أخبار

خلال العقد الماضي، استُخدمت تقنية تسلسل الجينات على نطاق واسع في أبحاث السرطان والممارسات السريرية، وأصبحت أداةً مهمةً للكشف عن الخصائص الجزيئية للسرطان. وقد عززت التطورات في التشخيص الجزيئي والعلاج الموجه تطوير مفاهيم العلاج الدقيق للأورام، وأحدثت تغييراتٍ كبيرةً في مجال تشخيص الأورام وعلاجها بأكمله. ويمكن استخدام الاختبارات الجينية للتحذير من خطر الإصابة بالسرطان، وتوجيه قرارات العلاج، وتقييم التشخيص، وهي أداةٌ مهمةٌ لتحسين النتائج السريرية للمرضى. نلخص هنا المقالات الحديثة المنشورة في مجلة CA Cancer J Clin، ومجلة JCO، ومجلة Ann Oncol، وغيرها من المجلات لمراجعة تطبيق الاختبارات الجينية في تشخيص السرطان وعلاجه.

الطفرات الجسدية والطفرات في الخلايا الجرثومية. بشكل عام، يُسبب السرطان طفرات في الحمض النووي، والتي يمكن أن تُورث من الوالدين (طفرات الخلايا الجرثومية) أو تُكتسب مع التقدم في السن (طفرات جسدية). توجد طفرات الخلايا الجرثومية منذ الولادة، وعادةً ما يحمل الكائن المُحَوِّر الطفرة في الحمض النووي لكل خلية في الجسم، ويمكن أن تنتقل إلى الأبناء. أما الطفرات الجسدية، فيكتسبها الأفراد في الخلايا غير الجاميتية، وعادةً لا تنتقل إلى الأبناء. يمكن لكلٍّ من الطفرات الجسدية والجرثومية أن تُدمر النشاط الوظيفي الطبيعي للخلايا، وتؤدي إلى تحولها إلى خلايا خبيثة. تُعد الطفرات الجسدية عاملاً رئيسياً في الخباثة، وهي أكثر المؤشرات الحيوية تنبؤاً في علم الأورام؛ ومع ذلك، يحمل ما يقرب من 10 إلى 20% من مرضى الأورام طفرات في الخلايا الجرثومية تزيد بشكل كبير من خطر الإصابة بالسرطان، وبعض هذه الطفرات علاجية أيضاً.
الطفرة المحركة والطفرة الراكبة. لا تؤثر جميع متغيرات الحمض النووي على وظيفة الخلية؛ ففي المتوسط، يتطلب الأمر من خمسة إلى عشرة أحداث جينومية، تُعرف باسم "الطفرات المحركة"، لتحفيز التنكس الخلوي الطبيعي. غالبًا ما تحدث الطفرات المحركة في الجينات المرتبطة ارتباطًا وثيقًا بأنشطة حياة الخلية، مثل الجينات المشاركة في تنظيم نمو الخلايا وإصلاح الحمض النووي والتحكم في دورة الخلية وعمليات الحياة الأخرى، ولديها القدرة على استخدامها كأهداف علاجية. ومع ذلك، فإن العدد الإجمالي للطفرات في أي سرطان كبير جدًا، ويتراوح من بضعة آلاف في بعض سرطانات الثدي إلى أكثر من 100000 في بعض سرطانات القولون والمستقيم وبطانة الرحم شديدة التغير. معظم الطفرات ليس لها أهمية بيولوجية أو لها أهمية بيولوجية محدودة، حتى إذا حدثت الطفرة في منطقة الترميز، فإن مثل هذه الأحداث الطفرية غير المهمة تسمى "طفرات الراكبة". إذا توقع أحد المتغيرات الجينية في نوع معين من الورم استجابته للعلاج أو مقاومته له، فإن هذا المتغير يُعتبر قابلاً للعلاج سريريًا.
الجينات المسرطنة وجينات تثبيط الأورام. يمكن تقسيم الجينات التي تطرأ عليها طفرات متكررة في السرطان إلى فئتين: الجينات المسرطنة وجينات تثبيط الأورام. في الخلايا الطبيعية، يلعب البروتين المُشفّر بواسطة الجينات المسرطنة دورًا رئيسيًا في تعزيز تكاثر الخلايا وتثبيط موتها المبرمج، بينما يكون البروتين المُشفّر بواسطة الجينات المثبطة للأورام مسؤولًا بشكل رئيسي عن التنظيم السلبي لانقسام الخلايا للحفاظ على وظائفها الطبيعية. في عملية التحول الخبيث، تؤدي الطفرة الجينومية إلى زيادة نشاط الجينات المسرطنة وانخفاض أو فقدان نشاط الجينات المثبطة للأورام.
التباين الصغير والتباين الهيكلي. هذان هما النوعان الرئيسيان للطفرات في الجينوم. تُغير المتغيرات الصغيرة الحمض النووي عن طريق تغيير أو حذف أو إضافة عدد صغير من القواعد، بما في ذلك طفرات إدخال القواعد وحذفها وإزاحة الإطار وفقدان كودون البدء وطفرات فقدان كودون التوقف، إلخ. التباين الهيكلي هو إعادة ترتيب كبيرة للجينوم، تتضمن أجزاء من الجينات تتراوح في الحجم من بضعة آلاف من القواعد إلى غالبية الكروموسوم، بما في ذلك تغييرات في عدد نسخ الجينات وحذف الكروموسومات والازدواج والانعكاس أو الانتقال. قد تُسبب هذه الطفرات انخفاضًا أو تحسينًا في وظيفة البروتين. بالإضافة إلى التغييرات على مستوى الجينات الفردية، تُعد التوقيعات الجينومية أيضًا جزءًا من تقارير التسلسل السريري. يمكن اعتبار التوقيعات الجينومية أنماطًا معقدة من الاختلافات الصغيرة و/أو الهيكلية، بما في ذلك حمل طفرة الورم (TMB) وعدم استقرار السواتل الدقيقة (MSI) وعيوب إعادة التركيب المتماثل.

الطفرة النسيلية والطفرة شبه النسيلية. توجد الطفرات النسيلية في جميع خلايا الورم، وتكون موجودة عند التشخيص، وتبقى موجودة بعد تقدم العلاج. لذلك، يُمكن استخدام الطفرات النسيلية كأهداف علاجية للأورام. توجد الطفرات شبه النسيلية في مجموعة فرعية فقط من خلايا السرطان، وقد تُكتشف في بداية التشخيص، لكنها تختفي مع تكرار المرض لاحقًا أو تظهر فقط بعد العلاج. يشير مصطلح "تباين السرطان" إلى وجود طفرات فرعية نسيلية متعددة في سرطان واحد. والجدير بالذكر أن الغالبية العظمى من الطفرات المحفزة ذات الأهمية السريرية في جميع أنواع السرطان الشائعة هي طفرات نسيلية وتبقى مستقرة طوال تطور السرطان. قد لا تُكتشف المقاومة، التي غالبًا ما تكون ناتجة عن النسائل الفرعية، عند التشخيص، ولكنها تظهر عند انتكاسها بعد العلاج.

تُستخدم تقنية FISH التقليدية، أو النمط النووي للخلية، للكشف عن التغيرات على مستوى الكروموسومات. ويمكن استخدامها للكشف عن اندماج الجينات، والحذف، والتضخيم، وتُعتبر "المعيار الذهبي" للكشف عن هذه المتغيرات، بدقة وحساسية عاليتين، ولكن بإنتاجية محدودة. في بعض الأورام الخبيثة الدموية، وخاصةً ابيضاض الدم الحاد، لا يزال النمط النووي يُستخدم لتوجيه التشخيص والتنبؤ، ولكن هذه التقنية تُستبدل تدريجيًا باختبارات جزيئية مُستهدفة مثل FISH، وWGS، وNGS.
يمكن الكشف عن التغيرات في الجينات الفردية باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR)، سواءً في الوقت الفعلي أو الرقمي. تتميز هذه التقنيات بحساسية عالية، وهي مناسبة بشكل خاص للكشف عن الآفات الصغيرة المتبقية ومراقبتها، ويمكنها الحصول على نتائج في وقت قصير نسبيًا. عيبها هو محدودية نطاق الكشف (عادةً ما تكشف الطفرات في جين واحد أو عدد قليل من الجينات)، ومحدودية إمكانية إجراء اختبارات متعددة.
الكيمياء المناعية النسيجية (IHC) هي أداة مراقبة بروتينية تُستخدم عادةً للكشف عن التعبير عن المؤشرات الحيوية مثل ERBB2 (HER2) ومستقبلات هرمون الإستروجين. كما يُمكن استخدامها للكشف عن بروتينات متحولة محددة (مثل BRAF V600E) واندماجات جينية محددة (مثل اندماجات ALK). تكمن ميزة الكيمياء المناعية النسيجية في سهولة دمجها في عملية تحليل الأنسجة الروتينية، ما يُتيح دمجها مع اختبارات أخرى. بالإضافة إلى ذلك، تُوفر الكيمياء المناعية النسيجية معلومات حول توطين البروتينات تحت الخلوية. أما عيوبها فتتمثل في محدودية قابليتها للتوسع وارتفاع متطلباتها التنظيمية.
تسلسل الجيل الثاني (NGS): يستخدم هذا النوع من التسلسل تقنيات تسلسل متوازي عالية الإنتاجية للكشف عن التغيرات على مستوى الحمض النووي (DNA) و/أو الحمض النووي الريبوزي (RNA). يمكن استخدام هذه التقنية لتسلسل كلٍّ من الجينوم الكامل (WGS) والمناطق الجينية المعنية. يوفر WGS معلومات شاملة عن الطفرات الجينية، إلا أن هناك العديد من العوائق التي تحول دون تطبيقه السريري، بما في ذلك الحاجة إلى عينات حديثة من أنسجة الورم (حيث إن WGS غير مناسب بعد لتحليل العينات المثبتة بالفورمالين) وارتفاع تكلفته.
يتضمن تسلسل الجيل التالي المستهدف تسلسل الإكسون الكامل ولوحة الجينات المستهدفة. تُثري هذه الاختبارات المناطق ذات الاهتمام من خلال مسابير الحمض النووي أو تضخيم تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR)، مما يحد من كمية التسلسل المطلوبة (يشكل الإكسوم الكامل ما بين 1% و2% من الجينوم، وحتى اللوحات الكبيرة التي تحتوي على 500 جين لا تشكل سوى 0.1% من الجينوم). على الرغم من أن تسلسل الإكسون الكامل يؤدي أداءً جيدًا في الأنسجة المثبتة بالفورمالين، إلا أن تكلفته لا تزال مرتفعة. تُعد مجموعات الجينات المستهدفة اقتصادية نسبيًا وتتيح مرونة في اختيار الجينات المراد اختبارها. بالإضافة إلى ذلك، يبرز الحمض النووي الحر الدائر (cfDNA) كخيار جديد للتحليل الجينومي لمرضى السرطان، والمعروف باسم الخزعات السائلة. يمكن لكل من الخلايا السرطانية والخلايا الطبيعية إطلاق الحمض النووي في مجرى الدم، ويُطلق على الحمض النووي المنبعث من الخلايا السرطانية اسم الحمض النووي الدائر للورم (ctDNA)، والذي يمكن تحليله للكشف عن الطفرات المحتملة في الخلايا السرطانية.
يعتمد اختيار الاختبار على المشكلة السريرية المحددة المراد معالجتها. يمكن الكشف عن معظم المؤشرات الحيوية المرتبطة بالعلاجات المعتمدة بواسطة تقنيات FISH و IHC و PCR. تُعد هذه الطرق معقولة للكشف عن كميات صغيرة من المؤشرات الحيوية، لكنها لا تُحسّن كفاءة الكشف مع زيادة الإنتاجية، وإذا تم الكشف عن عدد كبير جدًا من المؤشرات الحيوية، فقد لا يكون هناك أنسجة كافية للكشف. في بعض أنواع السرطان المحددة، مثل سرطان الرئة، حيث يصعب الحصول على عينات الأنسجة ويوجد العديد من المؤشرات الحيوية لاختبارها، يُعد استخدام NGS خيارًا أفضل. باختصار، يعتمد اختيار الاختبار على عدد المؤشرات الحيوية التي سيتم اختبارها لكل مريض وعدد المرضى الذين سيتم اختبارهم للمؤشر الحيوي. في بعض الحالات، يكون استخدام IHC/FISH كافيًا، خاصةً عند تحديد الهدف، مثل الكشف عن مستقبلات هرمون الاستروجين ومستقبلات البروجسترون وERBB2 لدى مرضى سرطان الثدي. إذا لزم إجراء استكشاف أشمل للطفرات الجينومية والبحث عن أهداف علاجية محتملة، فإن تقنية الجيل التالي من التسلسل (NGS) أكثر تنظيمًا وفعالية من حيث التكلفة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن النظر في استخدام تقنية الجيل التالي من التسلسل (NGS) في الحالات التي تكون فيها نتائج IHC/FISH غامضة أو غير حاسمة.

تُقدّم إرشاداتٌ مختلفةٌ إرشاداتٍ حول المرضى المؤهلين للفحص الجيني. في عام ٢٠٢٠، أصدرت مجموعة عمل الطب الدقيق التابعة للجمعية الأوروبية للطب الدقيق (ESMO) أول توصياتٍ لاختبارات الجيل التالي من الجينوم (NGS) لمرضى السرطان في مراحله المتقدمة، مُوصيةً بإجراء اختبارات الجيل التالي من الجينوم (NGS) الروتينية لعينات أورام سرطان الرئة غير الحرشفي ذي الخلايا غير الصغيرة، وسرطان البروستاتا، وسرطان القولون والمستقيم، وسرطان القناة الصفراوية، وسرطان المبيض. وفي عام ٢٠٢٤، حدّثت الجمعية الأوروبية للطب الدقيق (ESMO) هذه التوصيات بناءً على ذلك، مُوصيةً بإدراج سرطان الثدي والأورام النادرة، مثل أورام النسيج الضام المعدي المعوي، والساركوما، وسرطان الغدة الدرقية، والسرطانات مجهولة المصدر.
في عام ٢٠٢٢، نصّ الرأي السريري للجمعية الأمريكية لعلم الأورام السريري (ASCO) بشأن فحص الجينوم الجسدي لدى مرضى السرطان النقيلي أو المتقدم على أنه في حال اعتماد علاج مرتبط بالمؤشرات الحيوية لدى مرضى الأورام الصلبة النقيلية أو المتقدمة، يُوصى بإجراء فحص جيني لهؤلاء المرضى. على سبيل المثال، ينبغي إجراء فحص جينومي لدى مرضى الورم الميلانيني النقيلي للكشف عن طفرات BRAF V600E، حيث تمت الموافقة على مثبطات RAF وMEK لهذا الغرض. بالإضافة إلى ذلك، ينبغي إجراء فحص جيني أيضًا في حال وجود مؤشر واضح على مقاومة الدواء المُعطى للمريض. على سبيل المثال، يُعدّ دواء Egfrmab غير فعال في علاج سرطان القولون والمستقيم المتحور بجين KRAS. عند النظر في مدى ملاءمة المريض لتسلسل الجينات، يجب مراعاة حالته الجسدية، والأمراض المصاحبة، ومرحلة الورم، لأن سلسلة الخطوات اللازمة لتسلسل الجينوم، بما في ذلك موافقة المريض، والمعالجة المختبرية، وتحليل نتائج التسلسل، تتطلب أن يتمتع المريض بقدرة بدنية كافية ومتوسط ​​عمر متوقع.
بالإضافة إلى الطفرات الجسدية، يجب أيضًا فحص بعض أنواع السرطان للكشف عن جينات الخلايا الجرثومية. قد يؤثر فحص طفرات الخلايا الجرثومية على قرارات العلاج لسرطانات مثل طفرات BRCA1 وBRCA2 في سرطانات الثدي والمبيض والبروستاتا والبنكرياس. قد يكون للطفرات الجرثومية أيضًا آثار على فحص السرطان والوقاية منه في المستقبل لدى المرضى. يجب على المرضى المؤهلين لاختبار طفرات الخلايا الجرثومية استيفاء شروط معينة، والتي تشمل عوامل مثل التاريخ العائلي للسرطان، والعمر عند التشخيص، ونوع السرطان. ومع ذلك، فإن العديد من المرضى (حتى 50٪) الذين يحملون طفرات ممرضة في الخلايا الجرثومية لا يستوفون المعايير التقليدية لاختبار طفرات الخلايا الجرثومية بناءً على التاريخ العائلي. لذلك، لتعظيم تحديد حاملي الطفرات، توصي الشبكة الوطنية الشاملة للسرطان (NCCN) بفحص جميع أو معظم المرضى المصابين بسرطان الثدي أو المبيض أو بطانة الرحم أو البنكرياس أو القولون والمستقيم أو البروستاتا للكشف عن طفرات الخلايا الجرثومية.
فيما يتعلق بتوقيت إجراء الفحص الجيني، نظرًا لأن الغالبية العظمى من الطفرات المحفزة ذات الأهمية السريرية مستنسخة ومستقرة نسبيًا خلال مراحل تطور السرطان، فمن المنطقي إجراء الفحص الجيني للمرضى عند تشخيص السرطان في مراحله المتقدمة. أما بالنسبة للفحوصات الجينية اللاحقة، وخاصةً بعد العلاج الجزيئي الموجه، فيُعد فحص الحمض النووي الشبكي (ctDNA) أكثر فائدة من فحص الحمض النووي لأنسجة الورم، لأن الحمض النووي في الدم يمكن أن يحتوي على الحمض النووي من جميع آفات الورم، مما يُسهّل الحصول على معلومات حول تباين الورم.
قد يُمكّن تحليل الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (ctDNA) بعد العلاج من التنبؤ باستجابة الورم للعلاج وتحديد تطور المرض في وقت أبكر من طرق التصوير التقليدية. مع ذلك، لم تُحدد بعد بروتوكولات لاستخدام هذه البيانات لتوجيه قرارات العلاج، ولا يُنصح بتحليل الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين إلا في التجارب السريرية. كما يُمكن استخدام الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (ctDNA) لتقييم الآفات الصغيرة المتبقية بعد جراحة الأورام الجذرية. يُعدّ اختبار الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (ctDNA) بعد الجراحة مؤشرًا قويًا على تطور المرض لاحقًا، وقد يُساعد في تحديد ما إذا كان المريض سيستفيد من العلاج الكيميائي المساعد، ولكن لا يزال من غير المُوصى باستخدامه خارج التجارب السريرية لتوجيه قرارات العلاج الكيميائي المساعد.

معالجة البيانات: الخطوة الأولى في تسلسل الجينوم هي استخراج الحمض النووي من عينات المرضى، وإعداد المكتبات، وتوليد بيانات التسلسل الخام. تتطلب البيانات الخام معالجة إضافية، تشمل تصفية البيانات منخفضة الجودة، ومقارنتها بالجينوم المرجعي، وتحديد أنواع الطفرات المختلفة باستخدام خوارزميات تحليلية مختلفة، وتحديد تأثير هذه الطفرات على ترجمة البروتينات، وتصفية طفرات الخلايا الجرثومية.
صُمم شرح جينات المحرك للتمييز بين طفرات المحرك والطفرات الراكبة. تؤدي طفرات المحرك إلى فقدان أو تعزيز نشاط جينات كابت الورم. تشمل المتغيرات الصغيرة التي تؤدي إلى تعطيل جينات كابت الورم الطفرات غير المنطقية، وطفرات انزياح الإطار، وطفرات موقع التضفير الرئيسي، بالإضافة إلى حذف كودون البدء الأقل تواترًا، وحذف كودون التوقف، ومجموعة واسعة من طفرات إدخال/حذف الإنترون. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤدي الطفرات غير المنطقية والطفرات الصغيرة في إدخال/حذف الإنترون أيضًا إلى فقدان نشاط جينات كابت الورم عند التأثير على المجالات الوظيفية المهمة. تشمل المتغيرات الهيكلية التي تؤدي إلى فقدان نشاط جينات كابت الورم الحذف الجزئي أو الكامل للجين، ومتغيرات جينومية أخرى تؤدي إلى تدمير إطار قراءة الجين. تشمل المتغيرات الصغيرة التي تؤدي إلى تعزيز وظيفة الجينات السرطانية الطفرات غير المنطقية وإدخال/حذف الإنترونات العرضية التي تستهدف المجالات الوظيفية البروتينية المهمة. في حالات نادرة، قد تؤدي طفرات اقتطاع البروتين أو مواقع الربط إلى تنشيط الجينات السرطانية. تشمل التغيرات الهيكلية التي تؤدي إلى تنشيط الجينات السرطانية اندماج الجينات، وحذفها، وتضاعفها.
يُقيّم التفسير السريري للتباين الجينومي الأهمية السريرية للطفرات المُحددة، أي قيمتها التشخيصية أو التنبؤية أو العلاجية المحتملة. هناك العديد من أنظمة التصنيف القائمة على الأدلة والتي يُمكن استخدامها لتوجيه التفسير السريري للتباين الجينومي.
تُصنّف قاعدة بيانات طب الأورام الدقيق (OncoKB) التابعة لمركز ميموريال سلون كيترينج للسرطان المتغيرات الجينية إلى أربعة مستويات بناءً على قيمتها التنبؤية لاستخدام الأدوية: المستوى 1/2، وهو مؤشرات حيوية معتمدة من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية أو معيارية سريريًا، تتنبأ باستجابة مؤشر محدد لدواء معتمد؛ والمستوى 3، وهو مؤشرات حيوية معتمدة أو غير معتمدة من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية، تتنبأ بالاستجابة للأدوية المستهدفة الجديدة التي أظهرت نتائج واعدة في التجارب السريرية؛ والمستوى 4، وهو مؤشرات حيوية غير معتمدة من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية، تتنبأ بالاستجابة للأدوية المستهدفة الجديدة التي أظهرت نتائج بيولوجية مقنعة في التجارب السريرية. وأُضيفت مجموعة فرعية خامسة مرتبطة بمقاومة العلاج.
تُقسّم إرشادات الجمعية الأمريكية لعلم الأمراض الجزيئي (AMP) والجمعية الأمريكية لعلم الأورام السريري (ASCO) وكلية علماء الأمراض الأمريكية (CAP) لتفسير التباين الجسدي إلى أربع فئات: الدرجة الأولى، ذات دلالة سريرية قوية؛ الدرجة الثانية، ذات دلالة سريرية محتملة؛ الدرجة الثالثة، ذات دلالة سريرية غير معروفة؛ الدرجة الرابعة، ذات دلالة سريرية غير معروفة. فقط متغيرات الدرجتين الأولى والثانية تُعدّ قيّمة لاتخاذ قرارات العلاج.
يُصنّف مقياس قابلية التشغيل السريري للأهداف الجزيئية (ESCAT) التابع للجمعية الأوروبية للسرطان (ESMO) المتغيرات الجينية إلى ستة مستويات: المستوى الأول، وهو أهداف مناسبة للاستخدام الروتيني؛ والمرحلة الثانية، وهي هدف لا يزال قيد الدراسة، ومن المرجح استخدامها لفحص مجموعة المرضى الذين قد يستفيدون من الدواء المستهدف، ولكن هناك حاجة إلى مزيد من البيانات لدعمه. المستوى الثالث، وهو متغيرات جينية مستهدفة أثبتت فائدتها السريرية في أنواع أخرى من السرطان؛ والمستوى الرابع، وهو متغيرات جينية مستهدفة فقط مدعومة بأدلة ما قبل سريرية؛ والمستوى الخامس، وهو وجود أدلة تدعم الأهمية السريرية لاستهداف الطفرة، ولكن العلاج بدواء واحد ضد الهدف لا يُطيل فترة البقاء على قيد الحياة، أو يُمكن اعتماد استراتيجية علاجية مُركبة؛ والمستوى العاشر، وهو انعدام القيمة السريرية.