Molekyylidiagnostiikka ja tarkkuusonkologia: kudostilavuuden raja-arvot ja vähimmäismittausvaatimukset

https://www.mayoclinic.org/tests-procedures/breast-biopsy/about/pac-20384812

Nykyaikaisen tarkkuusonkologian paradigma on muuttanut syövän hoidon perusteellisesti empiirisesta kemoterapiasta yksilölliseen, genomiohjattuun kohdennettuun hoitoon ja immuunihoitoon. Keskeistä tässä vallankumouksellisessa muutoksessa on luotettava kasvaimen genominen profilointi, joka tunnistaa toimintakelpoiset mutaatiot, ennustaa lääkeherkkyyttä ja kerrostaa potilaan ennusteen. Tässä yhteydessä onkologeille, patologille ja interventiokliinikoille herää kriittinen tekninen kysymys: millä vähimmäisneulamittarilla voidaan saada riittävät korkealaatuiset-kudos- ja nukleiinihapposaadot tukemaan vankkoja molekyylitestejä? Toisin kuin perinteinen morfologinen diagnoosi, joka vaatii vain näkyvää kudosrakennetta, molekyylimääritykset vaativat tiukkoja kynnysarvoja tuumorin sellulaariselle, nukleiinihappopuhtaudelle ja näytetilavuudelle. Sen kaliiperibiopsiaSiksi neula ei enää edusta vain menettelyparametria, vaan se toimii ratkaisevana molekyylidiagnostisen validiteetin ja myöhemmän terapeuttisen sekvensoinnin määrääjänä.

Nykyiset yleiset onkologiset molekyylimääritykset, mukaan lukien seuraavan -sukupolven sekvensointi (NGS), fluoresenssi in situ -hybridisaatio (FISH) ja monigeeniset prognostiset määritykset, kuten Oncotype DX, asettavat tiukat ja standardoidut kudoksen laatu- ja tilavuusvaatimukset. Nämä korkean-tarkkuuden molekyylialustat perustuvat koskemattomaan, erittäin-puhtausluokkaan DNA:han ja RNA:han, joka on erotettu elävistä kasvainsoluista, jotta ne havaitsevat tarkasti geenimutaatiot, monistukset, deleetiot ja epänormaalit ilmentymisprofiilit. Kliinisesti validoidut 14G-ydinneulabiopsianäytteet antavat noin 10–20 mm³:n kudostilavuuden ydintä kohti, ja ne sisältävät miljoonia eläviä kasvain- ja stroomasoluja. Tämä solujen runsaus mahdollistaa mikrogramma{9}}nukleiinihappojen uuttamisen, mikä täyttää täysin useimpien kaupallisten monigeenipaneelitestien ja kattavan genomisen profiloinnin syöttövaatimukset. Sitä vastoin 18G-neula, yleinen vaihtoehto tavanomaiseen morfologiseen biopsiaan, antaa vain 50–60 % 14G-ytimestä saadusta kudostilavuudesta. Vaikka tämä vähentynyt tilavuus saattaakin riittää tavallisiin patologiseen perustyypitykseen tavallisissa korkeasoluisuisissa kasvaimissa, se kohtaa huomattavia rajoituksia haastavissa kliinisissä skenaarioissa.

Pausellulaariset kasvaimet, mukaan lukien ductal carcinoma in situ (DCIS) ja jäännösleesiot neoadjuvanttikemoterapian jälkeen, asettavat merkittäviä haasteita pienikokoiselle biopsianäytteenotolle. Näille vaurioille on tunnusomaista harva kasvainsolujakauma, laaja kuitumainen stroma ja usein nekroottiset alueet. Pienet -tilavuudeltaan 18 G:n näytteet sisältävät usein liikaa stroomakudosta, tulehdussoluja tai nekroottisia jäämiä elinkelpoisten kasvainkomponenttien sijaan. Tämä ongelma johtaa riittämättömään nukleiinihappopitoisuuteen, vakavaan DNA-fragmentoitumiseen tai vääriin-negatiivisiin molekyylituloksiin alhaisen kasvainsolumäärän vuoksi. Äärimmäisissä tapauksissa riittämätön näytteenotto aiheuttaa määrityksen epäonnistumisen, mikä vaatii toistuvia invasiivisia biopsiatoimenpiteitä ja viivästyttää optimaalista hoidon ajoitusta. Lisäksi pienet-mittakaavaiset hieno{10}}neulasytologianäytteet ovat alttiita verisolukontaminaatiolle ja solujätteen häiriöille, mikä heikentää entisestään genomitietojen tarkkuutta ja toistettavuutta, mikä tekee niistä sopimattomia korkean{11}tarkkuuden molekyylien havaitsemiseen.

Vaikka nestemäinen biopsiatekniikka, joka havaitsee kiertävän kasvain-DNA:n perifeerisestä verestä, on kehittynyt nopeasti viime vuosina ja tarjoaa ei-invasiivisen lisätunnistusmenetelmän, kiinteä kasvainkudosbiopsia on edelleen korvaamaton tarkkuusonkologiassa. Nestebiopsia ei voi heijastaa kasvainkudoksen arkkitehtonisia ominaisuuksia, kasvaimensisäistä heterogeenisyyttä ja paikallista leesion patologista tilaa, jotka ovat välttämättömiä tarkan molekyylien alatyypin määrittämisessä. Potilaille, joilla on pitkälle edennyt rintasyöpä ja muut pahanlaatuiset kasvaimet, PD-L1-ekspression tilan, HER2-geenin monistumisen ja kattavien genomimuutosten systemaattinen havaitseminen on pakollista immunoterapian, kohdennetun lääkevalinnan ja ennusteen arvioinnin ohjaamiseksi. Tällaisissa kriittisissä kliinisissä skenaarioissa riittämättömästä kasvainkudoksen tilavuudesta tulee keskeinen pullonkaula, joka rajoittaa tarkkaa molekyylidiagnoosia.

Vastauksena tähän kliiniseen tarpeeseen kansainväliset onkologian ja patologisen diagnoosin suuntaviivat ovat selkeästi suositelleet 14G- tai 13G-sisäisten neulojen käyttöä biopsiassa, kun epäillään pahanlaatuisia vaurioita tai myöhempää molekyylien alatyypitystä. Riittävän tilavuuden lisäksi 14 Gt:n suuret kudosytimet tukevat manuaalista makro{5}dissektiota mikroskoopilla, jolloin patologit voivat selektiivisesti eristää eläviä kasvainalueita ja sulkea pois nekroottisen kudoksen, verihyytymät ja normaalit stroomakomponentit. Tämä kohdennettu rikastus parantaa merkittävästi kasvaimen DNA:n puhtautta, vähentää taustahäiriöitä ja parantaa olennaisesti molekyylimääritysten herkkyyttä ja tarkkuutta. Molekyylidiagnostisesta näkökulmasta biopsian neula toimii täsmällisenä biologisena kanavana kasvaimen "molekyylibiologisen passin" saamiseksi. Sen mittarin gradientti määrittää suoraan näytteen laadun alarajan, määrittää genomitestauksen onnistumisprosentin ja viime kädessä hallitsee yksilöllisen tarkkuussyöpähoidon tarkkuutta.