Циркулирующие ДНК при раке легкого: определение статуса метилирования генов опухолевой супрессии в крови в диагностике и мониторинге

Анализ фрагментов ДНК, характерных для опухоли, в циркулирующих ДНК крови (цирДНК) является перспективным направлением разработки методов для ранней малоинвазивной диагностики опухолей и прогнозирования течения рака легкого.

Цель исследования — оценка диагностической значимости изменений уровня метилирования генов опухолевой супрессии RARB2 и RASSF1A в цирДНК крови больных раком легкого до и после комбинированной терапии.

Материал и методы. Использованы образцы крови здоровых индивидуумов (n=33) и больных немелкоклеточным раком легкого (НМРЛ) (n=60) до лечения, после неоадъювантной химиотерапии (НАХТ) и на этапах динамического наблюдения после операции. Концентрацию метилированных и неметилированных аллелей генов RASSF1A и RARВ2 в цирДНК крови определяли с использованием количественной метил-специфичной ПЦР. Индекс метилирования вычисляли по формуле ИМ=100×(число метилированных копий гена/число метилированных + число неметилированных копий).

Результаты. С целью оценки диагностической значимости изучаемых показателей построена предсказательная модель с использованием метода Random Forest Classification (Random Forest package in R). В Random forest classification tree модель включены основные переменные — индекс метилирования генов RARB2, RASSF1A в цирДНК плазмы крови, цирДНК, связанных с клеточной поверхностью, в качестве дополнительных переменных «возраст» и «стадия». В этом случае точность предсказательной модели составила 89%, чувствительность — 91% и специфичность — 87%. Снижение И.М. генов RASSF1A, RARВ2 в цирДНК наблюдается после комбинированной терапии, включавшей 2 курса НАХТ и хирургическое вмешательство с интраоперационной лучевой терапией на фоне радиосенсибилизации, по сравнению со значениями ИМ, определяемого до лечения и после проведения только НАХТ. Повышение уровня метилированных маркеров обнаружено в крови всех больных НМРЛ, у которых после проведенной терапии выявлены рецидивы опухоли.

Вывод. Выявление исследованных ДНК-маркеров в составе цирДНК крови является значимым для диагностики, оценки эффективности терапии и выявления рецидивов рака легкого.

Работа поддержана грантом ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (Госконтракт №П256), РФФИ (№ 11−04−12105-офи-м-2011), проектом Президиума С.О. РАН совместно со сторонними организациями № 65.