عنوان مقاله : بیومارکرهای تشخیص سرطان خون
تاریخ: 1396/09/13

امروزه روشهای متداول برای تشخیص لوسمی شمارش خون با رنگ آمیزی سلول ها، معاینه، غربال گری بیوشیمیایی، معاینه مغز استخوان به دنبال آسپیراسیون، تجزیه و تحلیل کروموزومی سلول برای تشخیص تغییرمکانی ژن، و ایمنوفنوتایپینگ است. در حال حاضر برای ارزیابی لوسمی تشخیصی مولکولی استفاده می شود. بیومارکرهای مختلف لوسمی در بخش های زیر قرار می گیرند:
جابجایی کروموزومی در لوسمی
جهش ژنی
پروتئین
بیومارکرهای miRNA
 
 جابجایی کروموزومی در لوسمی
 
جابجایی کروموزوم (بازآرایی)، در حال حاضر در اکثر لوسمی انسانی، به طور گسترده ای توسط پزشکان به عنوان ابزار تشخیصی و پیش آگهی استفاده می شود. در سطح مولکولی، جابه جایی کروموزومی در مطالعات بالینی لوسمی ارزشمند می باشد، چرا که نقطه ای که در آن بایستی برای ژن سرطان جستجو شود را نشان می دهد. نقاط شکست کروموزوم کلون و تعیین توالی شده و به سرعت ژن های مؤثر را می توان شناسایی نمود. جابجایی 9:22 یا کروموزوم فیلادلفیا به عنوان بیوماکر اختصاصی سیتوژنتیکی در سرطان انسان شناسایی شده است. کشف آن در نهایت به منجر به کلون ناحیه فیوژنی BCR-ABL شده است. کروموزوم فیلادلفیا یک پیش آگهی ضعیف در مورد لوسمی حاد لنفوبلاستیک (ALL) را در پی دارد. بازارایی MLL  که در ژن موجود در کروموزوم 11q23 بوده و معمولاً در مورد بزرگسالان و اطفالی که درگیر لوسمی حاد اولیه اند و همچنین در موارد مربوط به درمان لوسمی ثانویه یافت می شود. در حال حاضر حدود 50 جابجایی متفاوت کروموزومی ژن MLL به عنوان بیومارکرها درگیر در ایجاد لوسمی حاد در معرض خطر انسانی شناخته شده است. تعداد زیادی از انتقال ژن های مختلف MLL تشخیص دقیق را مؤثر و هدفمند می کند. پس از تشخیص سیتوژنتیک، تنها بیشتر جابه جایی MLL توسط تجزیه و تحلیل RT-PCR مورد بررسی قرار می گیرد و معمولاً از این آزمون نتایج خارج می شود. 
 
 بیومارکرهای متیلاسیون DNA در لوسمی
 
مطالعات متعدد نشان داده¬اند که بیومارکرهای متیلاسیون DNA می تواند برای تشخیص بدخیمی های خونی و سایر سرطان های خون مورد استفاده قرار گیرد. متیلاسیون هیستون H3 ممکن است به طور چشمگیری در تمایز سلول های طبیعی که تغییر کرداند مهم باشد. احتمالاً متیلاسیون هیستون H3 که درگیر تراکم بندی کروماتینی با تمایز سلول های لوسمی مرتبط بوده است؛ فلذا برای پیش بینی بیماری ها مهم است. مزایای استفاده از مطالعه بیومارکرهای متیلاسیون در سرطان خون عبارتند از:
حساسیت؛ تشخیص DNA در کمبودهای خونی نیاز برای بیوپسی بافتیلازم است.
سهولت؛ DNA یک مادة پایدار برای سنجش بالینی است.
مقرون به صرفه؛ این روش تشخیصی می تواند جایگزین نیاز به انجام تصویربرداری پزشکی و یا بیوپسی بافتی گردد.
استفاده های متعدد؛ برای نظارت بر درمان و تشخیص عود بیماری که یک فعالیت بالینی پرمصرف است، DNA یک ماده کاربردی است.
 
متیلاسیون ژنی به عنوان بیومارکر در لوکمی
 
بیماران مبتلا به AML و کاریوتایپ طبیعی تشکیل بزرگ ترین گروه سیتوژنتیک از AML را می-دهند؛ تخمین زده شده 45 درصد از بزرگسالان، مبتلا AML جدید هستند. چهار بیومارکر پیش آگهی   جهش های نقطه ای ژن FLT3، تکراری پشت سر هم ژن MLL، جهش ژن CEBPA، و بیان بالای ژن BAALC  برای پیش بینی نتایج بیماران مبتلا به AML و سیتوژنتیک طبیعی مورد استفاده قرار می گیرد. از آنجایی که نتیجه جهش در FLT3، اتوفسفوریله شدن پروتئین های ایجادکننده لوکمیا است لذا برای درمان مولکولی مورد هدف قرار گرفته و با یک کلاس جدید از مهارکننده های تیروزین کیناز در آزمایشات کلینیکی اولیه مورد بررسی قرار می گیرد. پیشرفت های قابل توجهی در خواص مولکولی بیماران مبتلا به AML با سیتوژنتیک عادی شده، حاصل شده است. یافتن بیومارکر در مطالعات آینده با استراتژی های درمانی برای مطالعات آینده برای بهبود 25 الی 40 درصدی وضعیت بیماران جزء الویت های اساسی آینده خواهد بود. تشخیص Genzyme برای دو تست مولکولی برای آنالیز موتاسیون های AML: FLT3 و Wt1 RQ-PCR.FLT3 راه اندازی شده است. جهش های FLT3 به عنوان یک اندکاتور برای زنده مانی ضعیف و برای بررسی پاسخ به درمان شیمی درمانی استاندارد در نظر گرفته می شود. تقریباً 30 درصد از بیماران مبتلا به AML دارای جهش FLT3 هستند. تست WT1 RQ-PCR برای تشخیص سطح MRD و یا سطوح بسیار کم بیماری طراحی شده است. ژن WT1 در حدود 90 درصد از بیماران مبتلا به AML بیان می شود. این آزمایش به پزشکان اجازه می دهد تا نظارت کاملی برای بیماران AML برای عود زودرس در طول و پس از درمان داشته باشند. هر دو این آزمایشات ممکن است انکولوژیست را برای مدیریت بهتر بیماران خود قادر سازد.
 
 تکنیک های تشخیصی مولکولی مورد استفاده در سرطان خون
 
پروب های مولکولی برای تشخیص لوسمی های حاد و یا مزمن استفاده می شود. نقشه DNA توسط هر دو روش ساترن بلات و هم PCR می تواند برای تشخیص جابجایی های کروموزومی و نوع باآرایی هایی استفاده شود (به عنوان مثال، کروموزوم فیلادلفیا). جابجایی BCR–ABL می تواند برای شناسایی و اندازه گیری با استفاده از میزان سطح mRNA کمتر از 6-10 (به عنوان مثال، 1 سلول لوکمیا به ازای هر 106 کل سلول) میکروسکوپ نوری، تجزیه و تحلیل سیتوژنتیک، فلوسیتومتری، هیبریداسیون درجا   و آنالیز ساترن بلات برای تشخیص کمتر از 1-5 درصد از کل سلول ها قابل استفاده نیست. در مقابل، روش PCR برای تشخیص لوسمی سلول در میان 100 هزار و یا حتی 1 میلیون سلول¬ طبیعی به اندازۀ کافی حساس است. پروب FISH مستقیماً علیه ژن BCR و ABL برای تشخیص فیوژن ژن با حساسیت 05/0 درصد قابل استفاده است. ترانس کریپتاز معکوس PCR (PCR-rt) قادر به تشخیص سطوح بسیار پایین رونوشت mRNA ژن BCR-ABL در تشخیص سلول های سرطان خون است. Real-time PCR می تواند در بررسی تغییرات در سطوح بیماری و تعیین کمیت در تصمیم¬گیری بالینی مفید باشد. این بررسی برای تشخیص عود پس از پیوند آلوژنیک سلول های بنیادی و در پیش بینی احتمال پاسخ سیتوژنتیک کامل به اینترفرون بسیار مفید است. بیمارانی با pH منفی 100 درصد اینترفرون، به وسیلة بررسی سیتوژنتیک معمولی، از 20 سلول قابل تشخیص هستند (20 درصد یا کمتر از بیماران تحت درمان اینترفرون)، که تبدیل به طیف وسیع از سطوح مثبت PCR است. تنها کسانی با سطوح پایین ترجمه BCR-ABL از لحاظ سیتولوژیکی برای مدت¬های طولانی باقی خواهند ماند. نوزادان و کودکان مبتلا به لوسمی لنفوبلاستی حاد مقاوم به شیمی درمانی ممکن است در واقع یک نوع متفاوت از سرطان خون باشد. فن¬آوری تراشه ژنی با موفقیت 95 درصد برای تشخیص لوسمی های چون ALL، AML، یا MML قابل استفاده است. پروفایل RNA ممکن است برای اطلاعات کافی برای تعیین پیش آگهی و طبقه بندی بیماری کافی نباشد ولی راهنمایی بیماران برای استراتژی های درمانی مناسب را تسهیل می نماید.
 
تکنولوژی پروتئومیکس جهت بررسی بیومارکرهای لوسمی
 
آنالیزهای پروتئومیک  جهت رده بندی لوسمی به کار گرفته می شوند زیرا آنالیز های سایتوژنتیک هزینه بر و زمان گیر است. پروتئین های زیادی شناسایی شده اند که می توانند به عنوان بیومارکرهای مفید برای شناسایی سریع فرم های مختلف لوسمی کودکان به کار گرفته  شوند. آنالیزهای پروتئومیک ساب تایپ های مختلف سلول های AML، با استفاده از آنالیزهای 2D GE و MALDI-TOF انجام می شود. این آنالیزها پروتئین هایی را که به طور قابل توجهی تغییر می کنند و متعلق به گروه ژن های ساپرسور، آنزیم های متابولیکی، آنتی اکسیدان ها پروتئین های ساختاری و میانجی های هدایت کننده سیگنال ها هستند را معرفی می کند. در میان آن ها 7 پروتئین شناسایی شده که بسیار زیاد تغییر کرده و در بیشتر سلول های بلاست AML آنالیز شده، یافت می شوند. این پروتئین ها در ارتباط با سلول های خونی تک هسته ای نرمال بودندو شامل: آلفا- انولاز، RhoGDI2، آنکسین A10، کاتالاز، پروکسی-رودوکسین 2، تروپومیوزین 3 و لیپوکورتین 1 (آنکسین 1) می باشند. این پروتئین های تمایز یافته نقش مهمی را در کارکردهای سلولی مانند گلیکولیز، سرکوب تومور، آپوپتوزیز، آنژیوژنزیز و متاستاز بازی می کنند و می توانند در تکمیل تکنیک های مشابه پروتئومیک در ناسازگاری بیماری ها، برای بررسی پروتئین های دیگری که به صورت متمایز در AML بیان می شوند شناسایی شوند. آلفا 2HS گلیکوپروتئین، پروتئین مرتبط با کمپلمان SF-40، محصولات ژن RBP4 و لیپوپروتئین C-III به صورت تنظیم شده در سطوح پایین هستند؛ در حالی¬که انواع زنجیرة سنگین ایمونوگلوبولین، زیر واحد 1 پروتئوزوم 26S ATPase و هاپتوگلوبین 1 در سطح بالاتر تنظیم می شوند. آنالیز پروتئومیک پروتئین های جدیدی را شناسایی کرده که می توانند به تعیین پیش آگهی های متمایزی کمک کنند و یا به عنوان بیومارکر بکارگرفته شوند.
 
بیومارکرهای لوسمی لنفوتیک مزمن
 
لوسمی لنفوتیک مزمن (CLL) که اغلب در مراحل اولیه تشخیص داده می شود، دارای پیش آگهی های فردی بسیار متغیر هستند به طوری که وضعیت برخی بیماران سال ها ثابت می ماند. این در حالی است که در برخی انوع  مهاجم، این بیماری به سرعت پیشرفت می کند. بیومارکرها اطلاعات مفیدی برای پیش آگهی فراهم می کنند که بیشتر شامل ناهنجاری سیتوژنتیکی هستند و با FISH تشخیص داده می شوند. برخی از یافته های قابل توجه عبارتند از: 
تشخیص ارتباط del 17P یا del 11q با خطر کم، درحالی که del13q به عنوان یک ناهنجاری منحصر، با بیماری هایی با میزان خطر بیشتر مرتبط است. 
نزدیک به نیمی از موارد CLL در مناطق متغیر ژن های دارای هایپرموتاسیون سوماتیک رخ می-دهد که از نظر پیش آگهی ارزشمند می باشند. 
برخی مطالعات پیشنهاد می کند که سطح ZAP 70 به عنوان یک پیش بینی کننده زمان پیشرفت بیماری تا وضعیت جهش مفیدتر است. اما هنوز این موضوع بحث برانگیز است. 
بیشتر مارکرهای پیش آگهی مدرن به واسطة آنالیزهای سابق، ارزشمند و معتبر شده است و هم اکنون برای مطالعات بالینی تصادفی در آینده نیز به کار گرفته می شوند. این مطالعات بیومارکرهای مولکولی مشابه ای را پیشنهاد می کند که افرادی با بیماری مهاجم تر را شناسایی می-کند. همچنین بر اثرات حاصل از درمان نیز تأثیر می گذارد.
 
 بیومارکرهای لوسمی میلوئید مزمن
 
لوسمی میلوئید مزمن (CML) یک بیماری میلوپرولیفرتیو   چند مرحله ای کلونال است که به صورت ابتدائی ایجاد شده و نهایتاً توسط یک زیرجمعیت نادر از سلول های              BCR-ABL+CML به همراه سلول های بنیادینی با دودمان چندگانه  پایدار می شوند. توصیف ویژگی های منحصر به فرد سلول های بنیادی لوسمی که فاز مزمن CML را ایجاد می¬کند، شدیداً بر مبنای دسترسی به نمونه های بیماران نادر بنا شده که در آن ها جایگاه سلول های بنیادین با اجزای لوسمی احاطه شده است. در یک مطالعه، رویکردهای گذشته و آینده برای به کارگیری چنین نمونه هایی جهت شناسایی بیولوژیکی و کلینیکی بیومارکرهای مرتبط با سلول های بنیادین BCR-ABL+، و نیز بیولوژی غیر معمول آن ها بررسی شد.
 نتایج این مطالعه نشان می دهد که ممکن است به طراحی و یا حداقل پیش بینی پاسخ های درمانی بهبود یافته در بیماران CML بیانجامد. بیان ژنومی گسترده پروفایلینگ miRAN می تواند در CMLها توسط به کارگیری میکروآرایه های صدها پروب الیگونوکلئوتیدی miRAN بالغ و پیش ساز انسانی انجام بگیرد. پروفایل بیانی miRAN می تواند جهت تمایز سلول های B نرمال از سلول های B بدخیم در بیماران CLL استفاده شود. یک مطالعه پروفایل بیانی miRNA سلول های CLL و توالی ژنومی 42 ژن miRAN، جهت شناسایی ناهنجاری ها ارزیابی شده است. یک سکانس اختصاصی miRAN بایستی با فاکتورهای پیش آگهی دهنده و پیشرفت بیماری در CLL همراه باشد. این مطالعات نشان می دهد که جهش در رونوشت های miRAN رایج است و می تواند ارزش کاربردی داشته باشند. یک تست که طراح آن آزمایشگاه Panacea است به نام TK Sense بیان ژن کدکنندةهHAAH در لوکوسیت های بیماران CML را سنجش می کند؛ برای شناسایی بیمارانی که احتمالاً به درمان با داروی imanitib mesylat (Gleevec®) پاسخ نمی دهند، استفاده می شود. اگرچه نشان مولکولی CML جهش در ژنی است که به عنوان BCR-ABL شناخته می شود، جهش در بخش ABL ژن نمی تواند پاسخ قابل اطمینانی را به درمان با داروی Gleevec® دهد. لذا Panacea کشف کرده که زمانی که لوکوسیت های بیماران CML در حضور ایمانیتیب درگیر می شوند، بیان ژن کدکننده HAAH به طور قابل توجهی کاهش می یابد. این کاهش در سطح بیان ژن HAAH به پاسخ دارویی بستگی دارد. بیمارانی که به درمان با ایمانیتیب پاسخ نمی دهند، کاهش در بیان HAAH را در سنجش نشان نمی دهند.
 
 بیومارکرهای لوسمی مقاوم به دارو
 
روشن نیست که چرا برخی بیماران نسبت به imanitib mesylate و یا دیگر عوامل ضد سرطان مقاومت ایجاد می کنند و اینکه برای جلوگیری از آن و یا تأخیر در آغاز این مقاومت چه اقدامی باید انجام گیرد. با در نظر گرفتن ایمانیتیب، مقاومت با چندین مکانیسم مرتبط است که عبارتند از:
1) تقویت و یا جهش ژن های الحاقی BCR- ABL 
2) غیر فعال سازی با اتصال به گلیکوپروتئین اسید آلفا یک 
3) استفاده افزاینده مسیر های هدایت سیگنالی که مستقل از BCR- ABL هستند؛ هرچند این مسیرها ناشناخته باقی مانده اند.
 
 بیومارکرهای سندرم میلودیس¬پلاستیک
 
سندرم میلودیس پلاستیک (MDS)  از شایع ترین بدخیمی های هماتولوژیک است. بقای این بیماران کوتاه مدت و اغلب به سوی لوسمی حاد میلوئید پیشرفت می کنند. تشخیص MDS می تواند مشکل باشد. تعداد اندکی از بیومارکرهای مولکولی وجود دارد که پاتوفیزیولوژی آن تا حد زیادی ناشناخته است. یک مطالعه چند مرکزی برای بررسی اینکه آیا پروفایلینگ پروتئوم سرم می تواند به عنوان یک پلت فرم غیرتهاجمی برای کشف بیومارکرهای جدید مولکولی برای MDS به کار گرفته شود انجام شد. انگشت نگاری توده پپتید و چهار قطبی TOF MS دو پروتئین را شناسایی کرده که شامل:  (cxcl4) و cxcl7 می باشند. سنجش های مستقل نشان می دهد که این دو پروتئین در MDS پیشرفته سطح سرم کاهش یافته دارند. این موضوع احتمال یک اختلال هماهنگ در رونویسی یا ترجمة شیموکاین ها در MDS پیشرفته را پیشنهاد می دهد.