Khi Gregory Poore là sinh viên năm nhất đại học, bà ngoại khỏe mạnh của anh đã bị sốc khi biết rằng cô bị ung thư tuyến tụy giai đoạn cuối. Tình trạng này được chẩn đoán vào cuối tháng 12. Và bà qua đời vào tháng 1.

> Xem thêm:

“Bà hầu như không có dấu hiệu cảnh báo hoặc triệu chứng nào”, Poore nói; “Không ai có thể giải thích tại sao bệnh ung thư của bà không được phát hiện sớm hơn hay tại sao nó lại kháng với phương pháp điều trị mà họ đã thử.”

Sau này Poore tìm hiểu qua các nghiên cứu đại học của mình. Poore biết rằng ung thư thường được coi là căn bệnh của đột biến gen người trong bộ gen của chúng ta. Nó cho phép các tế bào không bị chết đi, tăng sinh và hình thành khối u.

Nhưng khi Poore thấy một nghiên cứu năm 2017, nó cho thấy vi khuẩn đã xâm chiếm phần lớn khối ung thư tuyến tụy và có thể phá vỡ loại thuốc hóa trị chính được cung cấp cho những bệnh nhân này. Anh đã bị thu hút bởi ý tưởng rằng vi khuẩn và virus có thể đóng vai trò lớn hơn nữa trong ung thư.

DNA Vi khuẩn  trong máu mở ra phương pháp phát hiện ung thư mới

DNA Vi khuẩn  trong máu mở ra phương pháp phát hiện ung thư mới

Poore hiện đang là nghiên cứu sinh Tiến sĩ tại Đại học Y khoa San Diego. Cùng với một nhóm cộng tác viên liên ngành, Poore và Knight đã phát triển một phương pháp mới để xác định ai bị ung thư và thường là loại nào, bằng cách phân tích đơn giản các mẫu vi khuẩn DNA – vi khuẩn và virus – hiện diện trong máu của họ.

Nghiên cứu, được công bố vào ngày 11 tháng 3 năm 2020 trên tạp chí Nature, có thể thay đổi cách nhìn nhận ung thư và chẩn đoán.

“Hầu như tất cả các nỗ lực nghiên cứu ung thư trước đây đều cho rằng các khối u là môi trường vô trùng và bỏ qua các tế bào ung thư tương tác phức tạp có thể có với vi khuẩn, virus và các vi khuẩn khác sống trong và trên cơ thể chúng ta”, Knight nói.

“Số lượng gen vi sinh vật trong cơ thể chúng ta vượt xa số lượng gen của con người. Vì vậy không có gì đáng ngạc nhiên khi chúng cung cấp cho chúng ta manh mối quan trọng đối với sức khỏe của chúng ta.”

Mô hình vi khuẩn liên quan đến ung thư

Trước tiên, các nhà nghiên cứu đã xem xét dữ liệu vi khuẩn có sẵn từ The Cancer Genome Atlas, cơ sở dữ liệu của Viện Ung thư Quốc gia có chứa thông tin về gen và các thông tin khác từ hàng ngàn khối u bệnh nhân. Theo hiểu biết của nhóm, đây là nỗ lực lớn nhất từng được thực hiện để xác định DNA của vi khuẩn ở người và cách sắp xếp dữ liệu.

Từ 18.116 mẫu khối u, đại diện cho 10,481 bệnh nhân với 33 loại ung thư khác nhau, đã xuất hiện các dấu hiệu vi khuẩn khác nhau, hoặc các mẫu, liên quan đến các loại ung thư cụ thể. Một số dự kiến, chẳng hạn như sự liên quan giữa papillomavirus ở người (HPV) và ung thư cổ tử cung, đầu và cổ; và mối liên quan giữa các loài Fusobacterium và ung thư đường tiêu hóa. Nhưng nhóm nghiên cứu cũng xác định các dấu hiệu vi khuẩn chưa biết trước đây phân biệt mạnh giữa các loại ung thư. Ví dụ, sự hiện diện của các loài Faecalibacterium phân biệt ung thư đại tràng với các bệnh ung thư khác.

Vi khuẩn trong máu là một dấu hiệu mới để phát hiện ung thư

Vi khuẩn trong máu là một dấu hiệu mới để phát hiện ung thư

Được trang bị hồ sơ microbiome của hàng ngàn mẫu ung thư, các nhà nghiên cứu sau đó đã đào tạo và thử nghiệm hàng trăm mô hình học máy để liên kết các mẫu vi khuẩn nhất định với sự hiện diện của các loại ung thư cụ thể. Các mô hình học máy có thể xác định loại ung thư của bệnh nhân chỉ sử dụng vi khuẩn dữ liệu từ máu của người đó.

Sau đó, các nhà nghiên cứu đã loại bỏ ung thư cấp độ cao (giai đoạn III và IV) khỏi bộ dữ liệu và phát hiện ra rằng nhiều loại ung thư vẫn có thể phân biệt được ở giai đoạn trước khi chỉ dựa vào dữ liệu vi khuẩn có nguồn gốc từ máu. Các kết quả được duy trì ngay cả khi nhóm thực hiện khử nhiễm sinh học nghiêm ngặt nhất trên các mẫu, loại bỏ hơn 90 phần trăm dữ liệu vi sinh vật.

Áp dụng xét nghiệm DNA vi sinh vật

Để xác định xem các mô hình vi sinh vật này có hữu ích trong thực tế hay không, Knight, Poore và nhóm đã phân tích các mẫu huyết tương có nguồn gốc từ 59 bệnh nhân mắc bệnh ung thư tuyến tiền liệt, 25 bệnh nhân ung thư phổi và 16 với khối u ác tính được cung cấp bởi các cộng tác viên tại Trung tâm Ung thư Moores. Các nhà nghiên cứu đã phát triển việc sử dụng các công cụ mới mà họ đã phát triển để giảm thiểu sai lệch. Các nhà nghiên cứu đã phát triển cách đọc dấu ấn vi khuẩn cho từng mẫu bệnh nhân ung thư và so sánh chúng với nhau và với các mẫu huyết tương từ 69 tình nguyện viên khỏe mạnh, âm tính với HIV, do Trung tâm nghiên cứu thần kinh tại Trường Y khoa UC San Diego cung cấp.

Các mô hình học máy của nhóm có thể phân biệt hầu hết những người mắc bệnh ung thư với những người không mắc bệnh. Ví dụ, các mô hình có thể xác định chính xác một người bị ung thư phổi với độ nhạy 86% và một người không mắc bệnh phổi với độ đặc hiệu 100%.

Khả năng, trong một ống máu, có chứa một hồ sơ toàn diện về DNA (bản chất) của khối u cũng như DNA của hệ vi sinh vật của bệnh nhân. Phát hiện này có thể là một bước tiến quan trọng để hiểu rõ hơn về tương tác môi trường vật chủ trong bệnh ung thư.

Với phương pháp này, con người sẽ có khả năng theo dõi những thay đổi này theo thời gian, không chỉ là chẩn đoán, mà còn theo dõi điều trị lâu dài. Điều này có thể có ý nghĩa lớn đối với việc chăm sóc bệnh nhân ung thư và trong việc phát hiện sớm ung thư, nếu những kết quả này tiếp tục được đảm bảo trong các thử nghiệm sau này.

So sánh với chẩn đoán ung thư hiện nay

Chẩn đoán hầu hết các bệnh ung thư hiện đang yêu cầu sinh thiết phẫu thuật hoặc lấy mẫu ra khỏi vị trí nghi ngờ ung thư và phân tích mẫu bởi các chuyên gia tìm kiếm các dấu hiệu phân tử liên quan đến một số bệnh ung thư. Cách tiếp cận này có thể gây xâm lấn, tốn thời gian và tốn kém. .

Một số công ty hiện đang phát triển kỹ thuật “sinh thiết lỏng” – phương pháp chẩn đoán để nhanh chóng chẩn đoán bệnh ung thư cụ thể bằng cách sử dụng công nghệ lấy máu đơn giản và cho phép họ phát hiện đột biến gen đặc hiệu của người ung thư trong DNA khối u tuần hoàn. Phương pháp này có thể đã được sử dụng để theo dõi sự tiến triển của khối u đối với một số loại ung thư đã được chẩn đoán, nhưng chưa được Cơ quan Quản lý chấp thuận cho sử dụng chẩn đoán.

Phương pháp sinh thiết lỏng được sử dụng hiện nay

Phương pháp sinh thiết lỏng được sử dụng hiện nay

“Mặc dù đã có những tiến bộ đáng kinh ngạc trong lĩnh vực sinh thiết lỏng và phát hiện ung thư sớm, nhưng sinh thiết lỏng hiện tại vẫn chưa thực sự phân biệt chính xác sự biến đổi di truyền bình thường với ung thư sớm thực sự và chúng không thể phát hiện ung thư khi có sự thay đổi gen của con người.” Patel, người cũng là phó giám đốc của Trung tâm Liệu pháp Miễn dịch Chính xác San Diego cho biết.

Theo các nhà nghiên cứu, một lợi thế của việc phát hiện ung thư dựa trên DNA của vi khuẩn, so với DNA khối u ở người, là sự đa dạng của nó tại các vị trí cơ thể khác nhau. Ngược lại, DNA của con người về cơ bản là giống nhau trên cơ thể. Thay đổi DNA, nghiên cứu cho thấy rằng chỉ số DNA vi khuẩn dựa trên máu có thể phát hiện chính xác sự hiện diện và loại ung thư ở giai đoạn sớm hơn so với các xét nghiệm sinh thiết lỏng hiện tại, cũng như đối với các bệnh ung thư mà không do đột biến gen.

Hạn chế và cảnh báo

Các nhà nghiên cứu nhanh chóng chỉ ra rằng đọc DNA vi khuẩn dựa trên máu có thể bỏ lỡ các dấu hiệu ung thư và trả lại kết quả âm tính giả. Nhưng họ hy vọng phương pháp mới sẽ trở nên chính xác hơn khi họ tinh chỉnh các mô hình học máy của họ với nhiều hơn dữ liệu.

Và mặc dù số lượng chẩn đoán âm tính giả có thể ít hơn so với phương pháp DNA vi khuẩn, nhưng đây vẫn là một rủi ro.

Patel nói rằng chỉ vì ung thư được phát hiện sớm, điều đó không có nghĩa là nó luôn cần điều trị ngay lập tức. Một số thay đổi DNA không phải là ung thư, những thay đổi liên quan đến lão hóa, vô hại. Bạn sẽ không bao giờ biết về chúng nếu không có xét nghiệm. Đó là lý do tại sao sàng lọc nhiều hơn và chẩn đoán ung thư nhiều hơn có thể không phải lúc nào cũng là một điều tốt, Patel nói, và nên được xác định bởi các bác sĩ lâm sàng có chuyên môn.

Nhóm nghiên cứu cũng cảnh báo rằng ngay cả khi chỉ số đọc vi khuẩn chỉ ra ung thư, bệnh nhân có thể sẽ yêu cầu các xét nghiệm bổ sung để xác định chẩn đoán, xác định giai đoạn của khối u và xác định vị trí chính xác của nó.

Nhìn về phía trước

Vẫn còn nhiều thách thức vẫn còn ở phía trước khi nhóm của ông phát triển thêm những quan sát ban đầu này thành một xét nghiệm chẩn đoán ung thư được chính thức chấp thuận. Hầu hết, họ cần xác nhận những phát hiện của họ trong một quần thể bệnh nhân lớn hơn và đa dạng hơn.

Đây là một công việc khó khăn, tốn kém. Các nhà khoa học cần xác định cách đọc vi khuẩn dựa trên máu “khỏe mạnh” trong số nhiều người, đa dạng. Họ cũng muốn xác định liệu dấu hiệu của vi khuẩn mà họ có thể phát hiện trong máu người là từ vi khuẩn sống, vi khuẩn chết hay vi khuẩn chết đã mở ra, phân tán trong máu. Nhờ đó, họ có một cái nhìn sâu sắc có thể giúp họ tinh chỉnh và cải thiện phương pháp của họ.

Các nhà nghiên cứu cũng đề xuất chẩn đoán ung thư có thể chỉ là khởi đầu cho microbiome máu liên quan đến ung thư mới được phát hiện. Sự hiểu biết mới này về cách các quần thể vi khuẩn chuyển sang ung thư có thể mở ra một con đường trị liệu hoàn toàn mới.

Các đồng tác giả khác bao gồm: Qiyun Zhu, Carolina Carpenter, Serena Fraraccio, Stephen Wandro, Tomasz Kosciolek, Stefan Janssen, Se Jin Song, Jad Kanbar, Robert Heaton, Rana McKay, Austin D. Swafford, UC San Diego, Evguenia Kopylova, trước đây của UC San Diego, hiện tại Clarity Genomics và Jessica Metcalf, trước đây thuộc UC San Diego, hiện tại Đại học bang Colorado, Fort Collins.

Nguồn: Tài liệu được cung cấp bởi Đại học California-San Diego. Bản gốc được viết bởi Heather Buschman, Tiến sĩ .. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa để đẹp mắt và độ dài phù hợp hơn.

Techmoss.net

 

Tin tức liên quan