Dấu ấn sinh học cấp thiết của ung thư thực quản

Phép đo khối phổ-phản ứng chuyển proton (Proton Transfer Reaction-Mass Spectrometry) là phương pháp sử dụng hơi thở để kiểm tra bệnh nhân có bị ung thư thực quản hay không.

1. Các dấu ấn sinh học cấp thiết của ung thư thực quản

1.1 Dấu ấn sinh học trong máu

Các tự kháng thể đã thu hút sự hấp dẫn như là dấu hiệu huyết thanh học đối với ung thư thực quản, do tính ổn định và tồn tại của chúng trong các mẫu huyết thanh. Với những cải tiến trong công nghệ phát hiện kháng thể nâng cao giới hạn phát hiện, ngày càng có nhiều quan tâm đến công dụng của tự kháng thể như là dấu ấn sinh học chẩn đoán và tiên lượng cho ung thư thực quản. Có lẽ được nghiên cứu toàn diện nhất là gen ức chế khối u, TP53 . Sản phẩm protein của TP53 là một phosphoprotein hạt nhân và trong huyết tương người bình thường, protein TP53 và kháng thể chống p53 không có.

1.2 Vai trò của chuỗi miRNA

miRNA là RNA sợi đơn, không mã hóa có thể điều chỉnh sự biểu hiện của gen và protein . miRNA được biểu hiện nhiều ở dạng ổn định, với mức độ nhất quán cao giữa các cá thể trong nhiều loại dịch ngoại bào bao gồm huyết thanh và huyết tương, và đã thu hút sự chú ý như là dấu ấn sinh học cho bệnh ung thư và bệnh tật. Các nghiên cứu gần đây đã báo cáo các miRNA tuần hoàn trong huyết tương / huyết thanh là dấu hiệu chẩn đoán và tiên lượng tiềm năng trong một số bệnh ung thư đường tiêu hóa – vảy thực quản, ung thư biểu mô tuyến thực quản, dạ dày và đại trực tràng. Mặc dù vẫn còn là một lĩnh vực nghiên cứu mới nổi, các phân tích tổng hợp gần đây đã làm nổi bật tiềm năng của các miRNA lưu hành trong việc phát hiện ung thư.

Sợi đơn miRNA sẽ là dấu ấn triển vọng trong chẩn đoán ung thư thực quản

1.3 Vai trò của các dấu ấn sinh học từ hơi thở

Phân tích hơi thở thể hiện một phương thức hấp dẫn để phát hiện sớm ung thư, vì nó hoàn toàn không xâm lấn, tương đối rẻ so với các phương pháp thông thường và cung cấp kết quả nhanh chóng sau khi thu thập mẫu. Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi trong hơi thở (VOC) như là dấu ấn sinh học của bệnh tật đã được công nhận từ thời Hippocrates ở Hy Lạp cổ đại, người đã mô tả gan thai nhi và bào thai trong chuyên luận về mùi thơm hơi thở và bệnh tật. Hiện nay, người ta biết rằng một hơi thở của con người là một hỗn hợp khí phức tạp của hơn 2000 VOCs duy nhất, đại diện cho một kho chứa các dấu ấn sinh học ung thư tiềm năng. Các VOC trong hơi thở đã cho thấy công dụng lâm sàng như là dấu ấn sinh học có thể có đối với phổi, vú, tuyến tiền liệt, đại trực tràng, dạ dày và gần đây là bệnh ung thư thực quản.

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, ankan trong hơi thở có liên quan đến ung thư, có lẽ là một sản phẩm sinh học của con đường stress oxy hóa. Breath ethane trước đây đã được nghiên cứu trong ung thư biểu mô tế bào vảy thực quản giai đoạn cuối và ung thư biểu mô tuyến, không có sự khác biệt so với đối chứng khỏe mạnh . Các công nghệ tiên tiến hơn đã được sử dụng để xác định đặc điểm của VOCs liên quan đến ung thư thực quản. Phân tích không gian đầu của nước tiểu và chất chứa trong dạ dày từ bệnh nhân ung thư thực quản bằng phương pháp khối phổ ống dòng ion đã chọn đã xác định được một số VOC được điều chỉnh khác biệt so với nhóm chứng khỏe mạnh. Tuy nhiên, không có nhóm VOCs chiếm ưu thế trong nhóm ung thư.

Phân tích hơi thở thể hiện một phương thức hấp dẫn để phát hiện sớm ung thư

1.4 Test hơi thở – phương tiện mới trong chẩn đoán ung thư thực quản

Nghiên cứu phân tích hơi thở đầu tiên để xác định VOC trong hơi thở trong ung thư đã xác định kiểu biểu hiện trội của phenol, với phenol, metyl phenol, ethyl phenol và axit hexanoic tăng đáng kể trong ung thư thực quản so với nhóm chứng khỏe mạnh. Trong nghiên cứu toàn diện nhất cho đến nay, Kumar và cộng sự đã điều tra VOCs trong hơi thở trong ung thư biểu mô tế bào vảy thực quản, ung thư biểu mô tuyến thực quản, thực quản Barrett, tình trạng lành tính và ung thư biểu mô tuyến dạ dày, so với đối chứng khỏe mạnh. Tổng cộng 12 VOC, bao gồm phenol, aldehyde và axit béo được xác định là có khả năng phân biệt đối với ung thư thực quản và ung thư dạ dày so với đường tiêu hóa trên (GI) bình thường.

Ngoài ra, các tác giả nhận thấy hồ sơ VOC phân biệt ung thư với chuyển sản Barrett và với các tình trạng lành tính của đường tiêu hóa trên (bao gồm viêm thực quản, hẹp thực quản và nhiễm nấm Candida thực quản). Phát triển một mô hình dự đoán rủi ro, các tác giả đã báo cáo tám yếu tố dự báo quan trọng cho ung thư biểu mô tuyến: decanal, nonanal, phenol, ethyl phenol, metyl phenol, axit hexanoic, heptanal và axit butyric, với độ nhạy và độ đặc hiệu lần lượt là 98% và 91,7% khi so sánh với đường tiêu hóa trên bình thường. Hơn nữa, mô hình đã phân biệt chính xác ung thư biểu mô tuyến thực quản với các nhóm chứng không phải ung thư (tình trạng lành tính, chuyển sản Barrett và đường tiêu hóa trên bình thường), với độ nhạy và độ đặc hiệu lần lượt là 87,5% và 82,9%. Điều thú vị là không có sự khác biệt về VOCs được phát hiện giữa ung thư giai đoạn đầu và giai đoạn cuối, hoặc giữa kích thước khối u và nồng độ VOCs.

1.5 Vai trò của phép đo khối phổ-phản ứng chuyển proton – một phương pháp test hơi thở mới để chẩn đoán ung thư thực quản

Nguyên lý máy đo khối phổ-phản ứng chuyển proton

Phép đo khối phổ-phản ứng chuyển proton gần đây đã được sử dụng để xác định VOC trong hơi thở trong một nghiên cứu nhỏ trên bệnh nhân ung thư Trung Quốc. Mặc dù nghiên cứu không phân biệt giữa ung thư biểu mô tế bào vảy thực quản và ung thư biểu mô tuyến thực quản, các tác giả đã báo cáo 20 đỉnh ion trong khối phổ đầy đủ khác biệt đáng kể ở bệnh nhân ung thư so với nhóm chứng khỏe mạnh. Sử dụng phân tích phân biệt từng bước, các tác giả đã xác định được bảy ion có khả năng phân biệt cao đối với ung thư. Ngược lại với nghiên cứu của Kumar và cộng sự các tác giả cũng gợi ý rằng mô hình dự đoán của họ phân biệt được ung thư giai đoạn sớm và giai đoạn cuối. Tuy nhiên, những diễn giải này nên được cân đối cẩn thận với số lượng nhỏ người tham gia được sử dụng trong nghiên cứu.

Dụng cụ đo khối phổ-phản ứng chuyển proton

2. Kết luận

Lĩnh vực phân tích hơi thở và khí mới phát triển gần đây để phát hiện ung thư đại diện cho một cách tiếp cận hoàn toàn không xâm lấn để phát hiện sớm và liên tục sàng lọc những người có nguy cơ. Với những cải tiến về độ nhạy của công nghệ phát hiện VOC, rất có thể nhóm các dấu hiệu sinh học về hơi thở và mùi có thể sẽ tăng lên đáng kể. Mặc dù có tương đối ít nghiên cứu điều tra các dấu ấn sinh học về hơi thở trong ung thư thực quản, nhưng các mô hình dự đoán ban đầu đã cho thấy một số hứa hẹn. Tiến tới trong lĩnh vực đang phát triển nhanh chóng này, điều quan trọng là phải sử dụng các phương pháp tiếp cận tiêu chuẩn để thu thập mẫu hơi thở, để giảm thiểu sự không đồng nhất trong nghiên cứu. Hơn nữa, với rất ít bằng chứng chứng minh nguồn gốc sinh học của VOC.

Khi tỷ lệ mắc ung thư thực quản tiếp tục gia tăng trên toàn thế giới, các công cụ chẩn đoán và tiên lượng mới là cần thiết để cải thiện khả năng sống sót và quản lý lâm sàng trực tiếp. Những tiến bộ đang được thực hiện trong các dấu ấn sinh học không xâm lấn và tối thiểu mới đại diện cho một bộ các xét nghiệm phụ trợ có thể phân tầng bệnh nhân để nội soi và các phương thức hình ảnh khác, cuối cùng dẫn đến cải thiện chăm sóc bệnh nhân. Mặc dù không chắc sẽ có một dấu ấn sinh học “viên đạn bạc” duy nhất, nhưng kịch bản có khả năng xảy ra nhất sẽ bắt nguồn từ các thuật toán dự đoán dựa trên nhiều dấu ấn sinh học, cũng có thể bao gồm kết hợp phân tích máu và hơi thở.