Ранняя диагностика рака поджелудочной железы путем расшифровки мультимодальных иммунологических сигнатур

Аденокарцинома протоков поджелудочной железы (PDAC) является одним из наиболее агрессивных видов рака и в настоящее время занимает седьмое место среди причин смертности от рака в Китае. Неспецифические симптомы раннего PDAC являются одной из наиболее важных причин его низкой 5-летней выживаемости. Кроме того, у PDAC отсутствуют высокочувствительные и специфичные биомаркеры для раннего выявления и профилактического скрининга. В большинстве случаев поздней стадии PDAC для подтверждения патологии часто требуется биопсия ткани, полученная с помощью инвазивных процедур, а из-за нехватки опухолевых клеток в этих биопсиях патология может быть неясной в 20% случаев. С другой стороны, в настоящее время не существует эффективных и таргетных методов лечения PDAC, единственным доступным вариантом является хирургическая резекция. Однако это применимо только к небольшой части пациентов с PDAC на ранней стадии, поскольку более чем у 80% пациентов с PDAC диагностируют отдаленные метастазы при первоначальном диагнозе, где возможна только адъювантная терапия.

Ранняя диагностика и выявление PDAC могут значительно улучшить прогноз пациента. На сегодняшний день единственным диагностическим биомаркером PDAC являются уровни углеводного антигена 199 (CA199) в сыворотке крови, которые не являются ни диагностическими, ни специфичными. Высокие уровни CA199 редко встречаются на ранних стадиях PDAC, но наиболее часто встречаются на поздней стадии PDAC. Кроме того, повышенные уровни CA199 часто выявляются при различных доброкачественных и злокачественных заболеваниях, включая панкреатит, холестаз и рак. Кроме того, из-за ограничений скрининга такие методы визуализации, как компьютерная томография (КТ), магнитно-резонансная томография (МРТ) и эндоскопическое ультразвуковое исследование (ЭУЗИ), недостаточны для раннего выявления PDAC.

В идеале исследователи стремятся получить неинвазивные, надежные и воспроизводимые биологические маркеры с клиническим потенциалом для ранней диагностики рака. Ранние исследования выявили циркулирующую опухолевую ДНК (цДНК), циркулирующие опухолевые клетки (ЦОК), внеклеточные везикулы (ВВ), протеомику плазмы и циркулирующие опухолевые клетки (ЦОК) как многообещающие инструменты для этой цели, работающие в режиме реального времени и удаленные. По сравнению с другими солидными опухолями, особенно раком легких и молочной железы, некоторые из этих циркулирующих биомаркеров вошли в клиническую практику, в то время как биомаркеры крови для диагностики или мониторинга PDAC очень ограничены (за исключением CA199), а CA199 в значительной степени недостаточно развит по сравнению с другими опухолями. Одним из примеров является использование EpCAM (молекулы адгезии эпителиальных клеток) и цитокератина для диагностики системы CellSearch, одобренного FDA (Управление по контролю за продуктами и лекарствами) метода диагностики метастатического рака молочной железы, толстой кишки и простаты, который был оценен для диагностики PDAC, достигая точность 11-78,5%, что указывает на большие различия в показателях обнаружения PDAC. Другие молекулярные особенности диагностики PDAC, включая мутации KRAS в ЦОК, микроРНК в ЭВ и гепарансульфат-протеогликан-глипикан 1 (GPC1) во внеклеточных везикулах, к сожалению, демонстрируют значительные различия в чувствительности и прогностической эффективности в разных исследованиях, особенно между опухолью и статусом ЦОК. . Одно исследование показало, что у 97% пациентов с опухолями, несущими мутированный KRAS, только 18% ЦОК несут аллель KRAS дикого типа, даже из метастатических опухолей. Следовательно, из-за генетических ограничений, связанных с обогащением и идентификацией ЦОК, выделением цДНК и т. д., использование одного биомаркера может уловить только частичные биологические характеристики опухоли, что приводит к низкой согласованности и ложноотрицательным результатам. Учитывая проблемы ранней диагностики PDAC, крайне важно разработать один или несколько новых биологических маркеров для ранней диагностики PDAC, чтобы уловить больше возможных биологических характеристик первичных и метастатических опухолей.

Иммунная система является чрезвычайно важной защитной системой в организме человека. Посредством специфических и неспецифических биологических процессов иммунная система может обнаруживать различные патогены и вредные вещества, от вирусов до паразитов, и отличать их от здоровых клеток и тканей организма в нормальных условиях. Таким образом, существует тесная связь между иммунной системой и общим состоянием здоровья человека. Развитие опухоли остается под постоянным наблюдением иммунной системы, и на ранних стадиях заболевания иммунная система реагирует, и иммунные функции претерпевают изменения. Однако появление клинических симптомов указывает на то, что иммунная система пытается преодолеть присутствие вредных веществ, и к этому моменту заболевание уже перешло в среднюю или позднюю стадию. Создав крупномасштабную клиническую группу раннего рака поджелудочной железы, собрав высококачественные мультимодальные иммунные данные от отдельных лиц и интегрировав передовые модели искусственного интеллекта, можно расшифровать индивидуальные иммунные особенности и разработать методы ранней диагностики рака поджелудочной железы на основе на улавливании иммунного статуса и сигналов ответа. Этот подход может помочь выявить ранние факторы риска рака поджелудочной железы путем анализа аномальных иммунных реакций до прогрессирования заболевания, что позволяет раннюю диагностику рака поджелудочной железы.