סרטן הריאה גובה יותר חיים מכל סוג אחר של סרטן בעולם. אבל המאבק בו אינו מתחיל בחדר הטיפולים, אלא הרבה קודם לכן - ברגע שבו מצליחים לזהות את המחלה. בשנים האחרונות חלה התקדמות אדירה בטיפול בסרטן הריאה, אך סיכויי ההצלחה תלויים במידה רבה במועד האבחון: ככל שהמחלה מתגלה מוקדם יותר, כך גדלים הסיכויים לטפל בה בהצלחה. לכן, לצד פיתוחם של טיפולים חדשים, מתנהל מרוץ חשוב לא פחות - למצוא דרכים לזהות את הסרטן כבר בשלביו הראשונים, עוד לפני שהוא גורם לתסמינים משמעותיים.
סרטן הריאה אינו מחלה אחת, אלא נחלק לשתי קבוצות עיקריות: סרטן ריאה של תאים שאינם קטנים (NSCLC), שהוא הסוג השכיח ביותר, וסרטן ריאה של תאים קטנים (SCLC), שנחשב לאגרסיבי יותר. עישון הוא גורם הסיכון המרכזי, אך המחלה עלולה להתפתח גם אצל אנשים שמעולם לא עישנו, בין היתר בעקבות חשיפה לעישון פסיבי, לזיהום אוויר, לגז ראדון או לחומרים מסוכנים במקום העבודה, ובמקרים מסוימים גם בשל נטייה גנטית.
גלריה
במקום לרצף את ה-DNA, השיטה קוראת את "טביעת האצבע" הכימית שלו באמצעות אור
(צילום/גרפיקה: אוניברסיטת תל אביב)
אחד האתגרים הגדולים בהתמודדות עם סרטן הריאה הוא שבשלביו המוקדמים הוא עלול להתפתח בשקט, ללא תסמינים. כאשר התסמינים מופיעים, הם עשויים לכלול שיעול ממושך, קוצר נשימה, כאבים בחזה, שיעול דמי או ירידה בלתי מוסברת במשקל. זו אחת הסיבות לכך שהמחלה מתגלה לא פעם רק בשלבים 3 או 4, שבהם הטיפול מורכב יותר.
אפשרויות הטיפול כוללות ניתוח, הקרנות, כימותרפיה, טיפולים ביולוגיים, אימונותרפיה ושילובים ביניהם. הבחירה בטיפול תלויה בסוג הגידול, בשלב המחלה ובמאפייניו של המטופל.
לזהות את הסרטן דרך הדם
הכלי המרכזי שעומד כיום לרשות הרופאים לאבחון מוקדם של סרטן הריאה הוא בדיקת CT במינון קרינה נמוך. הבדיקה כבר הוכחה כמפחיתה תמותה, אך ליתרונותיה מתלווה גם מחיר: היא יקרה, ובמקרים לא מעטים ממצא שמעורר חשד מתברר לבסוף כשפיר. בדרך עלולים הנבדקים לעבור בדיקות נוספות, ולעיתים אפילו ביופסיות או הליכים פולשניים, שבדיעבד מתברר כי לא היה בהם צורך.
פרופ' יובל אבנשטייןצילום: אוניברסיטת תל אביבעל הרקע הזה הולך ומתפתח בשנים האחרונות תחום מבטיח נוסף: "ביופסיה נוזלית". במקום להגיע אל הגידול וליטול ממנו דגימה, מנסים החוקרים לזהות את העקבות שהוא מותיר בדם. הם עושים זאת באמצעות DNA חופשי, הנע במחזור הדם ומשתחרר, בין היתר, גם מתאים סרטניים.
הרעיון נשמע פשוט, אך הטכנולוגיה הקיימת עדיין אינה כזאת. מרבית הבדיקות בתחום מבוססות על ריצוף DNA - תהליך מתקדם, יקר ומורכב, הדורש גם תשתיות חישוביות מתאימות. מכאן נולדה השאלה שעמדה בבסיס המחקר שלנו: האם אפשר להפיק מאותה דגימת דם מידע ביולוגי משמעותי בדרך פשוטה וזולה יותר, ולהפוך בדיקות כאלה לנגישות הרבה יותר?
כדי לענות על השאלה הזאת, פיתחנו באוניברסיטת תל אביב דרך אחרת לקרוא את המידע הטמון ב-DNA. במקום לרצף אותו, השיטה שלנו מזהה את החתימה הסרטנית באמצעות אור - ובעלות הנמוכה מעשירית מעלותה של בדיקה המבוססת על ריצוף. בלב השיטה עומד תהליך כימי שפיתחנו, שמצמיד מולקולות פולטות אור לשינויים סרטניים ב-DNA. את האותות שהן יוצרות ניתן לקרוא ולאפיין באמצעות שבב DNA ייעודי שפותח לסרטן הריאה.
המחקר נולד משיתוף פעולה רחב בין חוקרים מבית הספר לכימיה ומהמחלקה להנדסה ביו-רפואית באוניברסיטת תל אביב, מחברת JaxBio Technologies, מהמרכז הרפואי בני ציון, מבית החולים האנגלי בנצרת, מהמרכז הרפואי שיבא ומאוניברסיטת בר-אילן. הממצאים פורסמו בכתב העת Nature Precision Oncology.
"טביעת אצבע" כימית של הגידול
השיטה שפיתחנו אינה מחפשת סימן גנטי יחיד או מוטציה מסוימת. היא מחפשת תבנית שלמה - מעין "טביעת אצבע" כימית של הגידול, שנוצרת משילוב של אתרים המזוהים עם סרטן. התהליך מתחיל בהפקת DNA חופשי מדגימת הדם ובסימונו באמצעות חומר פלואורסצנטי. לאחר מכן מניחים אותו על שבב DNA ייעודי וסורקים אותו באמצעים אופטיים. התוצאה היא דפוס של נקודות אור המזכיר קוד QR. מודל חישובי קורא את הדפוס ומנסה לזהות אם מסתתרת בו החתימה האופיינית לסרטן הריאה.
במחקר השתתפו 103 בני אדם: 51 חולי סרטן הריאה ו-52 נבדקי ביקורת בריאים. לאחר שאימנו את המודל, גיבשנו חתימה המבוססת על 170 אזורים בגנום. בשלב הבא בחנו אותה בניתוח עיוור על קבוצת אימות נפרדת, שהמודל לא הכיר קודם לכן.
התוצאות היו מעודדות. בקרב חולים בשלבים 2 עד 4 של המחלה, הבדיקה זיהתה נכון 93.1% ממקרי הסרטן - נתון המבטא את רגישותה. במקביל, היא סיווגה נכון 90.3% מהנבדקים הבריאים - נתון המבטא את סגוליותה. נוסף על כך, הבדיקה הצליחה להבחין בין שני תתי-הסוגים המרכזיים של סרטן הריאה.
הבדיקה החדשה מזהה בדגימת הדם דפוסי אור האופייניים לסרטן הריאה. מימין למטה: נבדק עם סרטן. משמאל למטה: נבדק בריא
(צילום/גרפיקה: אוניברסיטת תל אביב)
אבל האבחון הוא רק נקודה אחת לאורך הדרך. ביקשנו לבדוק אם אותה "טביעת אצבע" ביולוגית עשויה בעתיד לספק מידע גם על השאלה שמעסיקה כל מטופל במהלך הטיפול: האם הטיפול אכן עובד?
במחקר קיבלנו רמז ראשוני לכך. אצל מטופל שהגיב לטיפול השתנתה החתימה של ה-DNA והתקרבה לזו שנמצאה אצל נבדקים בריאים. לעומת זאת, אצל מטופל שלא הגיב לטיפול, החתימה כמעט שלא השתנתה. זהו ממצא מסקרן, אבל בשלב הזה הוא עדיין רק רמז. התוצאה מבוססת על מספר קטן מאוד של מטופלים, ולכן אי אפשר להסיק ממנה מסקנות רחבות. מחקרים גדולים יותר יצטרכו לבחון אם השיטה אכן יכולה לשמש בעתיד גם למעקב אחר תגובת המטופלים לטיפול.
בדיקת דם פשוטה, מהירה ונגישה יותר
חשוב לומר זאת בבירור: הבדיקה שפיתחנו אינה אמורה להחליף את בדיקות ה-CT, והיא עדיין אינה מוכנה לשימוש רפואי שגרתי. כדי להגיע לשם נצטרך לאמת את הממצאים במחקרים גדולים יותר, לבחון את השיטה באוכלוסיות מגוונות ולבדוק עד כמה היא יעילה גם בזיהוי המחלה בשלביה המוקדמים.
הסיבה לאופטימיות אינה שהדרך כבר הסתיימה, אלא שהכיוון נראה מבטיח. אחד היתרונות המרכזיים של הגישה הוא השילוב בין פשטות, מהירות ועלות נמוכה. כיום אפשר להשלים את הבדיקה בתוך יומיים עד שלושה, בעלות של כ-60 דולר לדגימה. אם מחקרים נוספים יאשרו את הממצאים, היא תוכל בעתיד להצטרף לבדיקות ההדמיה ככלי משלים, לסייע באבחון מוקדם של סרטן הריאה ואולי גם לעזור לרופאים לעקוב אחר הצלחת הטיפול.
הבדיקה עדיין נמצאת בשלבי מחקר ואינה מיועדת בשלב זה לשימוש רפואי שגרתי
(צילום/גרפיקה: אוניברסיטת תל אביב)
זהו למעשה החזון שלנו: להפוך בדיקות דם לאבחון סרטן לנגישות, מהירות וזולות יותר, בלי להתפשר על הדיוק. המטרה אינה להחליף את הכלים הקיימים, אלא להוסיף לרופאים שכבה נוספת של מידע ביולוגי שתסייע להם בקבלת החלטות. בעתיד, בדיקת דם פשוטה עשויה לספק מידע שכיום דורש טכנולוגיות מורכבות ויקרות הרבה יותר.
כדי לקדם את הטכנולוגיה לעבר שימוש רפואי, הוקמה עם האוניברסיטה חברת JaxBio Technologies. החברה גייסה 12 מיליון דולר ועורכת בימים אלה ניסויים קליניים לבחינת הבדיקה בכמה בתי חולים בישראל ובאירופה.
הדרך מתגלית מדעית לכלי שנמצא בשימוש במרפאה עוד ארוכה, ומחקרים נוספים יצטרכו להראות שהגישה אכן מדויקת, אמינה ומועילה גם בתנאים קליניים. אם נצליח בכך, נוכל להרחיב את אפשרויות האבחון והמעקב אחר חולי סרטן הריאה ולהנגיש אותן לאנשים רבים יותר. לעיתים פריצות הדרך הגדולות ברפואה אינן נולדות מטכנולוגיה מורכבת יותר, אלא דווקא מהיכולת להשיג את אותו מידע בדרך פשוטה ונגישה יותר.
