Поймать болезнь до того, как она станет раком

Новый анализ крови способен выявить предшественника заболевания печени, который, в свою очередь, может стать предвестником рака. Учёные надеются, что этот тест поможет предотвратить рак печени ещё до его возникновения.

Метод использует модель машинного обучения для анализа свободно циркулирующего генетического материала в крови. В новом исследовании с его помощью учёные обнаружили фрагменты ДНК, указывающие на раннее рубцевание печени — фиброз. Если этот ранний фиброз не лечить, он может перерасти в тяжёлое рубцевание (цирроз), а впоследствии — в рак.

Тесту ещё предстоит пройти дополнительные испытания, чтобы подтвердить, что он точно выявляет ранние случаи фиброза и при этом редко даёт ложноположительные результаты. Тем не менее, результаты текущего исследования открывают перспективу того, что тест сможет выявлять людей из группы риска по раку печени ещё до развития онкологии, рассказал ведущий исследователь доктор Виктор Велкулеску, содиректор программы по генетике и эпигенетике рака в Онкологическом центре Киммела при Университете Джонса Хопкинса.

«Лучший способ вмешаться в развитие рака печени — не выявлять его на ранней стадии, а выявлять раннее заболевание печени», — пояснил Велкулеску. Обнаруженный фиброз можно обратить вспять с помощью антифиброзных препаратов, изменения образа жизни и других методов лечения. Цирроз же в значительной степени необратим.

Признаки болезни, записанные в крови

Миллионы американцев живут с фиброзом печени, даже не подозревая об этом. К факторам риска относятся воспаление печени (гепатит), диабет, повышенное давление и ожирение. Но существующие клинические методы, включая анализ крови FIB-4 (который использует возраст, ферменты печени и количество тромбоцитов), часто не справляются с выявлением ранних стадий болезни.

В новом исследовании, опубликованном 4 марта в журнале Science Translational Medicine, команда Велкулеску сначала проанализировала образцы крови 423 человек — как с заболеваниями печени, так и без них. Проанализировав десятки миллионов фрагментов внеклеточной ДНК (свободно плавающих фрагментов, которые попадают в кровь при обновлении и гибели клеток), они обнаружили маркеры, позволяющие отличить ранний фиброз от здорового состояния.

Вместо того чтобы искать конкретные мутации, исследователи применили компьютерную модель, которая ищет более крупные, общегеномные паттерны. «Мы пытаемся уловить изменения, которые потенциально происходят при болезни и могут возникать по всему геному, — объяснила первый автор исследования Акшая Аннапагада, аспирантка лаборатории Велкулеску. — Таким образом, у вас больше возможностей что-то найти».

Команда выделила несколько факторов, которые в совокупности указывали на раннее заболевание печени. Среди них — длина фрагментов ДНК, частота выпадения повторяющихся последовательностей, а также ключевые эпигенетические изменения (метки на геноме, которые меняют активность генов, не затрагивая саму последовательность ДНК). На основе этих факторов был создан тест.

Затем эффективность теста проверили на другой группе из 221 участника: 30 — с ранним фиброзом, 85 — с запущенным заболеванием печени, 106 — здоровых. Тест выявил 50% случаев раннего фиброза и около 78% запущенных случаев. Специфичность составила 83% — то есть ложный сигнал тревоги возникал в 17 случаях из 100.

Преимущество нового подхода и его будущее

Ален Тьерри, профессор и научный директор французского INSERM, не участвовавший в исследовании, отметил, что использование машинного обучения для поиска общегеномных паттернов позволяет анализировать миллиарды фрагментов одновременно. Это ключевое преимущество перед более ранними тестами, которые искали только конкретные мутации и требовали многократного секвенирования генома для получения достаточного количества ДНК. «Этот тест секвенирует геном всего один-два раза, поэтому он гораздо дешевле и эффективнее», — подчеркнула Аннапагада.

Следующий этап — более масштабные клинические испытания для валидации моделей машинного обучения. Исследователи выражают надежду, что подобные тесты в конечном итоге проложат путь к неинвазивным методам скрининга множества заболеваний на основе одного анализа крови. Это позволило бы диагностировать и лечить болезни на ранних стадиях, прежде чем они станут хроническими и необратимыми.

Данная статья носит информационный характер и не является медицинской рекомендацией.