許多患者看到他們的腫瘤因藥物反應而縮小，只是讓他們在進化以抵御治療時復仇。腫瘤學家希望能夠快速檢測出患者體內出現的癌癥耐藥性，并確定腫瘤仍將對其作出反應的另一種藥物。
麻省理工學院和哈佛大學，馬薩諸塞州綜合醫院(MGH)，IBM研究院和其他組織的一組研究人員的一項新研究向前邁進了一步。研究人員研究了一種新的腫瘤取樣方法 - 液體活檢 - 來自患者的血液樣本，其中含有從腫瘤中脫落的DNA，稱為循環腫瘤DNA或ctDNA，可以進行分離和分析。
研究小組比較了治療胃腸癌但出現耐藥性的患者的液體和標準組織活檢組織的結果。今天發表在“自然醫學”雜志上的研究結果表明，液體活檢可以更準確地描述患者癌癥的遺傳多樣性以及腫瘤如何在分子水平上產生耐藥性。這一情況正在挑戰抗癌藥物耐藥性如何出現的觀點，這對治療具有重要意義。
“值得注意的是，我們發現我們分析的幾乎所有患者不僅同時發展了一種，而是多種耐藥機制，這可能比我們之前想象的更為常見，”該研究的共同資深作者Gad Getz說。 Broad的癌癥基因組計算分析小組和MGH癌癥中心腫瘤學的Paul C. Zamecnik主席。“這是一個真正的范式轉變，將迫使我們不僅重新思考抗癌藥物的抗生素學，而且還將重新思考我們未來如何在治療方面進行治療。”
結果可以解釋為什么癌癥一旦產生耐藥性就難以打敗。該研究還提出了潛在的耐藥性分子機制，這可能為新的和更個性化的治療指明道路。
組織活組織檢查是癌癥診斷的主要方法，但它們是侵入性的，并且只能在單個腫瘤中看到一個位置。然而，腫瘤細胞，甚至是附近的腫瘤細胞，在遺傳上可以彼此不同。液體活組織檢查結合了來自多個腫瘤病變的信息，是一種很有前景的替代方案，但在臨床上很少使用。
為了研究液體活檢在檢測癌癥中獲得性耐藥性中的效用，Getz，MGH和哈佛醫學院研究員Ryan Corcoran及其同事，包括第一作者Aparna Parikh，Ignaty Leshchiner和Liudmila Elagina，研究了42名接受靶向藥物治療的不同形式胃腸癌患者。當患者出現耐藥性跡象時，研究人員使用液體和組織活檢分析了他們的腫瘤。他們利用Broad研究所開發的一套計算工具(稱為PhylogicNDT)來分析腫瘤DNA及其抗性突變。液體和組織活檢的頭對頭比較顯示，在近80%的病例中，
“這項研究是迄今為止最大的直接比較液體活檢與癌癥抵抗環境中腫瘤活檢的研究，”Corcoran說。“我們的研究結果表明，液體活檢可能是評估患者腫瘤在對治療產生抗藥性后如何進化的首選臨床方式。”
對該研究中幾位患者的DNA進行分析并未顯示明確的耐藥機制。為了更多地了解這些案例，該團隊的IBM研究人員開發了機器學習算法，根據與耐藥性相關的共同或類似的遺傳改變模式將患者分組在一起。通過這樣做，研究人員能夠為這些病例建議可能的抵抗機制。
該研究是Broad Institute和IBM Research之間為期五年的合作的一部分，用于分析耐藥性發生前后的腫瘤，以發現驅動阻力的潛在機制。這項合作源于Gerstner家庭基金會支持的抗癌抗藥性和血液活檢項目。