Các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu liệu trình tự toàn bộ bộ gen có thể giúp các bác sĩ lựa chọn phương pháp điều trị tốt nhất cho những người mắc bệnh bạch cầu dòng tủy cấp tính và hội chứng loạn sản tủy hay không.

Tín dụng: Viện nghiên cứu bộ gen người quốc gia

Đối với những người mắc bệnh bạch cầu dòng tủy cấp tính (AML) hoặc hội chứng loạn sản tủy (MDS), kết quả từ một nghiên cứu mới cho thấy rằng việc sử dụng giải trình tự toàn bộ bộ gen để xác định những thay đổi bộ gen trong các tế bào khối u của họ có thể đơn giản hóa và cải thiện cách các bác sĩ lựa chọn phác đồ điều trị tốt nhất cho từng bệnh nhân. kiên nhẫn. Giải trình tự toàn bộ bộ gen có thể xác định cấu trúc di truyền hoàn chỉnh của mẫu bệnh nhân trong một thử nghiệm duy nhất, trong khi phương pháp hiện tại để xác định các thay đổi bộ gen liên quan đến một số xét nghiệm khác nhau.

Các xét nghiệm được sử dụng để đánh giá nguy cơ ung thư của bệnh nhân sẽ quay trở lại hoặc tái phát sau khi hóa trị và đề xuất các phương pháp điều trị dựa trên nguy cơ đó.

Trong nghiên cứu mới, khi so sánh trực tiếp với xét nghiệm thông thường trên cùng một mẫu , xét nghiệm dựa trên trình tự toàn bộ bộ gen đã phát hiện tất cả các bất thường được phát hiện bằng phân tích nhiễm sắc thể thông thường và mang lại kết quả mới ở khoảng 25% bệnh nhân mắc AML hoặc MĐS. Và hơn một nửa số bệnh nhân đó đã có một phát hiện có khả năng thay đổi phương pháp điều trị của họ, David Spencer, MD, Ph.D., thuộc Trường Y khoa Đại học Washington ở St. Louis, một nhà điều tra của nghiên cứu cho biết.

Tiến sĩ Spencer cho biết, phương pháp giải trình tự toàn bộ bộ gen được sắp xếp hợp lý được sử dụng trong nghiên cứu đã mang lại kết quả trong vòng vài ngày và chi phí tương đương với xét nghiệm di truyền thông thường, khiến nó khả thi hơn khi sử dụng thường xuyên, Tiến sĩ Spencer cho biết.

Christopher Hourigan, DM, D.Phil., trưởng phòng cho biết: “Nghiên cứu này rất quan trọng vì nó cho thấy rằng một xét nghiệm duy nhất có khả năng thay thế nhiều xét nghiệm mà chúng tôi hiện đang sử dụng để chỉ định bệnh nhân vào một nhóm nguy cơ cụ thể” và giúp đưa ra quyết định về việc điều trị. của Phòng thí nghiệm các khối u ác tính dòng tủy tại Viện Tim, Phổi và Máu Quốc gia của NIH, người không tham gia vào nghiên cứu mới.

Tiến sĩ Spencer cho biết: “Trong bệnh bạch cầu dòng tủy cấp tính, quyết định điều trị lớn nhất là liệu bệnh nhân có nên cấy ghép tế bào gốc hay không. Ghép tế bào gốc thường được khuyến nghị cho những bệnh nhân có tế bào ung thư chứa những thay đổi di truyền dẫn đến nguy cơ tái phát cao.

Tiến sĩ Hourigan cho biết những phát hiện mới, được báo cáo vào ngày 11 tháng 3 trên Tạp chí Y học New England , là một bằng chứng quan trọng về nguyên tắc nhưng sẽ cần được xác nhận trong các nghiên cứu lớn hơn và tại các trung tâm khác.

Ưu điểm của giải trình tự toàn bộ bộ gen

Một loại xét nghiệm bộ gen quan trọng được sử dụng để giúp hướng dẫn điều trị cho những người mắc AML hoặc MDS, được gọi là phân tích di truyền tế bào, liên quan đến việc phân tích các tế bào từ một mẫu tủy xương hoặc máu để tìm kiếm những thay đổi trong nhiễm sắc thể, bao gồm cả các nhiễm sắc thể bị hỏng, mất tích, sắp xếp lại hoặc thừa. nhiễm sắc thể thường được tìm thấy trong các bệnh này.

Tiến sĩ Spencer giải thích rằng phân tích tế bào học yêu cầu một mẫu có chứa các tế bào sống. Và ở những người mắc AML hoặc MDS, mẫu đó thường được lấy từ sinh thiết tủy xương—một quy trình tiêu chuẩn khi chẩn đoán các bệnh ung thư như vậy. Các tế bào thu được từ mẫu sau đó được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm và nhiễm sắc thể của chúng được kiểm tra dưới kính hiển vi.

Tuy nhiên, Tiến sĩ Spencer cho biết: “Có tới 20% bệnh nhân có tế bào không phát triển hoặc bạn không thể xem xét đủ nhiễm sắc thể để đưa ra quyết định.” Một lý do khiến điều này xảy ra là vì các mẫu có thể phải được chuyển đến một công ty hoặc trung tâm y tế học thuật để thử nghiệm và các tế bào có thể không tồn tại khi vận chuyển.

Ngược lại, giải trình tự toàn bộ bộ gen chỉ cần DNA chứ không cần tế bào sống. Tuy nhiên, nó thường chỉ được thực hiện trong các nghiên cứu vì thời gian và chi phí liên quan.

Các xét nghiệm di truyền khác hiện được sử dụng để giúp hướng dẫn điều trị cho những người mắc AML hoặc MDS bao gồm giải trình tự mục tiêu của một bộ gen hạn chế trong một mẫu DNA của tế bào khối u. Những xét nghiệm này tìm kiếm những thay đổi di truyền được biết là xảy ra ở những bệnh ung thư này và quá nhỏ để phân tích tế bào học có thể thấy được.

Phương pháp sắp xếp hợp lý giúp tăng tốc kết quả

Đối với nghiên cứu của họ, nhóm Đại học Washington đã phát triển một phương pháp sắp xếp hợp lý để giải trình tự toàn bộ bộ gen và phân tích dữ liệu từ các mẫu bệnh phẩm. Bằng cách tập trung phân tích dữ liệu vào các phần của bộ gen và các loại biến đổi gen đã được biết là quan trọng trong AML và MDS, phương pháp này “đơn giản hóa đáng kể việc phân tích và hợp lý hóa toàn bộ quá trình,” Tiến sĩ Spencer cho biết.

Đầu tiên, nhóm nghiên cứu so sánh kết quả từ giải trình tự toàn bộ bộ gen với kết quả của các xét nghiệm thông thường đối với 235 bệnh nhân mắc bệnh ung thư máu đã biết hoặc nghi ngờ trước đó đã trải qua phân tích tế bào học thành công. Những mẫu bệnh nhân này đã được chọn để đại diện cho một loạt các đặc điểm di truyền tế bào và các đặc điểm di truyền khác của AML và MDS.

Nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng giải trình tự toàn bộ bộ gen đã phát hiện tất cả các thay đổi nhiễm sắc thể đã được phát hiện bằng phân tích tế bào học và quan trọng là xác định được các thay đổi nhiễm sắc thể bổ sung ở 17% trong số 235 bệnh nhân, một số người trong số họ đã có kết quả không thuyết phục bằng xét nghiệm thông thường.

Tiếp theo, để đánh giá tính khả thi của việc sử dụng giải trình tự toàn bộ bộ gen cho thử nghiệm lâm sàng thông thường, nhóm đã phân tích các mẫu từ 117 bệnh nhân mới được chẩn đoán mắc AML hoặc MDS được khám tại bệnh viện của họ. Họ theo dõi thời gian mất bao lâu để có kết quả và so sánh chúng với kết quả của các xét nghiệm di truyền thông thường.

Kết quả giải trình tự toàn bộ bộ gen có sẵn sau trung bình 5 ngày và ít nhất là 3 ngày—tốc độ mà Tiến sĩ Hourigan gọi là “ấn tượng” và ít nhất là nhanh như xét nghiệm thông thường. Giải trình tự toàn bộ bộ gen mang lại thông tin di truyền mới ở 24,8% bệnh nhân mới được chẩn đoán và đưa 16,2% trong số 117 bệnh nhân đó vào nhóm rủi ro mới.

Tiến sĩ Hourigan cho biết: “Họ có thể chỉ định chính xác nhiều bệnh nhân mắc AML hơn vào nhóm có nguy cơ bất lợi hoặc có nguy cơ cao nhất sẽ được đề nghị ghép tủy xương,” và điều đó có thể có ý nghĩa cải thiện kết quả điều trị.

Ngoài ra, Tiến sĩ Spencer cho biết, “trong nghiên cứu của chúng tôi, chi phí kỹ thuật của việc giải trình tự toàn bộ bộ gen tương tự như chi phí [thương mại] của xét nghiệm thông thường. Mặc dù chi phí thực tế cho thử nghiệm lâm sàng bằng cách sử dụng giải trình tự toàn bộ bộ gen vẫn có thể cao hơn so với các xét nghiệm thông thường hiện nay, nhưng thời điểm mà chi phí bằng nhau sẽ rất sớm thôi.”

Phương pháp tiếp cận chưa sẵn sàng cho việc chăm sóc hàng ngày

Một hạn chế của phương pháp giải trình tự toàn bộ bộ gen được sử dụng trong nghiên cứu là nó không xác định được nhiều thay đổi di truyền ở quy mô nhỏ hơn như phương pháp giải trình tự mục tiêu đã làm.

Tiến sĩ Spencer giải thích rằng những thay đổi di truyền bị bỏ sót chỉ xuất hiện ở một phần nhỏ tế bào khối u. Nhóm của ông đã chỉ ra rằng hạn chế này có thể được khắc phục bằng cách giải trình tự nhiều DNA hơn từ một mẫu nhất định, điều này sẽ tốn kém hơn nhưng sẽ trở nên khả thi khi chi phí giải trình tự toàn bộ bộ gen tiếp tục giảm.

Tiến sĩ Hourigan cho biết, một hạn chế khác của nghiên cứu là nó không cho thấy liệu việc sử dụng trình tự toàn bộ bộ gen để xét nghiệm chẩn đoán có cải thiện thời gian sống của bệnh nhân hay không.

Tiến sĩ Hourigan tiếp tục: “Chúng tôi cần một thử nghiệm y học chính xác quy mô lớn để xác thực phương pháp này.

Một thử nghiệm có thể làm được điều đó là MyeloMATCH, một thử nghiệm thuốc chính xác lớn do NCI tài trợ sẽ thử nghiệm các phương pháp điều trị hiện có và đang được nghiên cứu đối với AML và MDS và sẽ ra mắt vào cuối năm nay. Tiến sĩ Hourigan là một trong những bác sĩ nhà khoa học tham gia lên kế hoạch cho cuộc thử nghiệm đó.

Từ không thể tưởng tượng đến thực tế

Chi phí giải trình tự toàn bộ bộ gen người đã giảm từ hàng triệu đô la cho mỗi bộ gen xuống còn khoảng 1.000 đô la trong 15 năm qua, “và chi phí đó được dự đoán sẽ tiếp tục giảm, trong khi xét nghiệm lâm sàng tiêu chuẩn đã ổn định hoặc chi phí ngày càng tăng,” Tiến sĩ .Hourigan nói.

Ngoài ra, anh ấy nói, “Khả năng giải trình tự đang tăng lên với tốc độ phi thường, vì vậy những gì trước đây không thể tưởng tượng được chỉ một thập kỷ trước giờ đã trở thành hiện thực.”

Cả ông và Tiến sĩ Spencer đều cho biết trong một tương lai không xa, việc giải trình tự toàn bộ bộ gen có thể được sử dụng thường xuyên hơn để theo dõi bệnh nhân tốt hơn về khả năng tái phát ung thư sau khi điều trị, điều tra xem liệu AML và MDS có di truyền trong gia đình hay không và giúp đỡ các nhà khoa học tìm hiểu về các yếu tố di truyền liên quan đến việc gây ra các bệnh ung thư này.

Tiến sĩ Spencer cho biết, giải trình tự toàn bộ bộ gen cũng có thể được sử dụng để giúp chẩn đoán, theo dõi và lên kế hoạch điều trị cho các loại ung thư khác, bao gồm cả khối u rắn và sẽ đặc biệt thuận lợi đối với các bệnh ung thư có nhiều bất thường di truyền đã biết.

Ông lưu ý rằng nghiên cứu mới được xây dựng dựa trên 20 năm nghiên cứu bộ gen, bao gồm giải trình tự bộ gen hoàn chỉnh đầu tiên của con người và các nghiên cứu lớn như The Cancer Genome Atlas (TCGA), được tài trợ một phần bởi NCI, cung cấp thông tin về các đột biến gen. trong bệnh bạch cầu.

Tiến sĩ Spencer cho biết: “Giai đoạn tiếp theo của nghiên cứu [của chúng tôi], mà chúng tôi sẽ bắt đầu sau một tháng hoặc lâu hơn, là sử dụng phương pháp này để trả lại kết quả cho bệnh nhân và bác sĩ của họ, đồng thời tìm hiểu xem có bao nhiêu bệnh nhân thực sự đã thay đổi phương pháp điều trị của họ”.