Камиль Фаридович, что дают молекулярные технологии анализа в диагностике онкологии?
— Тут можно выделить несколько основных направлений исследований. Одно из них — это определение наследственной предрасположенности к различным типам рака, позволяющее выявлять носителей «поломанных» генов, для которых вероятность развития онкологических заболеваний повышена.
Другое важное направление в онкологии — подбор «таргетной» терапии, то есть диагностика тех пациентов, которым уже поставлен диагноз, и требуется назначить максимально эффективное лечение. Это проводится на основании генетических маркеров, которые дают ответ на вопрос о том, будет ли эффективно действие определенных препаратов. У этих тестов есть не только медицинский, но и экономический смысл. В ряде случаев разумно сначала провести тестирование стоимостью 10-20 тысяч рублей, чем вслепую тратиться на крайне дорогую терапию, которая показана далеко не всем. Например, в прошлом году был выведен на Российский рынок препарат олапариб, который действует при наличии определенных мутаций в генах BRCA1 и 2 при раке яичника. Препарат дорогой, стоит порядка полумиллиона рублей, поэтому желательно сначала провести анализ на наличие мутаций, чтобы определить, будет ли он эффективен.
Наконец, большой интерес приковывают разработки малоинвазивных методов диагностики рака на ранних стадиях, позволяющих своевременно принимать необходимые меры и кардинально повышать шансы на выздоровление. Один из подходов — диагностика онкологических заболеваний по свободно циркулирующей ДНК в крови. Представьте, что если где-то в организме есть опухоль, то на ранней стадии она может себя никак не проявлять, человек хорошо себя чувствует, считает себя здоровым и потому обращаться к онкологу не планирует. Но поскольку опухолевые клетки, как и любые другие, периодически умирают, они выбрасывают в кровь небольшие фрагменты ДНК. А вот уже эти фрагменты содержат мутации, которые и привели к появлению опухоли. Разумеется, количество таких молекул очень мало на фоне здоровой ДНК, циркулирующей в плазме крови, а потому их детекция стандартными методиками сложна или вообще невозможна. Тем не менее, уже появились подходы, позволяющие «отлавливать» такие молекулы и делать выводы о том, что в организме пациента вероятно начинается развитие онкозаболевания.
За счет чего это стало возможно?
— Все эти анализы тесно связаны с появлением технологий высокопроизводительного секвенирования, или NGS секвенирования (от англ. Next Generation Sequencing), которые дали возможность прочитывать отдельные гены и даже целые геномы. Еще десять лет назад это стоило порядка миллиона долларов, а сегодня — уже около тысячи. И если мы знаем, какие мутации вызывают конкретные наследственные заболевания, то их вполне можно диагностировать путем идентификации определенных маркеров. Так, при проведении высокопроизводительного секвенирования мы можем прочитать весь ген, а это десятки и даже сотни тысяч нуклеотидов. Тогда как с использованием технологий секвенирования первого поколения смотрят либо конкретные «точки», либо очень небольшые фрагменты генома, где может возникать «вредоносные» мутации. Все это дало возможность диагностировать огромное количество наследственных заболеваний, большинство из которых генетические по своей природе.
Что это за анализы? Как они проводятся?
— В простейшем случае с помощью методов молекулярной биологии «обогащается» конкретный фрагмент генома, в которым есть вероятность найти определенные мутации. Далее после ряда манипуляций над образцом ДНК, собственно происходит само секвенирование, то есть прочтение последовательности нуклеотидов фрагментов ДНК, на специальных приборах — секвенаторах. А затем с помощью специализированного биоинформатического анализа создается отчет о наличии или отсутствии искомых мутаций в исследуемых генах.
Как другой пример могу привести тест, проводимый на секвенаторе Genereader от компании Qiagen, имеющийся, к слову, в нашем институте. Тест направлен на поиск определенных мутаций, возникающих при пяти типах онкозаболеваний, это — рак легкого, простаты, молочной железы, меланома и рак желудка. Для этого была разработана так называемая «панель» из нескольких генов, мутации в которых возникают при перечисленных видах рака. Разработчики теста взяли обширный список всех существующих на сегодняшний день во всем мире препаратов, а также тех, которые могут появиться на рынке в ближайшие годы. Затем провели обширный поиск по различным базам данных и научным статьям, и на основании этой информации связали препараты с конкретными генетическими маркерами. Результатом работы является отчет, который помимо перечня обнаруженных мутаций, содержит список препаратов, способных помочь этому конкретному пациенту.
Для анализа берется кровь из вены?
— Зависит от теста. Для определения наследственной предрасположенности — да, чаще всего это кровь, но годится и буккальный эпителий, для чего достаточно потереть ватной палочкой за щекой. Все, что нам нужно — это геномная ДНК, которая содержится в любой клетке, хотя лабораторные наборы для выделения нуклеиновых кислот обычно все же предназначены для работы с определенными типами тканей. Иной подход используется для подбора таргетной терапии. В этом случае секвенируются молекулы ДНК, получаемые из образцов опухолей, обычно взятых при операции, так как при лечении важно специфически воздействовать именно на опухолевые клетки, имеющие генетические «поломки».
На сегодня больше всего на слуху мутации генов BRCA.
— Действительно, большое количество тестов сегодня и у нас, и за границей разработано именно на мутации в генах BRCA1 и BRCA2, которые ассоциированы с повышенным риском развития некоторых онкологических заболеваний, прежде всего, рака молочной железы и яичника. Отдельную «рекламу» этим двум генам сделала американская актриса Анджелина Джоли, у которой действительно обнаружили BRCA мутацию. Существуют также данные, что мутации в этих генах связаны с повышенной вероятностью развития рака простаты и поджелудочной железы, хотя на сегодня это еще находится на стадии научных исследований. Впрочем, наличие таких мутаций еще не означает, что человек обязательно заболеет раком.
Помимо анализа на определение мутаций в генах BRCA есть и более расширенные тесты, где прочитывается порядка 20-30 генов, поломки в которых также ассоциированы с развитием ряда онкологических заболеваний. Мутации в них, зачастую, обладают меньшей пенетрантностью (вероятностью проявления), чем в BRCA1/2, но тем не менее, известно что они действительно связаны с некоторым увеличением риска развития заболевания. Среди генов, часто включаемых в эти тесты, можно назвать PTEN, CHEK2, NBN, TP53, PALB2 и некоторые другие.
А что сейчас, если и не поставлено на поток, то по крайней мере доступно для россиян?
— Доступны анализы на отдельные мутации наиболее распространенных наследственных заболеваний, например, таких как муковисцидоз или фенилкетонурия, а в онкологии мы, к сожалению, отстаем, в том числе, и из-за сложности с регистрацией таких тестов. Например, в нашем центре можно сдать анализы, основанные, на технологиях пиросеквенирования (так называемых технологиях «первого поколения»), с помощью которых определяют несколько наиболее частых для нашей популяции мутаций в генах BRCA1 и 2. Но пока это, конечно, далеко не всеобъемлющий анализ полного генома.
Что мешает внедрить анализы для ранней диагностики в практическую онкологию?
— Пока такие тесты все еще недостаточно точны, но это не единственная проблема. Непонятно как, да и зачем, регулярно направлять на сравнительно дорогостоящие анализы человека, если у него нет никаких симптомов заболевания. Конечно, человек может сам для себя решить, что ему нужно это исследование, чтобы выявить развитие онкологии на очень ранней стадии, но как часто его нужно проходить, вопрос открытый. Поэтому эти тесты пока разрабатываются не столько с целью ранней диагностики, сколько для мониторинга эффективности терапии, а также состояния организма после проведенного лечения. То есть, чувствуя себя вполне здоровым, человек с определенными временными интервалами может проходить этот тест, чтобы отслеживать не появилась ли в крови опухолевая ДНК, и не пропустить момент, если у него все же начинается рецидив.
Дополнительная проблема в том, что в России тесты, основанные на технологиях NGS, пока не имеют регистрационных удостоверений, а потому не могут внедряться в практику диагностических центров и лабораторий. В научных же центрах это сейчас проводится в рамках научно-исследовательских работ — из-за того, что доступ пациентов к такого рода анализам затруднен, а также открытым остается вопрос оплаты анализов. Существуют частные компании, которые предлагают генетические тесты для поиска мутаций, ответственных, в том числе, и за предрасположенность к конкретным наследственным заболеваниям. Можно заказать в них и полный геном. Но пока это не официальные диагностические тесты, и преподносятся они больше как некая развлекательная генетика.
А можно, получив дефектный ген, тем не менее, не заболеть раком?
— Да, конечно. Это крайне важный момент, который обязательно нужно довести до сведения пациента, желающего пройти тест на предрасположенность к наследственному заболеванию. Вы можете прожить долгую и счастливую жизнь, не омраченную никаким онкологическим заболеванием, так как у вас есть второй «здоровый» аллель, полученный от второго родителя.
Реально ли, получив генетический паспорт человека, предотвратить риск развития онкозаболеваний? И почему не проводится генетический скрининг здорового населения?
— Сегодня говорить о патогенетической терапии (исправлении генов, ответственных за развитие ряда заболеваний) все-таки еще рано. Когда-нибудь, вероятно, мы придем к тому, что терапия будет назначаться на основании данных «генетического паспорта», но это все же дело будущего. Сегодня можно с уверенностью говорить лишь о том, что на основании генетических данных можно назначать персонализированную терапию в ряде случаев, и это действительно может облегчить протекание заболевания, и даже позволить людям с тяжелыми наследственными синдромами жить полноценной жизнью.
Достаточно сложная тема скрининг здоровых людей. Не всем идет на «пользу» информация о том, что у них есть предрасположенность к онкологическим заболеваниям. Некоторые после этого начинают слишком сильно переживать, поэтому вопрос о то, стоит ли проводить скрининг здорового населения на все подряд предрасположенности, в том числе, и к онкологическим заболеваниям, остается дискуссионным. Представьте, что у вас нашли мутацию, вы пока ничего не можете с ней сделать, но теперь вам придется жить с этим «знанием».
