоинформатические алгоритмы.

Этот неинвазивный подход позволяет получать сведения и о здоровье плода, например при скрининге анеуплоидии, и о здоровье матери, например при поиске скрытого рака. Низкий риск по сравнению с инвазивными методами, такими как амниоцентез, особенно важен для беременных.

Результаты: неожиданные факты

Общая картина диагностики рака

• Рак выявили у 48,6% из 107 участниц (52 человека).
• Наиболее частые диагнозы:
  • Лимфома (59,6%): 20 случаев лимфомы Ходжкина и 11 неходжкинской лимфомы.
  • Колоректальный рак (17,3%): У большинства пациенток выявлен на поздней стадии.
  • Рак молочной железы (7,7%): Из 4 женщин с этим диагнозом у одной заболевание обнаружили на ранней стадии.
  • Редкие виды рака: Выявлены редкие случаи рака поджелудочной железы, адренокортикальной карциномы, саркомы Юинга, рака почки и других опухолей.

У 55,8% участниц (29 человек) симптомов не было, а 25% (13 человек) считали их проявлениями беременности, например расценивали боль в эпигастрии как рефлюкс. У остальных 19,2% клинические симптомы остались незамеченными.

ПРИМЕЧАНИЕ: высокая частота рака в исследовании (48,6%) связана с тем, что участниц отбирали не случайным образом из общей популяции. Особенность дизайна состояла в нацеленности на конкретную группу с подозрением на рак. Целью было оценить не распространённость рака в общей популяции, а частоту рака среди людей с аномальными результатами cfDNA .

Геномные паттерны в анализе cfDNA

Наблюдаемые паттерны cfDNA сыграли ключевую роль в различении злокачественных и доброкачественных состояний. На изображении ниже показаны шесть основных геномных паттернов, выявленных в исследовании:

Пояснения к графикам:

1. Нормальный паттерн (рисунок A): Совместим с эуплоидным плодом.
2. Хромосомные прибавки и потери (рисунок B): Наблюдались у 95,9% женщин с диагностированным раком.
3. Хромосомные прибавки (рисунок C): Обычно указывают на доброкачественные состояния, например ограниченный плацентарный мозаицизм.
4. Хромосомные потери (рисунок D): Выявлены у женщин с миомой.
5. Материнские варианты числа копий (рисунок E): Связаны с клональным кроветворением.
6. Погранично-аномальный паттерн (рисунок F): Невыраженные паттерны, потенциально связанные с риском злокачественного заболевания.

Выявление рака с помощью МРТ

МРТ оказалась одним из наиболее эффективных методов обследования при аномальных результатах cfDNA:

• Чувствительность: 98,0%
• Специфичность: 88,5%

На изображении ниже показаны характерные МРТ-признаки различных видов рака и доброкачественных состояний:

Пояснения:

1. Лимфома (панель 1): Отмечены медиастинальная лимфаденопатия и узлы в лёгких.
2. Рак молочной железы (панель 2): Выявлены образование в молочной железе и увеличенные подмышечные лимфоузлы.
3. Адренокортикальная карцинома (панель 3): Выявлены образование надпочечника и забрюшинная лимфаденопатия.
4. Миома (панель 4): Визуализированы гигантская миома матки и плод в полости матки.

Обсуждение: новый взгляд на клиническое ведение

Выявление и ведение рака

Исследование показало важность быстрого и комплексного обследования на рак при аномальных результатах cfDNA. Особенно высокий риск злокачественного заболевания был связан с множественными хромосомными прибавками и потерями.

Дополнительные пояснения к таблице:

1. Истинноположительный результат (True Positive): Радиологические или лабораторные признаки указывают на возможность рака у участниц с подтверждённым диагнозом рака.
2. Ложноположительный результат (False Positive): Ошибочные радиологические или лабораторные признаки предполагаемого рака у участниц, которым рак не диагностирован.
3. МРТ всего тела: Не удалось выполнить у 6 участниц. У 3 пациенток с раком провели прицельную визуализацию. Ещё 3 участницы без диагноза рака не завершили МРТ: у одной были изменения со стороны плода, у другой — плаценты, у третьей — ложноположительный результат cfDNA.
4. Сывороточные опухолевые маркеры: Измеряли CA-125, CA 15-3, CA 27.29, CA 19-9 и карциноэмбриональный антиген (CEA). Превышение нормального референсного диапазона хотя бы одним маркером расценивали как «подозрение на злокачественное заболевание». У двух пациенток с раком и двух участниц без рака анализ опухолевых маркеров не проводили.
5. CEA, CA 19-9 и CA 15-3: Эти маркеры оценивали отдельно, поскольку известно, что беременность существенно на них не влияет. Их не анализировали у двух пациенток с раком и двух участниц без рака.
6. Образец кала: Всего 27 участниц не предоставили образец кала, в том числе одна с диагностированным раком ободочной кишки.

При этом отмечены следующие трудности:

• Ложноположительные результаты: Некоторые аномальные результаты cfDNA, например только моносомии, могут быть связаны с доброкачественными состояниями.
• Запоздалое обследование: У большинства участниц между анализом cfDNA и обследованием на рак прошло 9,6 недели (2-114 недель).

Различия и необходимость стандартизации

Разные технологии и способы составления отчётов в коммерческих лабораториях США усложняют клиническое ведение. Международные стандарты могли бы помочь решить эти проблемы.

Выводы и рекомендации

Анализ cfDNA и быстрая МРТ всего тела при пренатальном скрининге способны предоставить важную информацию не только о здоровье плода, но и о здоровье матери. Исследование подчёркивает значение этих методов для ранней диагностики скрытого рака у беременных. Рекомендации:

1. Протоколы быстрого реагирования: Для людей с аномальными результатами cfDNA необходимо разработать быстрый стандартный протокол обследования.
2. Обучение и информирование: Следует повышать осведомлённость медицинских работников о возможных результатах анализа cfDNA.
3. Совершенствование технологии: Биоинформатические алгоритмы анализа cfDNA следует оптимизировать для более чувствительного выявления паттернов, специфичных для злокачественных заболеваний.

Исследование — яркий пример того, как генетические технологии могут революционно изменить медицинскую помощь. Дальнейшие исследования в более широких популяциях могут повысить обобщаемость результатов и облегчить их интеграцию в клиническую практику.