Тест системы для диагностики рака

Массового производства таких чипов ждут уже несколько стран мира. Фото: Юлия ВАСИЛИШИНА

- Разработкой этого биочипа мы занимаемся с 2012 года, но свой нынешний вид он приобрел только пару лет назад, когда появился инвестор, - рассказывает один из авторов проекта, руководитель лаборатории молекулярной биологии и биотехнологии ННИИ им. Блохиной Олег Уткин . – Аналогов этой тест-системе нет нигде в мире, достоверность диагноза составляет 95%.

То, что в стенах нижегородского института идет разработка уникальной технологии, сразу и не скажешь. Ни тебе секретных паролей на входе, ни автоматчиков на охране. Из всех мер предосторожности - только бахилы и обязательный белый халат на входе в лабораторию.

- Вот это и есть наш биочип, - показывает мне Олег крохотную, едва различимую на ладошке стеклянную пластинку. Глядя на эту крошку, с трудом верится, что она способна выявить практически любой вид рака всего за полтора часа. За эту технологию многие президенты отдали бы полцарства и дочку в придачу.

- Принцип действия этой системы прост: берем любой биоматериал - серозную жидкость, мочу или послеоперационный материал – и вносим в ячейки биочипа. Всего в чипе 15 секторов, в каждом из которых содержится помеченный флуоресцентным раствором белок. Если будут выявлены какие-то признаки онкологии, то клетки в ячейке покажут свечение под флюоресцентным микроскопом.

Кстати, в отличие ото всех остальных методов диагностики, биочип не только просигнализирует о самом факте онкологического заболевания, но и определит его разновидность и где есть метастазы, - тем самым поможет врачу дать прогноз по течению болезни и по подбору персональной терапии. На сегодняшний день тест-система способна диагностировать едва ли не все виды рака: легких, молочной железы, желудка, толстой кишки, яичников… В зависимости от подозреваемой разновидности онкологии будет меняться и набор белков в биочипе.

- Сейчас существует восемь разновидностей таких тест-систем - от обычной скрининговой, которая просто выявляет наличие онкологии, до заточенных под каждую патологию, - объясняют разработчики. – Что самое главное – для проведения исследований не нужно ни дорогущих лабораторий, ни огромного штата высококвалифицированных врачей. Внести биоматериал в нашу тест-систему может любой лаборант, после чего врач-онколог уже может сделать заключение.

За эту разработку ученым уже вручили национальную премию "Призвание". ФОТО: Пресс-служба НижГМА

Эти биочипы просты не только в эксплуатации, но и в производстве. В небольшой лаборатории ежедневно можно делать тысячи таких систем. Отсюда и их дешевизна – один такой чип поликлинике будет стоить чуть больше тысячи рублей. А для самого пациента диагностика и вовсе будет бесплатной – она должна войти в систему ОМС.

- Мы уже получили все необходимые патенты – российский и зарубежный, - рассказывает Олег Уткин. – Но чтобы биочипы поступили в поликлиники, нам необходимо регистрационное заключение Росздрава. Надеемся в самое ближайшее время получить и его. После этого буквально за пару месяцев сможем запустить массовое производство.

Врачи Российского онкологического научного центра им. Н.Н. Блохина совместно с нижегородскими коллегами разработали уникальную тест-систему для иммуноцитохимического исследования. Она может заменить собой целую лабораторию, не имеет аналогов в мире и получила высокие оценки ведущих онкологов Японии. С помощью этой инновации можно определять наличие или отсутствие злокачественного новообразования у пациента при первом же обращении в поликлинику. Тест-система продумана таким образом, что ее можно легко и быстро внедрить по всей стране.

Тест-система разработана для диагностики любых злокачественных процессов: рака, меланомы, лимфомы. Она представляет собой сам биочип, сканер для оцифровывания результатов и транспортно-питательную среду для хранения биоматериала.

Биочип — это подложка, разделенная на 15 ячеек, в которые внесены разные антитела. Биоматериал, взятый у пациента на анализ (патологическая жидкость организма или пунктат из новообразования), нужно обработать на стандартной центрифуге, которая есть в любой лаборатории, а затем внести в ячейки, где при нагревании до 37 градусов происходит реакция. Для визуализации реакции к антителам добавлены флуорохромные метки. Когда антиген клетки злокачественного новообразования реагирует с антителом, клетка начинает светиться. По этому свечению сразу можно определить, есть в образце опухолевые клетки или нет.

— Это метод флуоресцентной иммуноцитохимии, — пояснила Марина Савостикова. — Реакция происходит почти мгновенно. Технология позволяет сделать анализ в три раза быстрее, чем стандартным способом, и в три раза дешевле. Провести исследование можно в условиях любой поликлиники, куда обратился пациент с какой-либо жалобой.

Несмотря на то что с помощью биочипа можно отличить злокачественное новообразование от доброкачественного, врачи не предлагают таким образом проверять всех подряд на наличие рака. На анализ берутся жидкость или клетки патологической ткани, полученные с помощью пункции.

— Например, пациент обратился к терапевту с жалобой на припухлость на шее, — объясняет Марина Савостикова. — Это может быть обычным лимфаденитом, кистой шеи, аллергической реакцией на укус насекомого, саркомой мягких тканей шеи. А если у пациента обнаружена жидкость в легких, причиной может быть туберкулез, пневмония, метастаз рака, мезотелиома. С помощью новой тест-системы мы можем всё это исключить и дать рекомендации врачам, где искать проблему.

Для широкого внедрения этого метода диагностики не требуется сажать онкоцитологов в лабораторию каждой поликлиники. Нужно всего лишь оснастить каждую лабораторию биочипами и сканерами. Желательно, чтобы в ней был запас пробирок с транспортно-питательной средой (ТПС). Это тоже разработка авторов проекта. ТПС — это плотно закупоренная пробирка, в которую вносится биоматериал. Пробирка содержит консерванты, сдерживающие рост микробов. В этой среде биоматериал может храниться без холодильника до месяца.

Хирург поликлиники или больницы должен взять пункцию и внести патологический материал в ТПС, а затем на биочип. После этого поместить тест-систему в сканер, который перешлет изображение специалисту референсного центра.

По словам Святослава Зиновьева, производство сканеров — это импортозамещение. Итоговая стоимость каждого аппарата получится в 10 раз меньше импортного аналога. Сканеры прошли лабораторное испытание, и сейчас разработчики подают документы на их регистрацию.

Биочип устанавливают в сканер, который оцифровывает изображение и передает его в региональный референсный центр. Там изображение смотрят цитологи с большим опытом работы, проводят анализ дистанционно полученного материала и высылают заключение обратно. Пациент при повторном посещении врача получает точный диагноз и возможность начать лечение. Все сложные случаи, которые региональные цитологи не смогли интерпретировать, будет рассматривать консилиум РОНЦ им. Н.Н. Блохина. Связь с главным референсным центром организуют через информационно-аналитическую систему, создание которой тоже входит в проект.

— Очень важно поставить диагноз как можно раньше. Для онкологического пациента эти сроки — жизнь. В век таргетных технологий онкология лечится. Сейчас пятилетний рубеж выживания — это норма. Есть опухоли, от которых уже не умирают. Например, это опухоль щитовидной железы, — отметила Марина Савостикова.

По словам Святослава Зиновьева, диагностика с помощью новой тест-системы может быть бесплатной для пациентов, потому что иммуноцитохимическое исследование входит в стандарты обязательного медицинского страхования (ОМС).

— О готовности работать по новой схеме уже заявили Нижний Новгород, Чебоксары, Санкт-Петербург, Ярославль, Ростов-на-Дону, Краснодар и другие регионы. Мы общались с цитологами, директорами и главврачами онкодиспансеров, представителями министерств некоторых регионов и везде встречали большую заинтересованность, — рассказал Святослав Зиновьев.

Сейчас создатели биочипа ждут заключения Росздравнадзора, без которого невозможно начать массовое производство.

— Чтобы не терять время, мы уже начали готовить специалистов, которые будут работать с новой системой, — уточняет Марина Савостикова. — Цитологи будут проходить у нас обучение, сдавать экзамены и получать сертификаты. И только после этого они смогут самостоятельно интерпретировать результаты, полученные на биочипе.

При положительном вердикте Росздравнадзора участники проекта обещают очень быстрое его внедрение в практику. Реальный срок — апрель 2017 года.

Эксперты-онкологи подтверждают необходимость массового внедрения такого вида диагностики.

По мнению главного онколога Минздрава, такие системы необходимо тиражировать, причем не только у нас в стране.

Большинство видов рака излечимы, если болезнь была выявлена на начальной стадии и новообразование носит локальный характер. Это значит, что злокачественные клетки еще не распространились с кровью и лимфой в другие органы и системы.

К сожалению, большое количество злокачественных процессов долгое время протекает бессимптомно или с незначительными недомоганиями. Пациенты нередко обращаются за медицинской помощью уже на III или даже IV стадиях, когда прогноз неутешителен, поэтому так важна ранняя диагностика рака.

Когда нужно начинать беспокоиться

Симптомы рака зависят от его вида и локализации (расположения опухоли) и могут существенно отличаться. Однако есть проявления общего плана, которые характерны для злокачественных процессов всех видов:

Слабость, утомляемость, хроническая усталость).
Необъяснимая потеря веса.
Повышение температуры тела.
Бледность кожных покровов.
Потеря аппетита.
Периодически возникающая боль в какой-либо области тела, не имеющая видимой причины.

Возможно беспричинное покашливание, одышка, кровь в кале или моче, появление странных пятен и язв на теле, и так далее – в зависимости от вида заболевания.

Если симптомы не проходят в течение некоторого времени, нужно немедленно обращаться за медицинской помощью.

Методики выявления злокачественных опухолей

Диагностика рака обычно проходит в два этапа – обнаружение неполадок в организме неспецифическими и скрининговыми методами, а затем узконаправленный поиск болезни.

Справка! Неспецифические исследования – результаты которых свидетельствуют о наличии заболевания, но не дают возможности установить точный диагноз. Однако указывают направление для дальнейшего обследования.

Специфические – узконаправленное исследование, которое позволяет выявить вид заболевания и его локализацию в органе.

Анализы крови на онкомаркеры.
Цитологические и гистологические исследования биологического материала.
Рентгенологические исследования конкретных органов (например, маммография, рентген желудка).
Компьютерная томография (КТ), мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ).
Магнитно-резонансная томография (МРТ).
Ультразвуковое исследование (УЗИ).
Эндоскопические методы с взятием образца ткани.

Некоторые виды неспецифических исследований:

Общий анализ крови.
Биохимический анализ крови.
Флюорография.
Общий анализ мочи.
Анализ кала на скрытую кровь.

Женщинам важно проходить ежегодные гинекологические осмотры и пальпацию молочных желез.

Первичные исследования

Его еще называют клиническим или общеклиническим. Это скрининговое исследование, которое дает развернутую общую картину работы организма, наличия в нем воспалений, анемий, нарушений свертываемости крови.

О возможной локальной онкопатологии могут говорить такие изменения показателей:

Увеличение СОЭ (скорость оседания эритроцитов) с нормальным или повышенном значением лейкоцитов (белых кровяных телец).
Падение количества гемоглобина без видимых причин. Может происходить при злокачественных процессах желудка и кишечника.
Одновременное повышение уровня СОЭ, гемоглобина и эритроцитов (красных кровяных телец) может свидетельствовать в пользу рака почек.

Однако, если ОАК показал такие результаты, не следует пугаться. Повторим – это неспецифическое исследование, которое гораздо чаще свидетельствует о других, менее опасных болезнях.

Подозрения на лейкоз устанавливают при таких показателях:

Очень большое или предельно низкое количество лейкоцитов.
Сдвиг лейкоцитарной формулы.
Появление в крови незрелых лейкоцитов.
Повышение СОЭ.
Падение показателей гемоглобина (анемия).
Снижение количества тромбоцитов.

При локализованной онкопатологии (опухоль определенного органа) ОАК может не меняться, особенно на ранней стадии.

Может помочь в диагностике рака мочевыводящих путей: почек, мочевого пузыря, мочеточников. В урине в этом случае будет обнаружена кровь плюс атипичные клетки. Чтобы уточнить диагноз назначается цитологический анализ мочи.

При злокачественных новообразованиях почек и паращитовидной железы наблюдается существенный рост показателя кальция.

При раке печени, почек, поджелудочной железы повышается количество печеночных ферментов.

Изменения количества и соотношения гормонов разных типов могут свидетельствовать в пользу злокачественных заболеваний эндокринной сферы.

Помогает обнаружить рак легких.

Диагностика рака специальными методами

Если жалобы пациента и предварительные исследования дают основания заподозрить онкологию, начинается целенаправленный поиск.

Онкомаркеры – вещества, которые выделяют злокачественные опухоли в процессе своей жизнедеятельности. Специфичность этих анализов может варьироваться как по органам (возможность определить, где именно находится новообразование), так и заболеваниям (какой именно тип рака).

Наличие онкомаркеров не всегда говорит о злокачественности болезни. Поэтому после получения положительного результата по какому-либо из них, обязательно назначают дополнительные обследования.

Чаще всего используются такие тесты:

РЭА (раковоэмбриональный антиген) – применяется в гинекологии для выявления опухолей матки, яичника, молочной железы.
АФП (альфа-фетопротеин) – служит для диагностики карцином, в частности, желудка и кишечника.
СА-125 – используется для ранней диагностики рака яичников, но также и других органов (груди, легких, печени).
СА-15-3 – маркер с относительно невысокой специфичностью по органам. Позволяет заподозрить рак груди, яичников, поджелудочной железы, разных отделов кишечного тракта.
ПСА (простатспецифический антиген) – тест новообразований предстательной железы.
СА-19-9 – служит для распознавания онкологии желудочно-кишечного тракта, и в особенности поджелудочной железы.
СА-242 – маркер высокочувствительный к раку желудка и кишечника.

Эти тесты выполняют также в профилактических целях, если пациент находится в группе риска.

Современная медицина располагает большим количеством неинвазивных и малоинвазивных методов, которые позволяют увидеть даже самые маленькие новообразования в труднодоступных местах.

Рентгенологическая диагностика:

Рентгеноскопия – изображение выводится на экран монитора в режиме реального времени. Позволяет отследить особенности работы органа. Чаще выполняются рентгеноскопические осмотры желудка, кишечника, легких.
Рентгенография – рентгеновский снимок органа. Примером рентгенографического исследования служит маммография (снимок молочной железы).
Компьютерная томография (КТ) – послойные рентгеновские снимки в разных плоскостях. При диагностике новообразования выполняется с введением контрастной жидкости, что дает возможность четко увидеть его контуры.
Мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ) – срезы органов выполняются при спиральном вращении рентгеновской трубки и постоянном движении стола, где находится пациент. Высокая разрешающая способность метода, тонкие срезы до 0,5мм, дают возможность обнаружить самые мелкие опухоли недоступные обычному КТ. При этом лучевая нагрузка на пациента не увеличивается.

Магнитно-резонансная томография

Принцип работы такой же, как у рентгеновского КТ – получение послойных изображений органов. Но работает оборудование МРТ на основе электромагнитных волн.

Ультразвуковое исследование

Метод основан на способности ультразвука по разному отражаться от разных тканей и жидких сред. Безболезненное недорогое исследование, которое позволяет выявить патологии большинства органов.

Ограничение методов

Рентгенологическое, магнитно-резонансное или ультразвуковое исследования дают возможность увидеть наличие опухоли, оценить ее форму размер и локализацию. Но, чтобы судить о злокачественном или доброкачественном ее характере нужен образец ее ткани, который можно взять только при эндоскопическом исследовании или в ходе хирургической операции.

Это исследование, выполняемое при помощи оптического прибора, который вводится внутрь полого органа или в ходе операции (лапароскопия). При помощи эндоскопа можно осмотреть состояние его стенок, удалить подозрительное новообразование или взять биологический образец для проведения цитологического или гистологического анализа.

К эндоскопической технике относятся:

лапароскопия;
гастроскопия;
гистероскопия;
колоноскопия;
бронхоскопия и т. д.

Если при эндоскопической процедуре была проведена операция или обнаружены подозрительные участки тканей, образец обязательно направляется на цитологическое или гистологическое исследование.

Гистологическое исследование – это изучение строения ткани под микроскопом, а цитологическое — клетки.

По результату этих анализов можно обнаружить наличие клеток с атипичной структурой, выявить их озлокачествление, определить вид и стадию опухоли. Цитологический анализ выполняется быстро, и его обычно используют в качестве скрининга. Для цитологии делают соскобы со слизистой оболочки органов (например, шейки матки), берут аспираты (жидкости), выполняют пункции лимфатических узлов, биопсии молочной и щитовидной желез.

Для проведения гистологии нужно больше времени и более сложное оборудование, но именно ее результат становится основанием для постановки окончательного диагноза.

Существует метод иммуногистохимии, который основан на связывании помещенных в образец ткани антител с соответствующими антигенами. Это очень информативный анализ, который способен выявлять недифференцируемые опухоли, метастазы из невыявленного первичного очага, а также прогнозировать дальнейшее развитие злокачественного процесса. Лабораторное оборудование для иммуногистохимии дорогое, поэтому возможность ее проведения существует не во всех клиниках.

Выявление рака различных органов

Выше были описаны способы, которые применяются при диагностике злокачественных заболеваний всех видов. Но каждый тип онкопатологии имеет свою специфику и локализацию, поэтому инструменты и методы их диагностики будут различаться. Ознакомимся с некоторыми из них.

Занимает первое место, как по распространению среди населения России, так и по смертности. Прогрессирует быстро, склонен к возникновению ранних метастаз.

Существует два вида этой болезни. Центральная, которая развивается в крупных бронхах, и периферическая – локализуется в бронхиолах и паренхиме легких. Симптомы центрального вида рака легких проявляются уже на ранних стадиях из-за уменьшения просвета бронхов, поэтому он достаточно хорошо диагностируется. А периферический тип долгое время протекает бессимптомно, и нередко выявляется на поздней стадии.

Техники определения рака легких:

Общеклинический анализ крови.
Флюорограмма.
Бронхоскопия с биопсией.
МРТ легких.
Плевроцентез с биопсией плеврального выпота.
Торакоскопия с забором материала.
Торакотомия с взятием образца ткани из основного новообразования и близлежащих лимфатических узлов. Это хирургическая операция, к которой прибегают в крайнем случае.

Широко применяются рентгенологические исследования. Но при периферическом раке они нередко выявляют болезнь уже на III–IV стадиях.

Может поражать женщин любого возраста, но гораздо чаще он встречается у пациенток после 40 лет и старше. При его выявлении на I–II стадиях возможно органосохраняющее лечение.

Для ранней диагностики рака молочной железы ежегодно нужно посещать гинеколога или онколога-маммолога. Выполнять профилактическую маммографию необходимо после 40 лет – раз в 2 года, после 50 – 1 раз в год. Более молодым женщинам рекомендовано регулярно проходить УЗИ молочной железы.

Каждая женщина должна периодически выполнять самообследование – это делается стоя перед зеркалом, а потом в положении лежа. Насторожить должно изменение формы груди, появление выделений из соска, пальпация уплотнений, изменение внешнего вида и структуры кожи груди.

Если первичная диагностика дает основание заподозрить рак груди, выполняются такие обследования:

Анализ крови на онкомаркер СА-15-3 и уровень эстрогенов.
КТ и МРТ груди.
Маммография с введением в молочные протоки контрастного вещества (дуктография).
Пункция молочной железы с цитологическим или гистологическим анализом.

В крупных онкологческих центах возможно выявление онкогенных мутаций, методами молекулярной генетики. Женщинам из группы риска есть смысл выполнить такой анализ.

Если человека беспокоят тошнота, рвота, схваткообразные боли в животе, кишечные колики, вздутие живота, запоры или поносы, недержание газов и кала, кровь и гной в кале – есть вероятность злокачественного процесса в кишечнике. Для его диагностики назначают такие процедуры:

УЗИ органов брюшной полости.
Анализ кала на скрытую кровь.
Тест крови на онкомаркер СА-19-9.

Опухоль может быть локализована в разных отделах кишечника.

Для обследования прямой кишки применяют ректороманоскопию. Этот способ позволяет увидеть участок протяженностью до 25 см, что существенно сокращает возможности метода.

Толстый кишечник диагностируют двумя способами – ирригоскопией и колоноскопией.

Ирригоскопия – рентгенография кишечника с применением контрастного вещества (барий).

Колоноскопия – эндоскопическая процедура осмотра стенок органа при помощи гибкой трубки с оптическим прибором.

Ирригоскопия переносится легче колоноскопии, но последняя позволяет выполнить биопсию. В нашей клинике есть возможность провести это исследование под наркозом.

Для уточнения локализации процесса и наличия метастаз может быть назначены ПЭТ-КТ и МРТ.

Как правило, выявляется на поздней стадии. Его ранние симптомы довольно смазаны – умеренные боли в животе, потеря веса, бледность кожных покровов. Обычно это списывают на проявления панкреатита или нарушения питания. Изменения биохимических показателей умеренны, онкологический маркер СА-19-9 на начальной стадии может не повыситься.

Для первичной диагностики используют УЗИ, КТ, МРТ поджелудочной железы.

Чтобы взять образец ткани, используют такие инструменты:

Жалобы на боли в области эпигастрия, стул и рвоту с кровью, тошноту, изжогу, отрыжку, потерю веса, могут свидетельствовать, как о язвенной болезни желудка, так и о раковой опухоли. В этом случае назначается:

Если у пациента были найдены бактерии Helicobacter pylori, это помещает его в зону риска по болезням желудка (гастриты, язва, рак). В этом случае требуется обязательное лечения антибиотиками, а также более тщательный контроль состояния ЖКТ.

Подавляющее большинство злокачественных заболеваний женской половой сферы протекает бессимптомно или с незначительными симптомами вплоть до поздних стадий. Поэтому их профилактика начинается с ежегодного гинекологического осмотра, независимо от наличия жалоб.

Обязательное первичное обследование – осмотр в кресле гинеколога с зеркалами. По его результатам врач предпринимает дальнейшие действия.

В рамках гинекологического осмотра врач берет у пациентки мазок на цитологию – это скрининг рака шейки матки и предраковых состояний. Если результаты мазка показали наличие атипичных или злокачественных клеток, выполняется кольпоскопия (эндоскопический осмотр слизистой оболочки шейки матки) со взятием образца измененных участков для гистологического анализа.

Технологии определения рака шейки матки:

Аспирационная биопсия полости матки.
Гистероскопия – осмотр цервикального канала и полости матки с помощью оптического прибора (гистероскопа) с забором биоматериала.
Диагностическое выскабливание.

Диагностируется такими методами:

Мануальный осмотр – ректовагинальный или влагалищный.
УЗИ яичников.
КТ и МРТ.
Тест на онкомаркеры.
Лапароскопия со взятием образца ткани.

Этот вид болезни склонен к метастазированию, поэтому часто поиск ведется и в других органах.

Чаще всего болеют мужчины старше 50, и особенно, 60 лет. Поэтому мужчинам старшего возраста обязательно нужно проходить профилактические осмотры простаты. Это же касается лиц из группы риска, особенно, учитывая, что ранние стадии протекают бессимптомно.

Ректальный пальцевый осмотр.
Анализ крови на онкомаркер ПСА.

При подозрении на онкопроцесс обследование продолжают такими инструментами:

Трансректальным УЗИ. Выполняется через прямую кишку пациента. Позволяет исследовать предстательную железу, семенные пузырьки, уретру и окружающие ткани.
Мультифокальной игольчатой биопсией под ультразвуковым контролем. Это наиболее надежный способ диагностики рака предстательной железы.

Заподозрить злокачественную опухоль почек можно на основании клинических тестов.

Это появлении в моче крови и атипичных клеток в сочетании с повышением СОЭ и уровня эритроцитов крови. Биохимия крови покажет увеличение количества кальция и трансаминазы.

Для дальнейшей диагностики применяют:

УЗИ почек и брюшной полости.
Контрастная рентгенография почки.
КТ почек.
Ретроградная пиелография. Это рентгенография почечной лоханки, которая выполняется с введением цистоскопа в мочевую систему и контрастного красителя в мочеточники. Рентгеновские снимки используются для визуализации движения красителя и функционирования системы.
Прицельная биопсия под контролем УЗИ.
Селективная почечная ангиография. Определяет почечно-клеточный рак. При новообразованиях лоханок не применяется.

Тесты на онкомаркеры при раке почек не информативны.

Эксперты-онкологи подтверждают необходимость массового внедрения такого вида диагностики.

Читайте также: