Klinisk validering af ThyroidPrint: En genekspressionssignatur til diagnose af ubestemte skjoldbruskkirtelknuder

Skjoldbruskkirtelknogler er en meget hyppig tilstand, der når op til 30-40% af den voksne befolkning. Selvom de fleste skjoldbruskkirtelknogler har ringe klinisk betydning, vil der i mange tilfælde blive udført en finnålsaspirat (FNA) biopsi for at bestemme dens natur. I 70 % af tilfældene vil en FNA blive rapporteret som godartet og i 10 % af tilfældene som kræft. Men de resterende 20% af tilfældene vil skjoldbruskkirtelknolden blive rapporteret som ubestemt. Sidstnævnte patienter har en risiko for malignitet i området fra 15 til 25 %, og i de fleste tilfælde vil patienten gennemgå thyreoidea-lobektomi eller total thyreoidektomi for at bestemme den endelige patologi, hvilket resulterer i et uacceptabelt antal unødvendige operationer. Dette har en stor helbredspåvirkning, herunder kirurgiske risici og permanent hormontilskud, samt uberettigede sundhedsomkostninger anslået til 1,6 milliarder USD. Derfor er der behov for diagnostiske værktøjer for at forbedre den diagnostiske nøjagtighed af FNA og undgå den høje frekvens af unødvendige operationer.

GeneproDx har udviklet en genekspressionssignatur for at forbedre den diagnostiske nøjagtighed af FNA-biopsi af skjoldbruskkirtelknolder rapporteret som ubestemmelige. ThyroidPrint-diagnostiken måler ekspressionen af ​​10 gener i en FNA-prøve. Den kombinerer resultaterne af de 10 biomarkører ved hjælp af en proprietær algoritme til at forudsige godartede skjoldbruskkirtelknuder. Dette assay er klassificeret som multi-analyt algoritme assays (MAAA).

Biomarkørerne består af multiplex TaqMan®-genekspressionsassays kørt på Qiagens Rotor-Gene Q MDx RT-PCR IVD Platform-instrument, som er et FDA-godkendt instrument. De følgende 10 gener omfatter biomarkørpanelet: CXCR3, CCR3, CXCL10, CK19, TIMP1, CLDN1, CAR, XB130, HO-1 og CCR7. Hvert gen kører i en multipleks konfiguration med to referencegener. Hvert assay udføres med Research Use Only (RUO) kits og reagenser på et FDA-godkendt instrument.

ThyroidPrint er udviklet ved hjælp af to forskellige kohorter af prøver, et træningssæt og et testsæt. Ved hjælp af lineær diskriminantanalyse identificerede træningssættet det endelige biomarkørpanel, herunder; CXCR3, CCR3, CXCL10, CK19, TIMP1, CLDN1, CAR, XB130, HO-1 og CCR7. Kort fortalt har biomarkørerne følgende betydning. CCR3 og CCR7 er kemokinreceptorer, der er stærkt udtrykt i papillære skjoldbruskkirtelkræfttumorceller. CXCR3 er også en kemokinreceptor, og sammen med dens receptor, CXCL10, påvises det ved autoimmun skjoldbruskkirtelsygdom. CAR er en G-par receptor og har vist sig at være involveret i cancer og har nedsat ekspression i parathyroid adenom. CK19 er en keratin og er blevet brugt i skjoldbruskkirteltumorer til at genkende papillære carcinomer. CLDN1 er et strukturelt protein og har vist sig at være differentielt udtrykt i tumorer sammenlignet med normalt væv og har øget mRNA-niveauer i papillært skjoldbruskkirtelcarcinom. XB130 er også et strukturelt protein, og dets ekspression er blevet påvist i papillært skjoldbruskkirtelcarcinom. TIMP1 er en proteasehæmmer med mRNA-niveauer forhøjet i fremskredne stadier af skjoldbruskkirtelcarcinom. HO-1 er en oxygenase, og dets udtryk korrelerer med tumoraggressivitet i skjoldbruskkirtelkræft. I den endelige klassificering blev ekspressionen af ​​hvert gen ̈vægtet ̈ baseret på dets individuelle relative klassificeringsevne. Cutoff-scoren blev valgt i ROC-kurven genereret i træningssættet baseret på en minimumsfølsomhed på 92 % for at garantere en høj negativ prædiktiv værdi (>95 %). Denne cutoff-score tilbød en specificitet på 83%. Et uafhængigt testsæt af prøver reproducerede den diagnostiske ydeevne observeret i træningssættet og viste konsistente resultater i FNA-prøver. Analysen har vist sig nøjagtigt at forudsige godartede knuder i skjoldbruskkirtel FNA-prøver med en negativ prædiktiv værdi på 96 % og specificitet på 83 % i begge kohorter. Den endelige validering af en MAAA kræver et endeligt valideringssæt, som analyserer prøver, der vil blive brugt i det rutinemæssige kliniske miljø; i dette tilfælde ubestemte skjoldbruskkirtelknuder prøver. For at vise klinisk validitet skal valideringssættet desuden udføres som et statistisk drevet multi-institutionelt forsøg for at sikre, at dataene er anvendelige til et bredt populationsspektrum og har passende konfidensintervaller. Et første, statistisk drevet, multi-institutionelt forsøg er i øjeblikket i gang i Chile for at bevise klinisk validitet. Dette forsøg omfatter 8 lokaliteter og vil rekruttere cirka 3000 FNA, som skal være afsluttet i december 2017.