يعد الحمض النووي للورم الموجود في الدم (Circulating Tumor DNA-ctDNA) من المؤشرات الحيوية التي أحدثت تطوراً مهماً في أبحاث تشخيص السرطان ومتابعته إذ يتيح تحليل أجزاء من المادة الوراثية التي تطلقها الخلايا السرطانية إلى مجرى الدم. وتكمن أهمية هذه التقنية في إمكانية الحصول على معلومات جزيئية عن الورم من خلال عينة دم بدلاً من الاعتماد في كل مرة على أخذ عينة مباشرة من نسيج الورم. ومع ذلك فإن دورها في الكشف المبكر عن السرطان يختلف عن دورها في تحديد خصائص الأورام المعروفة ومتابعة الاستجابة للعلاج ولا تزال بعض تطبيقاتها قيد الدراسة والتقييم السريري.
يوجد في الدم نوع من المادة الوراثية يعرف باسم الحمض النووي الحر خارج الخلايا (Cell-free DNA- cfDNA) ويتكون من أجزاء صغيرة من الـDNA تتحرر من الخلايا إلى الدورة الدموية غالباً نتيجة موت الخلايا وتجددها الطبيعي. وعندما يكون مصدر بعض هذه الأجزاء خلايا سرطانية يسمى الحمض النووي للورم الدوراني (ctDNA). فقد تتحرر هذه الأجزاء من الخلايا السرطانية أثناء موتها أو تحللها وتدخل إلى مجرى الدم حيث يمكن جمع عينة دم وفصل البلازما عنها ثم تحليل المادة الوراثية الموجودة فيها. لكن معظم الـcfDNA الموجود في دم الشخص قد يأتي من خلايا طبيعية لذلك يحتاج الكشف عن ctDNA إلى تقنيات قادرة على تمييز التغيرات المرتبطة بالورم وسط كمية كبيرة من المادة الوراثية الطبيعية.
يختلف ctDNA عن وجود خلية سرطانية كاملة في الدم فهو يمثل أجزاء من الحمض النووي تحمل بعض التغيرات الجينية أو الجزيئية المرتبطة بالورم. وقد تشمل هذه التغيرات الطفرات (Mutations) أو أنماطاً معينة من مثيلة الحمض النووي (DNA Methylation) وهي تعديلات كيميائية تساعد على تنظيم نشاط الجينات. وتستفيد الاختبارات من هذه العلامات للبحث عن إشارات قد تدل على وجود ورم أو لتحديد خصائص ورم تم تشخيصه سابقاً. ولا تحمل جميع الأورام التغيرات نفسها بل قد تختلف التغيرات بين أنواع السرطان بل وبين خلايا الورم الواحد لذلك يعتمد نجاح الاختبار على اختيار العلامات المناسبة ومدى قدرة التقنية على اكتشافها.
تعتمد اختبارات ctDNA على تقنيات جزيئية متقدمة تستطيع البحث عن كميات صغيرة جداً من المادة الوراثية في الدم. ومن أهم هذه التقنيات تفاعل البوليميراز المتسلسل الرقمي (Digital PCR) الذي يساعد على الكشف عن طفرات محددة حتى عندما تكون نسبتها منخفضة وتقنيات تسلسل الجيل التالي (Next-Generation Sequencing- NGS) التي تسمح بفحص عدد كبير من المناطق الجينية في الوقت نفسه والبحث عن تغيرات متعددة مرتبطة بالسرطان. كما يمكن تحليل أنماط مثيلة الـDNA أو دراسة خصائص أطوال أجزاء الـDNA وتوزيعها وهي خصائص قد تساعد على تمييز المادة الوراثية المرتبطة بالورم عن المادة الوراثية الطبيعية. ويعتمد اختيار التقنية على نوع السرطان والغرض من الفحص ومدى حساسية الاختبار.
إحدى أهم فوائد تحليل ctDNA هي المساعدة على تحديد التغيرات الجينية في الورم واختيار العلاج المناسب. فبعض الأورام تحمل طفرات تجعلها تستجيب لأدوية تستهدف بروتينات أو مسارات جزيئية محددة بينما ترتبط تغيرات أخرى بمقاومة بعض العلاجات. ويمكن أن يساعد تحليل الـDNA الدوراني في اكتشاف هذه التغيرات خصوصاً عندما يصعب الحصول على عينة نسيجية كافية أو عندما تكون إعادة أخذ خزعة من الورم صعبة. ومع ذلك فإن اكتشاف طفرة لا يعني تلقائياً وجود علاج مناسب لها إذ يجب تفسير النتيجة وفق نوع الورم وحالة المريض والأدلة السريرية المتاحة.
ويمكن أيضاً استخدام ctDNA لمتابعة استجابة الورم للعلاج. فعندما يكون الورم قادراً على إطلاق كميات قابلة للكشف من مادته الوراثية قد تنخفض مستويات ctDNA في الدم مع نجاح العلاج أو ترتفع إذا ازداد نشاط المرض. وتتيح هذه المتابعة المتكررة مراقبة التغيرات الجزيئية دون الحاجة إلى أخذ خزعة نسيجية في كل مرة. لكن كمية ctDNA لا تعتمد على حجم الورم وحده بل تتأثر أيضاً بمعدل تحرر الـDNA من الخلايا السرطانية وسرعة التخلص منه في الجسم لذلك لا ينبغي تفسير تغير مستواه بمعزل عن الفحوصات الأخرى والتقييم السريري.
ومن التطبيقات المهمة لهذه التقنية الكشف عن المرض المتبقي الضئيل (Minimal Residual Disease- MRD) أي بقاء أعداد قليلة جداً من الخلايا السرطانية بعد العلاج حتى عندما لا تظهر الفحوصات التصويرية دليلاً واضحاً على وجود الورم. فقد تكشف اختبارات ctDNA عن إشارات جزيئية تدل على احتمال بقاء المرض أو عودته مستقبلاً وفي بعض أنواع السرطان قد يظهر هذا المؤشر قبل أن يصبح الانتكاس واضحاً بالوسائل التقليدية. وتساعد هذه المعلومات على تقدير خطر عودة المرض لكن قرار إعطاء علاج إضافي أو تغيير الخطة العلاجية يجب أن يستند إلى الأدلة المعتمدة لكل نوع من السرطان لأن فائدة توجيه العلاج بناءً على MRD ليست مثبتة بالدرجة نفسها في جميع الحالات.
أما الكشف المبكر عن السرطان لدى الأشخاص الذين لا تظهر عليهم أعراض فهو من أكثر استخدامات ctDNA إثارة للاهتمام لكنه أيضاً من أكثرها تحدياً. فمن الناحية النظرية قد تتحرر أجزاء من DNA الورم إلى الدم قبل أن يصبح الورم كبيراً بما يكفي للكشف عنه بالتصوير. غير أن الأورام الصغيرة أو المبكرة قد تطلق كميات ضئيلة جداً من ctDNA بحيث لا يستطيع الاختبار اكتشافها. ولهذا فإن النتيجة السلبية لا تستبعد وجود السرطان كما أن النتيجة الإيجابية لا تثبت وحدها وجوده أو تحدد مكانه بالضرورة. وتُدرس حالياً اختبارات دم متعددة السرطانات تعتمد على الجمع بين أنماط جزيئية مختلفة لكن استخدامها بوصفها فحوصات مسح روتينية للأشخاص الأصحاء يحتاج إلى إثبات أن فوائدها تفوق مخاطر النتائج الخاطئة والفحوصات والتدخلات اللاحقة.
وعلى الرغم من الإمكانات الكبيرة لهذه التقنية فإن لها قيوداً علمية مهمة. فقد تظهر نتائج سلبية كاذبة عندما تكون كمية ctDNA أقل من قدرة الاختبار على الكشف أو عندما لا يحمل الورم التغير الجيني الذي يبحث عنه الفحص. وفي المقابل قد تظهر نتائج إيجابية لا تعود إلى الورم نفسه إذ يمكن لبعض خلايا الدم أن تكتسب تغيرات جينية مع التقدم في العمر في ظاهرة تعرف بتكون الدم النسيلي ذي الأهمية غير المحددة (CHIP). وقد تؤدي هذه التغيرات إلى تفسير خاطئ لبعض النتائج ما لم تستخدم وسائل مناسبة للتمييز بينها وبين الطفرات الصادرة عن الورم. كما قد تختلف نتائج تحليل الدم عن نتائج تحليل نسيج الورم بسبب اختلاف الطفرات بين الخلايا السرطانية أو محدودية كمية الـDNA المتاحة للتحليل.
ومن المهم أيضًا فهم أن تحليل ctDNA لا يستبدل الخزعة النسيجية (Tissue Biopsy) في جميع الحالات. فالخزعة تتيح فحص شكل الخلايا وتركيب الأنسجة وتساعد على تحديد نوع الورم وتشخيصه بينما يوفر تحليل ctDNA معلومات جزيئية عن التغيرات الموجودة في المادة الوراثية التي وصلت إلى الدم. لذلك قد تكمل التقنيتان إحداهما الأخرى إذ يمكن استخدام الخزعة لتشخيص الورم وتحديد خصائصه ثم الاستفادة من تحليل الدم للبحث عن تغيرات جينية قابلة للاستهداف أو لمتابعة تطور المرض. وإذا كانت نتيجة تحليل ctDNA سلبية رغم وجود اشتباه سريري قوي فقد يظل تحليل نسيج الورم ضرورياً متى أمكن الحصول عليه.
وبذلك يمثل الحمض النووي للورم الدوراني (ctDNA) تطوراً مهماً في الطب الدقيق لأنه يتيح الوصول إلى معلومات جزيئية عن السرطان من خلال عينة دم بسيطة نسبياً ويمكن أن يساعد في اختيار العلاج ومراقبة الاستجابة وتقدير احتمال عودة المرض في حالات محددة. لكن قيمته لا تكمن في كونه اختباراً يكشف جميع أنواع السرطان بدقة مطلقة بل في استخدامه ضمن السياق الطبي المناسب وبالاستناد إلى اختبارات موثوقة وأدلة سريرية واضحة. ومع استمرار تطور تقنيات التحليل والدراسات السريرية يُتوقع أن تتوسع تطبيقاته مع بقاء التحقق من دقته وفائدته الفعلية للمريض شرطاً أساسياً لاعتماده في الممارسة الطبية.