Pamanīt vēzi ātrāk

1,3 miljonu amerikāņu, kuriem šogad diagnosticēts vēzis, individuālos likteņus lielā mērā izšķirs viens vienkāršs faktors: kurā stadijā slimība tika pamanīta?

Olnīcu vēzis piedāvā biedējošu piemēru. Tā neskaidru simptomu dēļ tas parasti tiek ignorēts vai nepareizi diagnosticēts, dažreiz gadiem ilgi. Astoņdesmit procenti pacientu neuzzina, ka viņiem tā ir, kamēr tā nav izplatījusies ārpus olnīcām. Tajā brīdī tas parasti ir neārstējams; tikai viens no trim pacientiem izdzīvo piecus gadus pēc diagnozes noteikšanas. No otras puses, ķirurģija var izārstēt 90 procentus pacientu, kuriem vēzis tiek atklāts, kamēr tas joprojām atrodas olnīcā. Pat bēdīgi nāvējošs plaušu un aizkuņģa dziedzera vēzis ir nekas cits kā nāvessods, ja tas tiek konstatēts pietiekami agri. Vēzi gandrīz vienmēr var izārstēt ar vienkāršām, klasiskām ķirurģiskām metodēm, ja tie tiek atklāti agri, saka Berts Vogelšteins, Džona Hopkinsa Hovarda Hjūza Medicīnas institūta molekulārais ģenētiķis.

Šis stāsts bija daļa no mūsu 2004. gada jūlija numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Problēma, protams, ir tā, ka vēzi, kas sākas tikai ar dažām deviantām šūnām, pēc savas būtības ir grūti agrīni diagnosticēt. Tomēr pēdējos gados ir parādījusies jauna metode, kas sola nodrošināt vienkāršas asins analīzes, kas viegli un precīzi identificē dažādu vēža veidu molekulāros profilus. Jau sen zināms, ka vēzis atstāj pēdas asinīs, taču šie mājieni ir mulsinoši un neviennozīmīgi. Asinis plūst cauri visiem jūsu ķermeņa audiem 60 reizes sekundē, izsitot tiem cauri, saka Nacionālo veselības institūtu patoloģe Lensa Liota. Jūs varētu iedomāties, ka katrā šūnā un audos notiek fragmenti, kas nonāk cirkulācijā.

Olbaltumvielu profilēšana

Šodienas rutīnas skrīnings lielākajai daļai vēža veidu nepastāv. Ar dažiem svarīgiem izņēmumiem vēža skrīnings ir bijis neveiksmīgs; Pat plaši atbalstītas metodes, piemēram, krūšu un sēklinieku pašpārbaude un mammogrāfija, ir nonākušas kritikas kritumos. Šie testi izlaiž pārāk daudz vēža gadījumu un iegūst pārāk daudz viltus pozitīvu rezultātu, aizdomīgu atradumu, kas izrādās labdabīgi. Rezultāts: daudz satraukumu, daudz nevajadzīgu biopsiju un izpētes operāciju un salīdzinoši maz izārstēšanas gadījumu.

Dažas esošās asins analīzes vēža noteikšanai nav labākas. Ņemiet, piemēram, PSA, prostatas vēža testu, un CA-125 olnīcu vēža noteikšanai. Abi ir nosaukti pēc proteīniem, kurus viņi meklē, un abi ir briesmīgi. PSA, ko Amerikas Uroloģijas biedrība iesaka piedāvāt ikvienam vīrietim, kas vecāks par 50 gadiem, pietrūkst apmēram trešdaļai vēža slimnieku, saka Deivids Sidranskis, Džona Hopkinsa vēža pētnieks, un tas maldīgi sauc pacientus, kuriem PSA ir pozitīvi, kā vēzi. trešo daļu laika. Olnīcu vēža gadījumā attēls izskatās vēl sliktāks. Tikai aptuveni pusei pacientu ar agrīnas stadijas olnīcu vēzi ir paaugstināts CA-125 līmenis, un viltus pozitīvu rezultātu līmenis ir augsts, jo daži labdabīgi apstākļi izraisa proteīna pārprodukciju. Rezultātā CA-125 ir apstiprināts tikai olnīcu vēža progresēšanas vai recidīva uzraudzībai, nevis skrīningam.

Džordžs Raits, šūnu biologs Austrumvirdžīnijas medicīnas skolā Norfolkā, ir pavadījis visu savu vairāk nekā 40 gadu ilgo pētnieka karjeru, cenšoties atrast labākus diagnostikas marķierus agrīnai vēža noteikšanai. Viņš ir saprotami sarūgtināts. Varbūt proteīna biomarķieris, ko [mēs] atklājām, atklātu 20 līdz 30 procentus, nevis 100 procentus vēža, saka Raits. Tikpat bezjēdzīgi ir marķieri, kas nepatiesi diagnosticē veselus cilvēkus par slimiem neatkarīgi no tā, cik vēža gadījumu tie atklāj. Lai vēža asins analīzes būtu noderīgas ikdienas skrīningam, tai ir jābūt gandrīz nevainojamai.

1998. gadā Raits kādā tirdzniecības žurnālā izlasīja rakstu par biotehnoloģiju uzņēmumu Kalifornijā, kas aplūkoja olbaltumvielu modeļus; pēkšņi šī gandrīz ideālā pārbaude šķita iespējama. Fremontā bāzētais uzņēmums Ciphergen Biosystems apgalvoja, ka daži asins pilieni var vienlaikus atklāt simtiem olbaltumvielu, ja tos analizē ar standarta laboratorijas instrumentu, ko sauc par masas spektrometru. Tomēr olbaltumvielas nav skaidri identificētas; tā vietā iekārta izdrukā asu pīķu un ieplaku zīmējumu, katra virsotne atspoguļo kāda nezināma proteīna līmeni asinīs. Ciphergen domāja, ka vēža pacientu rezultātu salīdzināšana ar veseliem cilvēkiem varētu palīdzēt meklēt vēža biomarķierus, jo daudzas olbaltumvielas tiek pārprodukcijas audzēja šūnās. Pareizi identificēti un pētīti, šie proteīni var radīt labākus vēža testus. Bet Raitam bija vēl drosmīgāka ideja: paši modeļi varētu nodrošināt gatavu vēža parakstu. Modeļu izmantošanas stratēģija, ja tā darbotos, samazinātu gadiem, pat gadu desmitiem no testa izveidei nepieciešamā laika, jo tas novērstu vajadzību identificēt atsevišķas olbaltumvielas un ideālus līdzekļus to noteikšanai.

Raitam arī bija aizdomas, ka testi, kuru pamatā ir vēža proteīnu profili, var precīzāk nekā jebkurš proteīns pirkstu nospiedumu veidā. Tie būtu efektīvāki par jebko, kas bija pieejams, viņš atceras, stāstot Ciphergen izpilddirektoram, kurš bija skeptisks. Bet Raits 1999. gada janvārī nopirka Ciphergen iekārtu un pats sāka meklēt apsūdzības rakstus.

Risinājuma skicēšana

Raits nebija viens. Aptuveni laikā, kad viņš sāka savu darbu, tāda pati pieeja radās NIH Liottai un ASV Pārtikas un zāļu pārvaldes pētniekam Emanuelam Petrikoinam. Petricoin un Liotta zināja, ka vēzis šūnas līmenī rada izmaiņu kakofoniju gan audzēja audos, gan normālos audos, kas to ieskauj. Šī sarežģītība šķiet nepārvarama. Bet duets domāja, ka viņi varētu izmantot šo sarežģītību, lai radītu vēža pirkstu nospiedumus no slimības pēdām, kas cirkulē asinīs.

Tāpat kā Raits, Petricoin un Liotta izmantoja Ciphergen sistēmu, lai no asins paraugiem izveidotu olbaltumvielu profilus. Viņu agrīnie mēģinājumi atrast vēža modeļus tomēr cieta neveiksmi, jo viņi vienkārši mēģināja žonglēt pārāk daudz informācijas. Tad 1999. gada jūnijā parādījās risinājums. Petrikoins un viņa draugs Pīters Levins, Merilendas jurists, kuram ir pieredze datu analīzē, vēlo brokastu laikā tērzēja par problēmu; Levins ieteica izmantot modeļu atpazīšanas algoritmus, lai saprastu milzīgo datu apjomu. Levins, kurš bija apsvēris iespēju izmantot šādus algoritmus, lai analizētu akciju tirgus tendences un preču tirdzniecību, uz salvetes iezīmēja vēža ideju. Apmēram piecās minūtēs mēs abi sapratām, ka tā būtu patiešām aizraujoša pieeja, atceras Petrikoins.

Tāpēc viņi to pārbaudīja kopā ar Benu Hitu, programmatūras inženieri, kurš nepieciešamos algoritmus aizņēmās no mākslīgā intelekta teorijas. Faktiski parādījās vēža modeļi, un 2000. gadā Levins un Hits nodibināja Correlogic Systems, lai izstrādātu asins analīzes vēža noteikšanai. 2002. gada sākumā pētnieki publicēja rezultātus britu medicīnas žurnālā Lancete , kas parāda, ka viņi var izmantot īpašu proteīna modeli, lai atklātu olnīcu vēzi. Viņu tests pareizi identificēja 50 no 50 sievietēm ar vēzi, un 63 no 66 neskartām sievietēm tika iegūts negatīvs rezultāts. Vēlāk tika dots nosaukums OvaCheck, un tas solījās būt pirmais pietiekami precīzs asins tests, lai to izmantotu vispārējai olnīcu vēža skrīningam. Līdz 2002. gada beigām Correlogic bija licencējis OvaCheck divām lielākajām komerciālajām laboratorijām un plānoja produkta laišanu klajā 2004. gadā.

Tikmēr Raita grupa Virdžīnijā arī virzījās uz priekšu. Izmantojot atšķirīgu algoritmu, Raits un Austrumvirdžīnijas molekulārais biologs Džons Semmes parādīja, ka proteīna modelis var atšķirt prostatas vēzi no parastā bezvēža stāvokļa, labdabīgas prostatas hipertrofijas, 25 no 30 gadījumiem. Turpretim PSA tests nespēj atšķirt divus nosacījumus.

Lai gan Raits uzsver, ka rezultāti ir provizoriski, tehnoloģija turpina virzīties uz komercializāciju. Liels sākotnējais izmēģinājums daudzos medicīnas centros jāpabeidz aptuveni gada laikā; galīgais validācijas izmēģinājums tiks noslēgts, ja viss noritēs labi, 2006. gadā. Austrumvirdžīnija jau ir licencējusi savu tehnoloģiju neizpaužamam uzņēmumam, lai tā varētu izstrādāt pilnvērtīgu diagnostikas testu.

Nevēlamā zinātne?

Ņemot vērā likmes, piesardzīgai pieejai ir jēga. Faktiski Correlogic, kas savu tehnoloģiju attīstījis daudz agresīvāk nekā Austrumvirdžīnijas grupa, pagājušajā ziemā cieta kritisku neveiksmi. 2003. gada septembrī Correlogic ikgadējā Olnīcu vēža nacionālās alianses, pacientu aizstāvības grupas sanāksmē paziņoja, ka OvaCheck tirgū būs 2004. gada sākumā. Taču februārī mārketinga plāni tika apturēti, kad FDA paziņoja Correlogic un tās diviem. partneriem, ka testam var būt nepieciešams normatīvais apstiprinājums — kaut kas parasti netiek prasīts no diagnostikas testiem, ko tirgo klīniskās laboratorijas. Tagad uzņēmums un FDA izstrādā plānu virzībai uz priekšu.

Lielākā kļūda bija paziņot, ka jums ir veikta asins analīze, saka Austrumvirdžīnijas Semmes, kurš norāda, ka Correlogic pat nebija pabeidzis savu diagnostikas modeli, vismaz publicētā formā, laikā, kad tas paziņoja. Šis apgalvojums, manuprāt, ārkārtīgi ievainoja laukumu. Pat Petrikoins un Liota ir attālinājušies no testa, kuru viņi palīdzēja izveidot.

Jomai ir jātiek galā arī ar zinātnisku pretreakciju pret visu proteīnu modeļa diagnostikas ideju. Ontario Toronto universitātes vēža eksperts Elefterioss Diamandis nosauc oriģinālu Lancete olnīcu vēža papīrs pilnīgs krāms. Diamandis apgalvo, ka modeļi faktiski neatspoguļo vēža šūnu ražotos proteīnus. Tehnoloģija neizdosies, jo molekulas, kuras viņi uzrauga, nav pareizās, saka Diamandis. Es nedomāju, ka masu spektrometrija, veids, kā tās veic, ir pietiekami jutīga. Tā vietā viņš mudina vispirms identificēt proteīnus aiz virsotnēm, lai pārliecinātos, ka tie patiešām ir vēža proteīni, un pēc tam izstrādāt standarta testus, lai tos atklātu. Tad mēs varam tos visus apvienot un veikt pietiekami labu klīnisko diagnozi, saka Diamandis.

Petricoin ir stingri pārliecināts, ka instrumenti seko vēža olbaltumvielām, taču atzīst, ka pierādījumus var iegūt tikai no stingriem izmēģinājumiem. Viņš saka, ka vienīgais veids, kā pierādīt, ka tas ir īsts vai nē, ir validācija, tāpat kā jebkurš biomarķieris. Viņš piebilst, ka pūles ir tā vērtas, jo modeļu ģenerēšana ir salīdzinoši vienkārša, savukārt proteīnu identificēšana un šo zināšanu pārvēršana noderīgā laboratorijas testā var aizņemt vairākus gadus, pat pirms klīniskajiem pētījumiem. Levins piekrīt, ka diskusijas par to, vai ir svarīgi identificēt konkrētos proteīnus vai citas molekulas, kas veido modeli, [strīdas], cik daudz eņģeļu dejo uz adatas galvas. Ja tas, ko jūs varat darīt tuvākajā laikā, ir izstrādāt diagnostiku, kas glābs dzīvības, man tas ir diskusijas beigu sākums.

Nākotnes pārbaude

Petricoin un Liotta, kurus arī kritiķi neattur, virzās uz priekšu, lai gan atsevišķi no Correlogic. Viņi novērtē savu olnīcu vēža testu klīniskajā pētījumā sievietēm remisijas stadijā, lai noteiktu slimības atgriešanos. Viņi plāno iesniegt metodi FDA pārskatīšanai un neekskluzīvi licencēt saistīto tehnoloģiju jebkuram uzņēmumam, kas vēlas to piedāvāt.

Abi zinātnieki arī gatavo līdzīgus testus aizkuņģa dziedzera, plaušu un prostatas vēža noteikšanai. Viņi paredz nākotni, kurā neliels asins paraugs, kas periodiski tiek ņemts ārsta kabinetā, atklās pilnīgu priekšstatu par visa ķermeņa pašreizējo slimības stāvokli. Mūsu mērķis ir parādīt, ka patiesībā jūs varat izdomāt proteīna modeli, kas var diskriminēt slimības, un [Nacionālais vēža institūts] to pieņem līdz FDA apstiprināšanai, saka Petricoin.

Bet pirmais diagnostikas tests, kas balstīts uz olbaltumvielu profilēšanu, iespējams, būs olnīcu vēža tests no Ciphergen, uzņēmuma, kura iekārta to visu sāka. Ciphergen neizmanto modeli kā tādu, bet tā vietā pieturas pie tās sākotnējās, konservatīvākas pieejas: izmanto proteīnu modeļus, lai atrastu marķierus, kas pēc tam tiek individuāli identificēti un apstiprināti, lai noteiktu spēju atšķirt vēzi no nevēža.

Uzņēmums izstrādā testus, kuros izmanto masas spektrometriju, lai noteiktu šos specifiskos marķierus, nevis kopējo olbaltumvielu modeli. Ciphergen strādā arī pie aizkuņģa dziedzera un prostatas vēža testiem, taču tā olnīcu vēža tests, kas balstīts uz trim proteīna marķieriem, ir vismodernākais. Mūsu mērķis ir komercializēt testu līdz šī gada beigām vai nākamā gada sākumam, saka Geils Peidžs, Ciphergen diagnostikas nodaļas prezidents.

Tas, vai tas atvērs slūžas līdzīgiem testiem, ir atkarīgs no tā, cik labi tas darbojas. Taču Ciphergen ir apņēmies izmantot proteīnu profilēšanu kā pamatu jaunai un labākai vēža diagnostikai. Mēs uzskatām, ka tas būs nākotnes vilnis, saka Ēriks Fungs, Ciphergen klīnisko lietu direktors un viens no olnīcu vēža testa iniciatoriem. Viņš saka, ka notiek pāreja no atsevišķiem marķieriem uz vairākiem marķieriem, un kādreiz tas attīstīsies līdz modeļiem. Tas ir mans personīgais viedoklis, ka mēs varam tur nonākt, bet mēs vēl neesam tur.

Tomēr daudzi uzņēmīgi zinātnieki un uzņēmumi sola, ka modeļi būs gatavi lietošanai tikai dažu gadu laikā. Un viņi sagaida, ka vēzis tiek diagnosticēts agrāk, precīzāk un uzticamāk nekā ierobežots zināmo marķieru kopums, piemēram, Ciphergen, lai cik labi izvēlētos. Piemēram, Raits, lai gan tagad ir pensijā un pilda padomdevēja lomu, joprojām turpina meklēt precīzu vēža testu, pamatojoties uz modeļa atpazīšanu. Četras neveiksmju desmitgades ir iemācījušas viņam būt piesardzīgam, taču viņš nespēj slēpt savu sajūsmu. Viņš saka, ka būs vajadzīgi vairāki gadi, līdz mēs sapratīsim, vai tas noteikti ir lietderīgi. Tomēr viņš piebilst: tas ir ļoti aizraujoši, ļoti daudzsološi.

Testi, kuru pamatā ir olbaltumvielu modeļi, ja tie darbojas, varētu palīdzēt glābt miljoniem dzīvību. Bet, kā Raits un citi vēža pētnieki labi zina, tie nav pēdējais vārds vēža diagnostikā. Nav burvju eliksīra, saka Petricoin. Nekas neaizstās gudru ārstu, kurš strādā ar pacientu.

paslēpties