Obrazowanie biomarkera

Biomarker obrazowania to cecha biologiczna lub biomarker wykrywalny na obrazie. W medycynie biomarker obrazowania to cecha obrazu istotna dla diagnozy pacjenta. Na przykład wiele biomarkerów jest często używanych do określania ryzyka raka płuc . Po pierwsze, prosta zmiana w płucu wykryta za pomocą prześwietlenia , tomografii komputerowej lub rezonansu magnetycznego może nasuwać podejrzenie nowotworu . Sama zmiana służy jako biomarker, ale najdrobniejsze szczegóły zmiany służą również jako biomarkery i mogą być wspólnie wykorzystane do oceny ryzyka nowotworu. Niektóre z biomarkerów obrazowania stosowanych w guzków płucnych obejmują rozmiar, spikulację, zwapnienie, kawitację, lokalizację w płucach, tempo wzrostu i tempo metabolizmu. Każda informacja z obrazka reprezentuje prawdopodobieństwo . Spikulacja zwiększa prawdopodobieństwo, że zmiana jest rakiem. Powolne tempo wzrostu wskazuje na łagodność. Zmienne te można dodać do historii pacjenta, badania fizykalnego, badań laboratoryjnych i patologii, aby uzyskać proponowaną diagnozę. Biomarkery obrazowania można mierzyć za pomocą kilku technik, takich jak CT, elektroencefalografia , magnetoencefalografia i MRI.

Historia

Biomarkery obrazowania są tak stare jak samo zdjęcie rentgenowskie . Cecha zdjęcia rentgenowskiego, która przedstawia jakąś patologię, została po raz pierwszy nazwana „znakami Roentgena” na cześć odkrywcy promieni rentgenowskich Wilhelma Röntgena . Ponieważ dziedzina obrazowania medycznego rozwijała się i rozszerzała, obejmując liczne metody obrazowania, biomarkery obrazowania również rosły, zarówno pod względem ilości, jak i złożoności, a ostatecznie w obrazowaniu chemicznym .

Biomarkery obrazowania ilościowego

Biomarkery obrazowania ilościowego (QIB) to obiektywna charakterystyka uzyskana z obrazu in vivo mierzona w skali proporcji lub przedziału jako wskaźniki normalnych procesów biologicznych, procesów patogennych lub odpowiedzi na interwencję terapeutyczną . przewagą QIB nad jakościowymi biomarkerami obrazowania jest to, że lepiej nadają się do stosowania w obserwacji pacjentów lub w badaniach klinicznych. Przykładami często stosowanych QIB są RECIST , mierzące ewolucję wielkości guza w celu oceny odpowiedzi na leczenie pacjentów z rakiem, skan Nuchala używany do prenatalnych badań przesiewowych lub oceny obciążenia zmianami chorobowymi i atrofii mózgu u pacjentów ze stwardnieniem rozsianym .

Zastosowanie w badaniach klinicznych

badania kliniczne są jednym z najcenniejszych źródeł danych w medycynie opartej na dowodach. Aby lek, urządzenie lub procedura zostały zatwierdzone do regularnego stosowania w Stanach Zjednoczonych, muszą przejść rygorystyczne testy kliniczne i wykazać wystarczającą skuteczność. Niestety badania kliniczne są również niezwykle kosztowne i czasochłonne. Punkty końcowe, takie jak zachorowalność i śmiertelność, są używane jako miary do porównywania grup w ramach badania klinicznego. Najbardziej podstawowy punkt końcowy stosowany w badaniach klinicznych, śmiertelność, wymaga lat, a czasem dziesięcioleci obserwacji, aby uzyskać wystarczającą ocenę. Zachorowalność, choć potencjalnie szybsza do zmierzenia niż śmiertelność, może być również bardzo trudnym do zmierzenia klinicznie punktem końcowym, ponieważ często jest bardzo subiektywna. Oto niektóre z powodów, dla których biomarkery są coraz częściej wykorzystywane w badaniach klinicznych do wykrywania subtelnych zmian fizjologicznych i patologicznych, zanim zostaną one wykryte klinicznie. Biomarkery działają jak zastępcze punkty końcowe . Wykazano, że stosowanie zastępczych punktów końcowych znacznie skraca czas i zasoby wykorzystywane w badaniach klinicznych. Ponieważ zastępcze punkty końcowe pozwalają naukowcom ocenić marker, a nie pacjenta, pozwala to uczestnikom działać jako ich własna kontrola, aw wielu przypadkach pozwala na łatwiejsze zaślepienie.

Oprócz zastępczych punktów końcowych biomarkery obrazowe mogą być stosowane jako klasyfikatory predykcyjne , pomagające w wyborze odpowiednich kandydatów do określonego leczenia. Klasyfikatory predykcyjne są często stosowane w obrazowaniu molekularnym w celu zapewnienia odpowiedzi enzymatycznej na leczenie.

Zatwierdzenie przez FDA zastępczych punktów końcowych

Kongres Stanów Zjednoczonych oraz Agencja ds. Żywności i Leków uznały wartość obrazowania biomarkerów, o czym świadczą niedawne działania zachęcające do ich stosowania. Ustawa o modernizacji FDA z 1997 r. została wprowadzona w celu usprawnienia procesu regulacyjnego dotyczącego produktów medycznych. Sekcja 112 ustawy daje wyraźne upoważnienie do udzielania przyspieszonej zgody na leki stosowane w leczeniu poważnych schorzeń, o ile wykazano, że mają one wpływ na zastępczy punkt końcowy, który w uzasadniony sposób wskazuje na korzyść kliniczną. Inne przepisy umożliwiają monitorowanie produktów po dopuszczeniu do obrotu w celu zapewnienia skuteczności zastępczych punktów końcowych i wymagają od FDA ustanowienia programu promującego rozwój i stosowanie zastępczych punktów końcowych w przypadku poważnych chorób. Chociaż ustawa nie wspomina konkretnie o stosowaniu zastępczych punktów końcowych dla wyrobów medycznych, art. 205 wymaga, aby przy ich zatwierdzaniu stosowano „najmniej uciążliwe niezbędne środki”. Sformułowanie jest znacznie bardziej ogólne niż przepis dotyczący środków farmaceutycznych, ale jest to ogólnie przyjęte zastępcze punkty końcowe często kwalifikują się jako „najmniej uciążliwe środki”.

Kwalifikacja i walidacja

Zrozumienie znaczenia klinicznego określonych biomarkerów może być trudnym procesem. Istnieją dwa etapy certyfikacji, aby w pełni ustanowić zastępczy punkt końcowy : kwalifikacja i walidacja. Aby biomarker został zakwalifikowany, musi przejść przez nieco formalny proces kwalifikacji. Aby zakwalifikować biomarker obrazowania do określonego zastosowania, należy złożyć wniosek do IPRG. Zespół przeglądu kwalifikacji biomarkerów, rekrutowany z działów przeglądu nieklinicznego i klinicznego, ocenia kontekst i dostępne dane dotyczące biomarkera. Oceniają również metody i wyniki strategii badania kwalifikacji i ostatecznie podejmują decyzję o przyjęciu lub odrzuceniu. Po kwalifikacji biomarker może mieć ograniczone zastosowanie jako zastępczy punkt końcowy . Mogą być stosowane w badaniach klinicznych fazy I i II , ale mogą być stosowane tylko w badaniach fazy III do wczesnych analiz daremności.

Walidacja składa się z dwóch kroków, walidacji prawdopodobnej i walidacji znanej. „Prawdopodobna walidacja” wymaga powszechnej zgody w środowisku medycznym lub naukowym co do jej skuteczności. „Znana walidacja” wymaga ram naukowych lub zbioru dowodów, które wydają się wyjaśniać skuteczność markera. Aby uzyskać pełną walidację, biomarker musi wykazać, że różnice między leczeniem a grupą kontrolną są podobne do różnic między leczeniem a kontrolą pod względem wyniku klinicznego. Nie wystarczy po prostu wykazać, że osoby reagujące na biomarkery przeżywają dłużej niż osoby niereagujące na biomarkery.

Jakość

Poniżej przedstawiono 3 miary jakości służące do określenia siły biomarkera do wykorzystania w badaniach klinicznych.

  1. Obecność biomarkera obrazującego jest ściśle powiązana lub powiązana z obecnością docelowej choroby lub stanu.
  2. Wykrywanie i/lub pomiar ilościowy biomarkera obrazowania jest dokładny, powtarzalny i wykonalny w czasie.
  3. Zmierzone zmiany w czasie w obrazowym biomarkerze są ściśle powiązane lub powiązane z sukcesem lub porażką efektu terapeutycznego i prawdziwym punktem końcowym ocenianej terapii medycznej.

Organizacje

Ponieważ projekt skompilowania biblioteki zatwierdzonych biomarkerów wymaga ogromnej ilości zasobów, FDA zachęciła do tworzenia konsorcjów między organizacjami publicznymi i prywatnymi w celu ułatwienia wymiany danych w celu kwalifikacji i walidacji biomarkerów.

Konsorcjum Biomarkers zostało utworzone przez Foundation for the National Institutes of Health , National Institute of Health , Food and Drug Administration oraz Pharmaceutical Research and Manufacturers of America . Jest to partnerstwo publiczno-prywatne w zakresie badań biomedycznych, którego celem jest udzielanie dotacji na generowanie danych do kwalifikacji biomarkerów klinicznych.

Konsorcjum Predictive Safety Testing Consortium zostało utworzone przez Critical Path Institute i Food and Drug Administration w celu opracowania ram potrzebnych do wymiany danych między jego członkami w celu ułatwienia kwalifikacji biomarkerów. Współpracują również z agencjami regulacyjnymi, aby zastąpić obecnie nieustrukturyzowany proces kwalifikacji.

W 2001 r. oddział radiologii szpitala Massachusetts General Hospital założył MGH Center for Biomarkers in Imaging, ośrodek zajmujący się zachęcaniem do opracowywania i wykorzystywania biomarkerów obrazowych. Ich początkowy projekt polegał na skatalogowaniu znanych biomarkerów, aby były łatwo dostępne dla naukowców, organów regulacyjnych i przedstawicieli przemysłu (obecnie dostępne na ich stronie internetowej). Katalog obejmuje patologię specyficzną dla biomarkerów, badaczy zaangażowanych w tworzenie i stosowanie biomarkerów oraz metody stosowane w wykrywaniu biomarkerów.

Międzynarodowe Konsorcjum Biomarkerów Raka zostało utworzone, aby pomagać w odkrywaniu biomarkerów poprzez ułatwianie skoordynowanych badań i wykorzystanie zasobów. Każdy międzynarodowy zespół wybiera ośrodek(a) raka do badań, działa niezależnie i zabezpiecza własne finansowanie. Prezes organizacji, Leland Hartwell , jest laureatem nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii/medycyny w 2001 roku.

Uniform Protocols for Imaging in Clinical Trials (UPICT) zostało stworzone przez American College of Radiology .

Zespoły ds. oceny odpowiedzi na obrazowanie zostały utworzone przez National Cancer Institute i AACI w celu zwiększenia roli obrazowania w ocenie odpowiedzi na terapię oraz zwiększenia zastosowania ilościowych, anatomicznych, funkcjonalnych i molekularnych punktów końcowych obrazowania w klinicznych badaniach terapeutycznych. Ma na celu wzmocnienie współpracy klinicznej między naukowcami zajmującymi się obrazowaniem a badaczami onkologicznymi.

Inicjatywa kwalifikacji biomarkerów onkologicznych została utworzona przez Food and Drug Administration i National Cancer Institute w celu kwalifikacji nowych biomarkerów raka. Ich pierwszy projekt obejmuje obrazowanie PET w chłoniaku nieziarniczym .

  1. ^   Smith JJ, Sorensen AG, Thrall JH (czerwiec 2003). „Biomarkery w obrazowaniu: realizacja przyszłości radiologii”. Radiologia . 227 (3): 633–8. doi : 10.1148/radiol.2273020518 . PMID 12663828 .
  2. ^ Meschan, Farrer-Meschan, Roentgen Signs in Clinical Diagnosis, WB Saunders Company, Filadelfia, 1956
  3. ^    Kessler LG, Barnhart HX, Buckler AJ, Choudhury KR, Kondratovich MV, Toledano A, Guimaraes AR, Filice R, Zhang Z, Sullivan DC (luty 2015). „Pojawiająca się nauka terminologii i definicji biomarkerów obrazowania ilościowego do badań naukowych i wniosków regulacyjnych”. Metody statystyczne Med Res . 24 (1): 9–26. doi : 10.1177/0962280214537333 . PMID 24919826 . S2CID 21413242 .
  4. ^   Smith JJ, Shyjan AM (2000). „Definiowanie„ najmniej uciążliwych środków ”w ramach ustawy o modernizacji administracji żywności i leków z 1997 r.”. Prawo żywnościowe J. 55 (3): 435–47. PMID 11824468 .
  5. ^    Goodsaid F, Frueh F (marzec 2007). „Proces pilotażowy kwalifikacji biomarkerów w amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków” . AAP J. 9 (1): E105–8. doi : 10.1208/aapsj0901010 . PMC 2751298 . PMID 17408233 .
  6. ^    Schatzkin A, Gail M (2002). „Obietnica i niebezpieczeństwo zastępczych punktów końcowych w badaniach nad rakiem” . Rak Nat Rev. 2 (1): 19–27. doi : 10.1038/nrc702 . PMID 11902582 . S2CID 1959952 .
Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Imaging_biomarker&oldid=1126161434 ”