การตรวจชิ้นเนื้อของเหลวด้วยการวิเคราะห์การดัดแปลง RNA ตรวจพบมะเร็งลำไส้ใหญ่ระยะเริ่มต้นด้วยความแม่นยำ 95%

การตรวจชิ้นเนื้อด้วยของเหลว (Liquid Biopsy) คือการตรวจที่มองหาสัญญาณของมะเร็งโดยใช้การเจาะเลือดแบบง่ายๆ ต่างจากการตรวจชิ้นเนื้อแบบดั้งเดิมที่ต้องนำเนื้อเยื่อออก การตรวจชิ้นเนื้อด้วยของเหลวมักจะตรวจหาการกลายพันธุ์หรือการเปลี่ยนแปลงในชิ้นส่วนดีเอ็นเอจากเซลล์มะเร็งที่ไหลเวียนอยู่ในเลือด

แม้ว่าการตรวจชิ้นเนื้อด้วยของเหลวจะถือเป็นวิธีการตรวจหาและติดตามมะเร็งที่ไม่รุกรานและมีอนาคตที่ดี แต่วิธีนี้ไม่ได้ให้ความไวและความแม่นยำในระยะเริ่มแรกของโรค

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยชิคาโกได้พัฒนาวิธีการตรวจชิ้นเนื้อของเหลวที่มีความไวมากขึ้นซึ่งใช้ RNA แทน DNA เพื่อตรวจหามะเร็ง

การทดสอบนี้ใช้ตัวอย่างเลือดจากผู้ป่วยมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักเพื่อตรวจพบระยะเริ่มแรกของโรคได้แม่นยำถึง 95% ซึ่งเหนือกว่าวิธีการตรวจแบบไม่รุกรานเชิงพาณิชย์ที่มีอยู่เดิมอย่างมาก

ความยากลำบากในการวินิจฉัยในระยะเริ่มต้น

เมื่อเซลล์เนื้องอกตายลง เซลล์จะแตกสลายและปล่อยสารพันธุกรรมบางส่วนเข้าสู่กระแสเลือด การตรวจชิ้นเนื้อด้วยของเหลวแบบมาตรฐานจะใช้ดีเอ็นเอที่ลอยอยู่ในน้ำนี้ ซึ่งเรียกว่าดีเอ็นเอที่ปราศจากเซลล์หมุนเวียน (circulating cell-free DNA: cfDNA) เพื่อตรวจหามะเร็ง

อย่างไรก็ตาม ในระยะเริ่มแรกของโรค เมื่อเซลล์เนื้องอกยังคงเติบโตและเพิ่มจำนวนอย่างต่อเนื่อง จะมี cfDNA ในเลือดน้อยมาก

“นี่เป็นปัญหาสำคัญสำหรับการตรวจพบในระยะเริ่มต้น เนื่องจากมีปริมาณดีเอ็นเอของเนื้องอกในเลือดไม่เพียงพอ” ดร.ชวน เหอ ศาสตราจารย์เกียรติคุณด้านเคมีและศาสตราจารย์ด้านชีวเคมีและชีววิทยาโมเลกุลแห่งมหาวิทยาลัยชิคาโก กล่าว
“นี่เป็นปัญหาสำหรับเราทุกคนในการตรวจพบมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักในระยะเริ่มต้น ดังนั้นเราจึงตัดสินใจใช้ RNA แทน”

ดร. เขาเป็นผู้เขียนอาวุโสของการศึกษาเรื่อง "Modifications of microbiome-derived cell-free RNA in plasma discriminates colorectal cancer samples" ซึ่งตีพิมพ์ในNature Biotechnology

ทำไมต้อง RNA?

RNA คือรหัสพันธุกรรมรูปแบบกลางที่ทำหน้าที่คัดลอกและปฏิบัติตามคำสั่งของ DNA เพื่อสร้างโปรตีนที่เซลล์ต้องการ การตรวจ RNA เป็นตัวบ่งชี้ที่ดีถึงกิจกรรมของยีน เพราะการมี RNA อยู่แสดงว่าเซลล์กำลังทำงานและสร้างโปรตีนอย่างแข็งขัน

สำหรับการศึกษาวิจัยใหม่นี้ นักศึกษาระดับปริญญาตรี Cheng-Wei Ju และ Li-Sheng Zhang อดีตนักวิจัยหลังปริญญาเอกในห้องทดลองของ He (ปัจจุบันเป็นศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีฮ่องกง) ได้เริ่มศึกษาวิจัยความเป็นไปได้ในการใช้ RNA ปลอดเซลล์หมุนเวียน (cfRNA) แทน cfDNA ในการวินิจฉัยและตรวจหาโรคมะเร็ง

การศึกษาไมโครไบโอม

การศึกษาแสดงให้เห็นว่าเราไม่เพียงแต่สามารถวัดการดัดแปลง cfRNA จากเซลล์มนุษย์ได้เท่านั้น แต่ยังสามารถตรวจจับ RNA จากจุลินทรีย์ในลำไส้ได้อีกด้วย แบคทีเรียหลายพันล้านตัวอาศัยอยู่ร่วมกับเราในระบบย่อยอาหาร และการทำงานของแบคทีเรียเหล่านี้ก็เปลี่ยนแปลงไปเมื่อตรวจพบมะเร็งเช่นกัน

“เราพบว่า RNA ที่จุลินทรีย์ปล่อยออกมามีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างผู้ป่วยมะเร็งและคนปกติ” ดร. เฮ กล่าว
“ในลำไส้ เมื่อเนื้องอกเริ่มเติบโต ไมโครไบโอมข้างเคียงจะปรับโครงสร้างใหม่เพื่อตอบสนองต่อการอักเสบ และสิ่งนี้ส่งผลกระทบต่อจุลินทรีย์ที่อยู่รอบๆ”

ประชากรไมโครไบโอมมีการสร้างใหม่เร็วกว่าเซลล์มนุษย์มาก โดยมีเซลล์ตายและปล่อยชิ้นส่วน RNA เข้าสู่กระแสเลือดมากกว่า ซึ่งหมายความว่าการทดสอบที่วัดการดัดแปลง RNA ของจุลินทรีย์สามารถตรวจพบกิจกรรมของเนื้องอกที่อาจเกิดขึ้นได้เร็วกว่าการทดสอบที่ใช้ DNA ของเซลล์เนื้องอกมนุษย์มาก

ผลลัพธ์

• การทดสอบเชิงพาณิชย์ที่มีอยู่ซึ่งวัด DNA หรือ RNA ในอุจจาระมีความแม่นยำประมาณ 90% ในมะเร็งระยะลุกลาม แต่ความแม่นยำจะลดลงต่ำกว่า 50% ในระยะเริ่มต้น

• การทดสอบใหม่ที่ใช้การดัดแปลง RNA แสดงให้เห็นความแม่นยำโดยรวมเกือบ 95% รวมถึงความแม่นยำสูงในระยะเริ่มแรกของมะเร็ง

“นี่เป็นครั้งแรกที่การดัดแปลง RNA ถูกนำมาใช้เป็นไบโอมาร์กเกอร์สำหรับมะเร็ง และได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความน่าเชื่อถือและมีความไวมากกว่าการวัดระดับ RNA มาก” ดร. เฮ กล่าว
“ความสามารถในการตรวจจับมะเร็งในระยะเริ่มแรกนี้เป็นสิ่งที่ไม่เคยมีมาก่อน”