Preview

Research'n Practical Medicine Journal

Расширенный поиск

Биомаркеры рака легкого

https://doi.org/10.17709/2410-1893-2022-9-1-9

Полный текст:

Аннотация

Ежегодно в мире рак легкого (РЛ) диагностируется более чем у 1,8 миллиона человек и остается ведущей причиной смертности от злокачественных новообразований как в развивающихся, так и в развитых странах, а 5 летняя выживаемость, достигающая 19 % вызывает разочарование. Подобные неудовлетворительные исходы объясняются многими факторами, включая диагностику РЛ на поздней стадии, когда излечение остается редким при доступных на сегодняшний день методах лечения. Биомаркеры используются для оценки риска развития, скрининга, диагностики, мониторинга, прогноза, а также для персонализации лечения рака легкого (РЛ). Клиническое использование биомаркеров крайне необходимо для формирования группы высокого риска для скрининга РЛ и дифференциации раннего РЛ от доброкачественных легочных очагов. Современные тенденции в разработке биомаркеров РЛ включают интеграцию молекулярных биомаркеров с клиническими и радиологическими характеристиками с применением искусственного интеллекта для разработки визуализирующих биомаркеров и использованием высокочувствительных технологий, таких как секвенирование следующего поколения для молекулярных исследований. Биомаркеры РЛ находятся на всех этапах разработки, от открытия до клинических исследований, требующих высококачественной клинической валидации. Особенно необходимы точные биомаркеры для дифференциации злокачественных и доброкачественных очагов в легочной ткани и выявления лиц, подверженных наибольшему риску развития РЛ. Научные достижения в понимании РЛ привели к разработке биомаркеров, которые демонстрируют достаточную точность в клинических валидационных исследованиях. Перспективные тенденции в разработке биомаркеров РЛ включают высокочувствительные и все более доступные технологии NGS (next generation sequencing) и радиомики, наряду с использованием легко собираемых биоматериалов, которые в сочетании с прочими характеристиками опухолевого процесса способствуют разработке биомаркеров для оценки риска развития и диагностики заболевания, мониторинга, прогнозирования и персонифицированной терапии РЛ. Данный обзор посвящен проблеме разработки, текущему применению и будущим тенденциям использования биомаркеров РЛ.

Об авторах

Д. А. Харагезов
НМИЦ онкологии
Россия

Харагезов Дмитрий Акимович – к.м.н., хирург, заведующий отделением торакальной хирургии, SPIN: 5120-0561, AuthorID: 733789, ResearcherID: AAZ-3638-2021, Scopus Author ID: 56626499300

г. Ростов-на-Дону



Ю. Н. Лазутин
НМИЦ онкологии
Россия

Лазутин Юрий Николаевич – к.м.н., доцент, ведущий научный сотрудник отдела торакальной хирургии, SPIN: 5098-7887, AuthorID: 364457

г. Ростов-на-Дону



Э. А. Мирзоян
НМИЦ онкологии
Россия

Мирзоян Эллада Арменовна – аспирант, SPIN: 2506-8605, AuthorID: 1002948, ResearcherID: AAZ-2780-2021, Scopus Author ID: 57221118516

344037, Российская Федерация, г. Ростов-на-Дону, ул. 14-я линия, д. 63



А. Г. Милакин
НМИЦ онкологии
Россия

Милакин Антон Григорьевич – онколог отделения торакальной хирургии, SPIN: 7737-4737, AuthorID: 794734

г. Ростов-на-Дону



О. Н. Статешный
НМИЦ онкологии
Россия

Статешный Олег Николаевич – онколог отделения торакальной хирургии, SPIN: 9917-1975, AuthorID: 1067071

г. Ростов-на-Дону



И. А. Лейман
НМИЦ онкологии
Россия

Лейман Игорь Александрович – к.м.н., врач-онколог отделения торакальной хирургии, SPIN: 2551-0999, AuthorID: 735699

г. Ростов-на-Дону



К. Д. Иозефи
РостГМУ
Россия

Иозефи Кристиан Дмитриевич – ординатор 2 года по специальности торакальная хирургия, AuthorID: 1122592, ResearcherID: AAZ-3632-2021

г. Ростов-на-Дону



Список литературы

1. Siegel R, Miller K, Jemal A. Cancer statistics, 2019. CA Cancer J Clin 2019;69(1):7–34. https://doi.org/10.3322/caac.21551

2. Mazzone PJ, Silvestri GA, Patel S, et al. Screening for lung cancer: CHEST guideline and expert panel report. Chest 2018;153(4):954– 985. https://doi.org/10.1016/j.chest.2018.01.016

3. Tammemagi MC, Ten Haaf K, Toumazis I, Kong CY, Han SS, Jeon J, et al. Development and Validation of a Multivariable Lung Cancer Risk Prediction Model That Includes Low-Dose Computed Tomography Screening Results: A Secondary Analysis of Data From the National Lung Screening Trial. JAMA Netw Open. 2019 Mar 1;2(3):e190204. https://doi.org/10.1001/jamanetworkopen.2019.0204

4. Tanner NT, Aggarwal J, Gould MK, Kearney P, Diette G, Vachani A, et al. Management of Pulmonary Nodules by Community Pulmonologists: A Multicenter Observational Study. Chest. 2015 Dec;148(6):1405–1414. https://doi.org/10.1378/chest.15-0630

5. Mazzone PJ, Sears CR, Arenberg DA, Gaga M, Gould MK, Massion PP, et al. Evaluating Molecular Biomarkers for the Early Detection of Lung Cancer: When Is a Biomarker Ready for Clinical Use? An Official American Thoracic Society Policy Statement. Am J Respir Crit Care Med. 2017 Oct 1;196(7):e15–29. https://doi.org/10.1164/rccm.201708-1678ST

6. Seijo LM, Peled N, Ajona D, Boeri M, Field JK, Sozzi G, et al. Biomarkers in Lung Cancer Screening: Achievements, Promises, and Challenges. J Thorac Oncol. 2019 Mar;14(3):343–357. https://doi.org/10.1016/j.jtho.2018.11.023

7. Sandberg S, Fraser CG, Horvath AR, Jansen R, Jones G, Oosterhuis W, et al. Defining analytical performance specifications: Consensus Statement from the 1st Strategic Conference of the European Federation of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine. Clin Chem Lab Med. 2015 May;53(6):833–835. https://doi.org/10.1515/cclm-2015-0067

8. Silvestri GA, Tanner NT, Kearney P, Vachani A, Massion PP, Porter A, et al. Assessment of Plasma Proteomics Biomarker’s Ability to Distinguish Benign From Malignant Lung Nodules: Results of the PANOPTIC (Pulmonary Nodule Plasma Proteomic Classifier) Trial. Chest. 2018 Sep;154(3):491–500. https://doi.org/10.1016/j.chest.2018.02.012

9. Pinsky PF, Gierada DS, Black W, Munden R, Nath H, Aberle D, et al. Performance of Lung-RADS in the National Lung Screening Trial: a retrospective assessment. Ann Intern Med. 2015 Apr 7;162(7):485–491. https://doi.org/10.7326/M14-2086

10. Black WC, Gareen IF, Soneji SS, Sicks JD, Keeler EB, Aberle DR, et al. Cost-effectiveness of CT screening in the National Lung Screening Trial. N Engl J Med. 2014 Nov 6;371(19):1793–1802. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1312547

11. Ten Haaf K, Jeon J, Tammemägi MC, Han SS, Kong CY, Plevritis SK, et al. Risk prediction models for selection of lung cancer screening candidates: A retrospective validation study. PLoS Med. 2017 Apr;14(4):e1002277. https://doi.org/10.1371/journal.pmed.1002277

12. Moyer VA, U.S. Preventive Services Task Force. Screening for lung cancer: U.S. Preventive Services Task Force recommendation statement. Ann Intern Med. 2014 Mar 4;160(5):330–338. https://doi.org/10.7326/M13-2771

13. De Koning H, Van Der Aalst C, Ten Haaf K, Oudkerk M. PL02.05 Effects of Volume CT Lung Cancer Screening: Mortality Results of the NELSON Randomised-Controlled Population Based Trial. Journal of Thoracic Oncology. 2018 Oct 1;13(10):S185. https://doi.org/10.1016/j.jtho.2018.08.012

14. Bach PB, Mirkin JN, Oliver TK, Azzoli CG, Berry DA, Brawley OW, et al. Benefits and harms of CT screening for lung cancer: a systematic review. JAMA. 2012 Jun 13;307(22):2418–2429. https://doi.org/10.1001/jama.2012.5521

15. Gould MK, Tang T, Liu I-LA, Lee J, Zheng C, Danforth KN, et al. Recent Trends in the Identification of Incidental Pulmonary Nodules. Am J Respir Crit Care Med. 2015 Nov 15;192(10):1208–1214. https://doi.org/10.1164/rccm.201505-0990OC

16. Sawada S, Yamashita N, Sugimoto R, Ueno T, Yamashita M. Long-term Outcomes of Patients With Ground-Glass Opacities Detected Using CT Scanning. Chest. 2017 Feb;151(2):308–315. https://doi.org/10.1016/j.chest.2016.07.007

17. Tanner NT, Porter A, Gould MK, Li X-J, Vachani A, Silvestri GA. Physician Assessment of Pretest Probability of Malignancy and Adherence With Guidelines for Pulmonary Nodule Evaluation. Chest. 2017 Aug;152(2):263–270. https://doi.org/10.1016/j.chest.2017.01.018

18. Choi HK, Ghobrial M, Mazzone PJ. Models to Estimate the Probability of Malignancy in Patients with Pulmonary Nodules. Ann Am Thorac Soc. 2018 Oct;15(10):1117–1126. https://doi.org/10.1513/AnnalsATS.201803-173CME

19. Ost DE, Gould MK. Decision making in patients with pulmonary nodules. Am J Respir Crit Care Med 2012;185(4):363–372. https://doi.org/10.1164/rccm.201104-0679CI

20. Deppen S, Putnam JB, Andrade G, Speroff T, Nesbitt JC, Lambright ES, et al. Accuracy of FDG-PET to diagnose lung cancer in a region of endemic granulomatous disease. Ann Thorac Surg. 2011 Aug;92(2):428–432. https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2011.02.052

21. Mehta AC, Hood KL, Schwarz Y, Solomon SB. The Evolutional History of Electromagnetic Navigation Bronchoscopy: State of the Art. Chest. 2018 Oct;154(4):935–947. https://doi.org/10.1016/j.chest.2018.04.029

22. Burotto M, Thomas A, Subramaniam D, Giaccone G, Rajan A. Biomarkers in early-stage non-small-cell lung cancer: current concepts and future directions. J Thorac Oncol. 2014 Nov;9(11):1609–1617. https://doi.org/10.1097/JTO.0000000000000302

23. Hellmann MD, Ciuleanu T-E, Pluzanski A, Lee JS, Otterson GA, Audigier-Valette C, et al. Nivolumab plus Ipilimumab in Lung Cancer with a High Tumor Mutational Burden. N Engl J Med. 2018 May 31;378(22):2093–2104. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1801946

24. Biton J, Ouakrim H, Dechartres A, Alifano M, Mansuet-Lupo A, Si H, et al. Impaired Tumor-Infiltrating T Cells in Patients with Chronic Obstructive Pulmonary Disease Impact Lung Cancer Response to PD-1 Blockade. Am J Respir Crit Care Med. 2018 Oct 1;198(7):928– 940. https://doi.org/10.1164/rccm.201706-1110OC

25. Pantel K, Speicher MR. The biology of circulating tumor cells. Oncogene. 2016 Mar 10;35(10):1216–1224. https://doi.org/10.1038/onc.2015.192

26. Gorges TM, Penkalla N, Schalk T, Joosse SA, Riethdorf S, Tucholski J, et al. Enumeration and Molecular Characterization of Tumor Cells in Lung Cancer Patients Using a Novel In Vivo Device for Capturing Circulating Tumor Cells. Clin Cancer Res. 2016 May 1;22(9):2197–2206. https://doi.org/10.1158/1078-0432.CCR-15-1416

27. Weiss G, Schlegel A, Kottwitz D, König T, Tetzner R. Validation of the SHOX2/PTGER4 DNA Methylation Marker Panel for Plasma-Based Discrimination between Patients with Malignant and Nonmalignant Lung Disease. J Thorac Oncol. 2017 Jan;12(1):77–84. https://doi.org/10.1016/j.jtho.2016.08.123

28. Saarenheimo J, Eigeliene N, Andersen H, Tiirola M, Jekunen A. The Value of Liquid Biopsies for Guiding Therapy Decisions in Nonsmall Cell Lung Cancer. Front Oncol. 2019;9:129. https://doi.org/10.3389/fonc.2019.00129

29. Doseeva V, Colpitts T, Gao G, Woodcock J, Knezevic V. Performance of a multiplexed dual analyte immunoassay for the early detection of non-small cell lung cancer. J Transl Med. 2015 Feb 12;13:55. https://doi.org/10.1186/s12967-015-0419-y

30. Montani F, Marzi MJ, Dezi F, Dama E, Carletti RM, Bonizzi G, et al. miR-Test: a blood test for lung cancer early detection. J Natl Cancer Inst. 2015 Jun;107(6):djv063. https://doi.org/10.1093/jnci/djv063

31. Silvestri GA, Vachani A, Whitney D, Elashoff M, Porta Smith K, Ferguson JS, et al. A Bronchial Genomic Classifier for the Diagnostic Evaluation of Lung Cancer. N Engl J Med. 2015 Jul 16;373(3):243–251. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1504601

32. Aravanis AM, Lee M, Klausner RD. Next-Generation Sequencing of Circulating Tumor DNA for Early Cancer Detection. Cell. 2017 Feb 9;168(4):571–574. https://doi.org/10.1016/j.cell.2017.01.030

33. Guo N, Lou F, Ma Y, Li J, Yang B, Chen W, et al. Circulating tumor DNA detection in lung cancer patients before and after surgery. Sci Rep. 2016 Sep 19;6:33519. https://doi.org/10.1038/srep33519

34. Chorostowska-Wynimko J, Horváth I, Shitrit D, Eisenberg V, Stav D, Faber DL, et al. P2.11-20 Lung EpiCheck TM - Results of the Training and Test Sets of a Methylation-Based Blood Test for Early Detection of Lung Cancer. Journal of Thoracic Oncology. 2018 Oct 1;13(10):S786. https://doi.org/10.1016/j.jtho.2018.08.1367

35. Phallen J, Sausen M, Adleff V, Leal A, Hruban C, White J, et al. Direct detection of early-stage cancers using circulating tumor DNA. Sci Transl Med. 2017 Aug 16;9(403):eaan2415: https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aan2415

36. Cohen JD, Li L, Wang Y, Thoburn C, Afsari B, Danilova L, et al. Detection and localization of surgically resectable cancers with a multi-analyte blood test. Science. 2018 Feb 23;359(6378):926–930. https://doi.org/10.1126/science.aar3247

37. Calabrese F, Lunardi F, Pezzuto F, Fortarezza F, Vuljan SE, Marquette C, et al. Are There New Biomarkers in Tissue and Liquid Biopsies for the Early Detection of Non-Small Cell Lung Cancer? J Clin Med. 2019 Mar 26;8(3):E414. https://doi.org/10.3390/jcm8030414

38. Liu L, Teng J, Zhang L, Cong P, Yao Y, Sun G, et al. The Combination of the Tumor Markers Suggests the Histological Diagnosis of Lung Cancer. Biomed Res Int. 2017;2017:2013989. https://doi.org/10.1155/2017/2013989

39. Mazzone PJ, Wang X-F, Han X, Choi H, Seeley M, Scherer R, et al. Evaluation of a Serum Lung Cancer Biomarker Panel. Biomark Insights. 2018;13:1177271917751608. https://doi.org/10.1177/1177271917751608

40. Ajona D, Okrój M, Pajares MJ, Agorreta J, Lozano MD, Zulueta JJ, et al. Complement C4d-specific antibodies for the diagnosis of lung cancer. Oncotarget. 2018 Jan 19;9(5):6346–6355. https://doi.org/10.18632/oncotarget.23690

41. Subramanian H, Viswanathan P, Cherkezyan L, Iyengar R, Rozhok S, Verleye M, et al. Procedures for risk-stratification of lung cancer using buccal nanocytology. Biomed Opt Express. 2016 Sep 1;7(9):3795–3810. https://doi.org/10.1364/BOE.7.003795

42. Patriquin L, Merrick DT, Hill D, Holcomb RG, Lemieux ME, Bennett G, et al. Early Detection of Lung Cancer with Meso Tetra (4-Carboxyphenyl) Porphyrin-Labeled Sputum. J Thorac Oncol. 2015 Sep;10(9):1311–1318. https://doi.org/10.1097/JTO.0000000000000627

43. Xing L, Su J, Guarnera MA, Zhang H, Cai L, Zhou R, et al. Sputum microRNA biomarkers for identifying lung cancer in indeterminate solitary pulmonary nodules. Clin Cancer Res. 2015 Jan 15;21(2):484–489. https://doi.org/10.1158/1078-0432.CCR-14-1873

44. Zhang C, Yu W, Wang L, Zhao M, Guo Q, Lv S, et al. DNA Methylation Analysis of the SHOX2 and RASSF1A Panel in Bronchoalveolar Lavage Fluid for Lung Cancer Diagnosis. J Cancer. 2017;8(17):3585–3591. https://doi.org/10.7150/jca.21368

45. Song G, Qin T, Liu H, Xu G-B, Pan Y-Y, Xiong F-X, et al. Quantitative breath analysis of volatile organic compounds of lung cancer patients. Lung Cancer. 2010 Feb;67(2):227–231. https://doi.org/10.1016/j.lungcan.2009.03.029

46. Westhoff M, Litterst P, Freitag L, Urfer W, Bader S, Baumbach J-I. Ion mobility spectrometry for the detection of volatile organic compounds in exhaled breath of patients with lung cancer: results of a pilot study. Thorax. 2009 Sep;64(9):744–748. https://doi.org/10.1136/thx.2008.099465

47. Nolen BM, Lomakin A, Marrangoni A, Velikokhatnaya L, Prosser D, Lokshin AE. Urinary protein biomarkers in the early detection of lung cancer. Cancer Prev Res (Phila). 2015 Feb;8(2):111–119. https://doi.org/10.1158/1940-6207.CAPR-14-0210

48. Sears CR, Mazzone PJ. Biomarkers in Lung Cancer. Clin Chest Med. 2020 Mar;41(1):115–127. https://doi.org/10.1016/j.ccm.2019.10.004

49. Mazzone PJ, Wang X-F, Lim S, Jett J, Choi H, Zhang Q, et al. Progress in the development of volatile exhaled breath signatures of lung cancer. Ann Am Thorac Soc. 2015 May;12(5):752–757. https://doi.org/10.1513/AnnalsATS.201411-540OC

50. Liu Z, Wang S, Dong D, Wei J, Fang C, Zhou X, et al. The Applications of Radiomics in Precision Diagnosis and Treatment of Oncology: Opportunities and Challenges. Theranostics. 2019;9(5):1303–1322. https://doi.org/10.7150/thno.30309

51. Ardila D, Kiraly AP, Bharadwaj S, Choi B, Reicher JJ, Peng L, et al. End-to-end lung cancer screening with three-dimensional deep learning on low-dose chest computed tomography. Nat Med. 2019 Jun;25(6):954–961. https://doi.org/10.1038/s41591-019-0447-x

52. Fave X, Zhang L, Yang J, Mackin D, Balter P, Gomez D, et al. Delta-radiomics features for the prediction of patient outcomes in nonsmall cell lung cancer. Sci Rep. 2017 Apr 3;7(1):588. https://doi.org/10.1038/s41598-017-00665-z

53. Lee G, Lee HY, Park H, Schiebler ML, van Beek EJR, Ohno Y, et al. Radiomics and its emerging role in lung cancer research, imaging biomarkers and clinical management: State of the art. Eur J Radiol. 2017 Jan;86:297–307. https://doi.org/10.1016/j.ejrad.2016.09.005


Дополнительные файлы

Рецензия

Для цитирования:


Харагезов Д.А., Лазутин Ю.Н., Мирзоян Э.А., Милакин А.Г., Статешный О.Н., Лейман И.А., Иозефи К.Д. Биомаркеры рака легкого. Research'n Practical Medicine Journal. 2022;9(1):103-116. https://doi.org/10.17709/2410-1893-2022-9-1-9

For citation:


Kharagezov D.A., Lazutin Yu.N., Mirzoyan E.A., Milakin A.G., Stateshny O.N., Leiman I.A., Iozefi K.D. Lung cancers biomarkers. Research and Practical Medicine Journal. 2022;9(1):103-116. (In Russ.) https://doi.org/10.17709/2410-1893-2022-9-1-9

Просмотров: 147


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2410-1893 (Online)
X