Diagnosticering af skjoldbruskkirtelkræft ved hjælp af en blodprøve

Dette projekt vil bruge to kraftfulde teknologier til diagnosticering af endokrine sygdomme: proteomik og genetiske (RNA og DNA) markører. Proteomics er et relativt nyt, hurtigt voksende og spændende område inden for biomedicinsk forskning (Robin et al, 2009, Frolich et al, 2009). Posttranslationelle modifikationer af proteiner er afgørende for funktion. Modificerede proteiner kan være markører for cancerfænotyper og derfor være nyttige tumormarkører (Narimatsu et al, 2010). Proteomisk forskning i skjoldbruskkirtelkræft er i sin vorden (Krause et al, 2009). De tilgængelige undersøgelser af kræft i skjoldbruskkirtlen har brugt væv frem for serumprøver, ikke desto mindre er resultaterne opmuntrende (Brown et al, 2006, Wang et al, 2006, Netea-Maier et al, 2008, Krause et al, 2007, Moretz et al, 2008).

Genomiske markører for skjoldbruskkirtelkræft er blevet beskrevet og bliver i stigende grad brugt på biopsimateriale til nøjagtig diagnose. Blandt de beskrevne markører har punktmutationer (BRAF V600E, NRAS codon 61, HRAS codon 61), genomlejringer (RET/PTC1, RET/PTC3, PAX8/PPARgamma) og andre polymorfier vist sig at være nyttige (Nikiforova og Nikiforov, 2009, Ohori et al., 2010). Der er god evidens for, at ved tilbagevendende skjoldbruskkirtelkræft kan små antal af skjoldbruskkirtelkræftceller påvises i perifert blod, i tilstrækkelige mængder til at påvise thyreoideaspecifikt mRNA ved RT PCR (Karavitaki et al, 2005, Barbosa et al, 2008, Milas et al. , 2009). De fleste af disse undersøgelser har fokuseret på påvisning af thyroglobulin-mRNA med moderat succes. En væsentlig vanskelighed ved denne fremgangsmåde er, at påvisning af thyroglobulin-mRNA i perifert blod ikke kan skelne mellem tilstedeværelsen af ​​normalt skjoldbruskkirtelvæv eller skjoldbruskkirtelkræft.

Projektet er et samarbejde mellem Newcastle Biomedicine, NHS og Biosignatures Ltd (et nord-østbaseret proteomikdiagnostikfirma). Biosignatures har investeret en del forskning i at optimere prøvehåndtering og prøveanalyse, hvilket giver anledning til plasmaproteomiske protokoller, der er stabile og egnede til store sammenlignende undersøgelser (Elliott et al, Jackson et al, 2010, Bramwell et al, 2007). Dataene genereret fra plasma 2D gelelektroforese og massespektroskopi analyseres af proprietær "overvåget læring" teknologi. Systemet er givet flere eksempler på gruppeklasser (sygdomstilfælde) og afledes heraf et signaturmønster ('proteomisk fingeraftryk'), der gør det muligt at diskriminere klasserne. Denne signatur vil derefter blive valideret mod et nyt patientdatasæt for at sikre robust sygdomsstatusdiskrimination. Kombinationen af ​​denne forskning og teknologi kan producere blodafledte sygdomssignaturer i et anvendt klinisk miljø (Cash og Argo, 2009, Borthwick et al, 2009).

Kræft i skjoldbruskkirtlen påvirker 2000 nye patienter i Storbritannien om året (Cancer Research UK). Når den indledende behandling af skjoldbruskkirtelkræft er afsluttet (thyreoidektomi efterfulgt af radiojod-ablation), er overvågning afgørende for at påvise resterende sygdom eller tilbagefald. Tilbagefaldsraten i skjoldbruskkirtelkræft er så høj som 30% (Mazzaferri og Kloos, 2001) og kan erklære sig selv årtier efter indledende behandling, så patienter skal overvåges regelmæssigt for livet. Monitorering for sygdomstilbagefald består af jodscanninger, en ultralydsscanning af halsen 6-8 måneder efter indledende behandling og 6-12 månedlige blodprøver herefter for serummarkøren thyroglobulin. Thyroglobulin er en værdifuld markør hos mange mennesker med kræft i skjoldbruskkirtlen (Spencer og Fatemi, 2006). Desværre gør antistofinterferens med analysen hos ca. 30 % af patienterne denne test upålidelig (Spencer og Fatemi, 2006). I sådanne tilfælde udsættes patienter for gentagne scanninger, selvom en negativ scanning har en langt mindre prædiktiv værdi end en negativ thyroglobulin-blodprøve, når analytten kan måles pålideligt. Vi har valgt kræft i skjoldbruskkirtlen som det primære emne for undersøgelsen for proof of concept af følgende grunde:

• Den nuværende diagnostiske teknologi (måling af serum-thyroglobulin) lider af interferens med måling af analytten i 30 % af tilfældene, hvilket gør denne tumormarkør fuldstændig upålidelig, når sådanne antistoffer er til stede. Forsøg på at bruge konventionel biokemisk analytisk teknologi til at overvinde dette problem i løbet af de sidste 3 årtier har mislykkedes. En proteomics/genomics-tilgang skal således kun præstere med en specificitet på over 70 % for at give en overlegen diagnostisk test.
• De potentielle omkostningsbesparelser for NHS ved at udvikle en sådan diagnostisk test (ved at undgå dyre scanninger) vil være betydelige.
• Udsættelse af patienter for stråling fra gentagne scanninger vil blive reduceret med åbenlyse sikkerhedsmæssige fordele.
• Undersøgelsen er ikke-interventionel, vil ikke fremkalde yderligere ubehag og forventes ikke at have nogen indflydelse på den pleje, deltagerne modtager på dette stadium.
• Ekstrapolering af sådan teknologi til evaluering af skjoldbruskkirtelknuder (til stede klinisk hos 5 % af den voksne befolkning) og endda screening af befolkningen for malignitet i skjoldbruskkirtlen ville have dybt gavnlige forebyggende og folkesundhedsmæssige konsekvenser.