Генетические тесты

Как обнаружить рак: современные методы онкодиагностики

Как обнаружить рак: современные методы онкодиагностики

Скрининг и ранняя диагностика онкологических заболеваний — важный этап, от которого зависит успешность терапии. В этой статье рассказываем о том, какие методы врачи используют для постановки диагноза.

Содержание

Скрининг и ранняя диагностика

Чтобы терапия опухолевых заболеваний была наиболее эффективной, важно диагностировать болезнь как можно раньше. Для многих видов рака лучше всего начинать обследования до появления первых симптомов. Такие обследования входят в скрининг. Скрининговые программы отличаются в разных странах и регионах, потому что учитывают данные по заболеваемости и смертности в конкретном месте.

Пример скрининга для профилактики рака шейки матки — цитологические исследования мазков с поверхности шейки матки и цервикального канала, а для рака толстой кишки — эндоскопическое исследование.

Ранняя диагностика — случай, когда у пациента есть жалобы на здоровье. Исходя из этого специалист назначает обследования, чтобы поставить точный диагноз.

В этом случае врач ориентируется на показатели здоровья конкретного человека, а не на общий уровень заболеваемости населения. Подробнее про скрининг и раннюю диагностику мы писали в недавней статье.

ПЭТ-КТ

Один из самых эффективных и распространенных методов диагностики опухолей — это позитронно-эмиссионная томография или ПЭТ (ПЭТ-КТ). Этот метод называется так из-за того, что в ходе процедуры при распаде радиофармпрепарата происходит эмиссия — выделение — позитрона. Но обо всем по порядку.

Метод основан на компьютерной томографии (КТ) — визуализации органов с помощью рентгеновского излучения. Чтобы выделить среди органов новообразования, исследователи сочетают КТ с введением радиофармпрепаратов в кровь пациента.

Чаще всего для этого используют радиоактивный аналог глюкозы — фтордезоксиглюкозу. Ее молекулы переносятся по телу пациента с кровью и проникают в клетки, как «обычный» сахар.

Ключевое свойство опухолевых клеток, которое важно для этого метода диагностики, — усиленный метаболизм глюкозы. Из-за чего клетки накапливают куда больше радиоактивных молекул перед сканированием.

Когда радиоактивная глюкоза распадается, она излучает элементарные частицы — позитроны. В ПЭТ-КТ сканере есть специальные датчики, которые улавливают излучение. В это же время компьютерный томограф сканирует исследуемую область.

При совмещении информации, полученной с датчиков, и результатов компьютерной томографии, врач может увидеть опухолевые образования в теле пациента.

Периодичность и частоту таких исследований рассчитывают индивидуально, исходя из характеристик пациента.

МРТ

Еще один метод визуализации тканей и органов — магнитно-резонансная томография (МРТ).

В отличие от ПЭТ, МРТ не требует использования рентгеновского или ионизирующего излучения. Получение изображения при МРТ основано на магнитных свойствах ядер атомов в тканях.

Магнитные свойства — спины — есть у атомов водорода, углерода, фосфора.

При проведении исследования пациента помещают во внешнее магнитное поле, которое создается в аппарате, из-за чего атомы меняют свои спины.

Когда внешнее поле выключают, атомы возвращаются в прежнее состояние, выделяя энергию. Эту энергию регистрирует аппарат и обрабатывает ее в изображение. Контрастность изображения обеспечивается введением в кровь контрастирующих препаратов и скоростью восстановления спинов атомов – у каждой ткани она разная. Именно поэтому на МРТ лучше видно ткани, богатые водой и жиром, — в них много атомов водорода. К этим тканям относят мозг, кровеносную и пищеварительную систему.

МРТ безопаснее ПЭТ, поскольку не задействует ионизирующее излучение. Однако МРТ не может показать метаболической активности клеток, а такая информация критична для определения стадии развития опухоли и выбора терапии.

МРТ нельзя проводить пациентам с металлическими имплантатами из сплавов железа, которые сильно реагируют на магнитное поле. А вот тем, кто носит титановые или металлокерамические имплантаты волноваться не о чем.

Иммунохимический анализ кала на скрытую кровь

Этот тип исследования проводят, чтобы проверить пищеварительную систему на кровотечения, которые могут свидетельствовать о развитии опухоли. Например, одного из самых распространенных видов рака — рака толстой кишки.

Кровотечение при раке толстой кишки может пройти незамеченным для пациента, поэтому при помощи анализа кала на скрытую кровь болезнь можно выявить еще до появления симптомов.

Иммунохимический анализ кала на скрытую кровь основан на узнавании в образцах кала гемоглобина и его комплекса с гаптоглобином, который образуется при разрушении эритроцитов.

Чтобы выявить такие молекулы, используют синтетические антитела — белки, которые в естественных условиях иммунная система использует для узнавания молекул бактерий и вирусов.

При экспресс-тесте, связывание антител с компонентами крови вызывает окрашивание тест-полоски, что делает его простым для интерпретации. Тем не менее положительный результат далеко не всегда означает развитие опухоли, причиной могут стать кровотечения десен, прием кроверазжижающих препаратов или попадание в образец менструальной крови.

Методы анализа крови

Обычно геномная ДНК находится в ядрах клеток. При развитии опухоли клетки разрушаются быстрее, чем успеют переварить фрагменты молекул. Поэтому уже на ранних стадиях развития рака в крови пациентов можно обнаружить ДНК, которая отличается от генома нормальных тканей — циркулирующую опухолевую ДНК.

После выделения образцов крови с ДНК их могут направить на цифровую капельную ПЦР (полимеразную цепную реакцию) — метод, который позволяет выявить опухолевые маркеры, либо на установление последовательности ДНК — секвенирование.

Секвенирование занимает больше времени и часто дороже, но оно позволяет выявить уникальные свойства опухоли, которые могут помочь при дальнейшем лечении.

Кроме того, все большую популярность приобретают исследования на другие онкомаркеры — специфические антигены опухолей, которые (как при анализе на скрытую кровь) можно выявить при помощи антител.

К ним можно отнести, например, анализ на простат-специфический антиген (более известный как ПСА). Однако такие подходы не всегда служат надежным диагностическим критерием.

Также как и многие другие болезни, рак учатся распознавать не по одному маркеру в крови, а по целой композиции веществ или даже по микрофотографиям клеток крови. Анализ таких данных доверяют искусственному интеллекту — нейросетям, которые способны сопоставить сразу целые «портреты» данных.

На заметку

  • Для визуализации опухолей врачи используют ПЭТ-КТ — метод, основанный на ионизирующем излучении и МРТ — подход, анализирующий магнитные свойства атомов.
  • Для диагностики опухолей пищеварительной системы проводят анализ кала на скрытую кровь. Он помогает определить риск развития болезни еще до появления симптомов.
  • Один из методов онкодиагностики — анализ крови на маркеры опухолей (ДНК и специфические антигены). Новые методы могут предсказывать развитие болезни по целому набору данных, проанализированных с помощью искусственного интеллекта.

Чтобы выявить рак на ранней стадии, важно прислушиваться к своему организму и вовремя реагировать на его сигналы. Узнать больше о своих рисках развития онкологических заболеваний можно на сайте и у специалистов Центра молекулярной онкологии ОнкоАтлас.

Статьи о профилактике онкологических заболеваний в блоге:

Анна Муравьёва
Анна Муравьёва Биолог, научный журналист, магистрант Сколтеха

Рекомендуемые статьи

Избранные темы

Здоровье
125 статей
Генетика
98 статей
Образ жизни
82 статей
Микробиота
63 статей
Питание
56 статей
Гайды
34 статей
Новости
16 статей
Отзывы
6 статей
Курсы
3 статей
Онкология
Онкология
32 статей
Пищеварение
Пищеварение
19 статей