Biopsija

Biopsija je medicinski test koji obično izvodi hirurg, interventni radiolog ili interventni kardiolog. Proces uključuje ekstrakciju uzorka ćelija ili tkiva za pregled, kako bi se utvrdilo prisustvo ili obim bolesti. Tkivo se zatim fiksira, dehidrira, ugrađuje, secira, boji i montira^[1] prije nego što ga patolog obično pregleda pod mikroskopom; može se analizirati i hemijski. Kada se ukloni cijela kvržica ili sumnjivo područje, postupak se naziva ekscizijska biopsija. Incizijska biopsija ili biopsija jezgra uzima uzorak dijela abdomenskog tkiva bez pokušaja uklanjanja cijele lezije ili tumora. Kada se uzorak tkiva ili tekućine ukloni iglom na takav način da se ćelije uklone bez očuvanja histološke arhitekture ćelija tkiva, postupak se naziva biopsija aspiracije iglom. Biopsije se najčešće izvode radi uvida u moguća kancerogena ili upalna stanja.

Biopsija
Biopsija mozga
Specijalnost	Hirurgija

Historija

Arapski ljekar Abu al-Qasim al-Zahrawi Abulcasis (1013–1107) razvio je jednu od najranijih dijagnostičkih biopsija. Koristio je iglu za probijanje štitnjače, a zatim je okarakterizirao mnoge zipove gušavosti.^[2][3]

Etimologija

Termin biopsija odražava grčke riječi βίος bios, "život" i ὄψις opsis, "prizor"."^[4]

Francuski dermatolog Ernest Besnier je uveo riječ biopsija u medicinsku zajednicu 1879. godine..^[5]

Medicinska upotreba

Rak

Biopsija pluća u slučaju sumnje na rak pluća pod vodstvom kompjuterizirane tomografije.

Kada se sumnja na rak, mogu se primijeniti različite tehnike biopsije. Ekscizijska biopsija je pokušaj uklanjanja cijelih lezija. Kada se uzorak procijeni, pored dijagnoze, količine nezahvaćenog tkiva oko lezije, pregleda se i hirurška margina uzorka kako bi se vidjelo da li se bolest proširila izvan područja biopsije. "Jasne margine" ili "negativne margine" znače da nije pronađena bolest na rubovima uzorka biopsije. "Pozitivne margine" znače da je pronađena bolest i da može biti potrebna šira ekscizija, ovisno o dijagnozi. Kada intaktno uklanjanje nije indicirano iz različitih razloga, komadić tkiva može se uzeti u incizijskoj biopsiji. U nekim slučajevima, uzorak se može prikupiti uređajima koji "grizu" uzorak. Različite veličine igala mogu sakupljati tkivo u lumenu („biopsija jezgra“). Igle manjeg promjera sakupljaju ćelije i ćelijske klastere, biopsija aspiracije tankom iglom.^[6]

Patološki pregled biopsije može utvrditi da li je lezija benigna ili maligna, i može pomoći u razlikovanju različitih vrsta raka. Za razliku od biopsije koja samo uzima uzorak lezije, veći ekscizijski uzorak koji se naziva resekcija može doći do patologa, obično od hirurga koji pokušava da iskorijeni poznatu leziju kod pacijenta. Naprimjer, patolog bi pregledao uzorak mastektomija, čak i ako je prethodna neekscizijska biopsija dojke već postavila dijagnozu raka dojke. Pregled cijelog uzorka mastektomije potvrdio bi tačnu prirodu raka (podklasifikacija tumora i histološka "gradacija") i otkrio obim njegovog širenja (patološki "stadij").

Tečna biopsija

Glavni članak: Cirkulirajuće tumorske ćelije

Postoje dvije vrste tečne biopsije (koja zapravo nije biopsija jer su to testovi krvi koji ne zahtijevaju biopsiju tkiva): testovi cirkulirajućih tumorskih ćelija ili testovi DNK cirkulirajućih tumora bez ćelija.^[7] Ovi metodi pružaju neinvazivnu alternativu ponovljenim invazivnim biopsijama za praćenje liječenja raka,^[8] testirati dostupne lijekove protiv cirkulirajućih tumorskih ćelija,^[9] procijeniti mutacije kod raka i planirati individualizirane tretmane. Osim toga, budući da je rak heterogena genetička bolest, a ekscizijske biopsije pružaju samo vremenski pregled nekih brzih, dinamičnih genetičkih promjena koje se javljaju u tumorima, tečne biopsije pružaju neke prednosti u odnosu na genomsko testiranje zasnovano na biopsiji tkiva.^[10] Osim toga, ekscizijske biopsije su invazivne, ne mogu se koristiti više puta i neefikasne su u razumijevanju dinamike progresije tumora i metastaza.^[11][12] Detekcijom, kvantifikacijom i karakterizacijom vitalnih cirkulirajućih tumorskih ćelija ili genomskih promjena u CTC-ima i slobodnoj DNK u krvi, tečna biopsija može pružiti informacije u realnom vremenu o stadiju progresije tumora, efikasnosti liječenja i riziku od metastaza raka.^[13] Ovaj tehnološki razvoj mogao bi omogućiti dijagnosticiranje i liječenje raka na osnovu ponovljenih krvnih testova, umjesto tradicijske biopsije.^{[13][14][15][16]} Testovi cirkulirajućih tumorskih ćelija su već dostupni, ali ih osiguranje još ne pokriva, a mnoge farmaceutske kompanije ih razvijaju. Ovi testovi analiziraju cirkulirajuće tumorske ćelije (CTC)^[14][17] Analiza pojedinačnih CTC-a pokazala je visok nivo heterogenosti uočen na nivou pojedinačnih ćelija.^[18] i za ekspresiju proteina i za lokalizaciju proteina, a CTC-ovi su odražavali i primarnu biopsiju i promjene uočene na metastatskim mjestima.

Analiza slobodne cirkulirajuće tumorske DNK (cfDNK) ima prednost u odnosu na testove cirkulirajućih tumorskih ćelija jer postoji približno 100 puta više slobodne DNK nego što ima DNK u cirkulirajućim tumorskim ćelijama.^[7] Ovi testovi analiziraju fragmente DNK tumorskih ćelija koje tumori kontinuirano izbacuju u krvotok. Kompanije koje nude testiranje sekvenciranja cfDNA sljedeće generacije uključuju Personal Genome Diagnostics i Guardant Health.^[10] Ovi testovi se široko koriste kada biopsija tkiva nema dovoljno materijala za testiranje DNK ili kada nije sigurno izvršiti invazivni postupak biopsije, prema nedavnom izvještaju o rezultatima na preko 15.000 pacijenata s uznapredovalim rakom, sekvenciranih testom Guardant Health.^[19] Studija krvi 846 pacijenata sa 15 različitih tipova raka u 24 institucije iz 2014. godine uspjela je otkriti prisustvo DNK raka u tijelu. Pronađena je tumorska DNK u krvi više od 80 posto pacijenata sa metastatskim karcinomima i oko 47 posto onih sa lokalizovanim tumorima. Test ne ukazuje na mjesto(a) tumora ili druge informacije o tumoru. Test nije dao lažno pozitivne rezultate.^[20] Takvi testovi mogu biti korisni i za procjenu da li maligne ćelije ostaju kod pacijenata čiji su tumori hirurški uklonjeni.^[21] Očekuje se da će do 30 posto ljudi imati recidiv jer neke tumorske ćelije ostanu.^[22] Početne studije su identificirale oko polovinu pacijenata koji su kasnije imali relaps, opet bez lažno pozitivnih rezultata.^[20] Druga potencijalna upotreba je praćenje specifičnih mutacija DNK koje pokreću tumor. Mnogi novi lijekovi za rak blokiraju specifične molekulske procese. Takvi testovi bi mogli omogućiti lakše ciljanje terapije na tumore.^[20]

Prekancerozna stanja

Za lahko detektovana i dostupna mjesta, mogu se procijeniti sve sumnjive lezije. U početku su to bile kožne ili površinske mase. Rendgenski snimak, a kasnije CT, MRI i ultrazvuk zajedno s endoskopijom proširili su raspon.

Upalna stanja

Biopsija temporalnih arterija se često izvodi zbog sumnje na vaskulitis. Kod upalnih bolesti crijeva (Crohnova bolest i ulcerozni kolitis), česte biopsije se uzimaju kako bi se procijenila aktivnost bolesti i procijenile promjene koje prethode malignosti.^[23] Uzorci biopsije se često uzimaju iz dijela lezija kada je uzrok bolesti nesiguran ili je njen obim ili tačan karakter upitan. Naprimjer, vaskulitis se obično dijagnosticira biopsijom.

• Bolest bubrega: Biopsija i fluorescentna mikroskopija su ključne u dijagnozi promjena bubrežne funkcije. Imunofluorescencija ima vitalnu ulogu u dijagnozi polumjesečastog glomerulonefritisa.
• Zarazne bolesti: Povećanje limfnih čvorova može biti uzrokovano raznim zaraznim ili autoimunskim bolestima.
• Metaboličke bolesti: Neka stanja utiču na cijelo tijelo, ali određena mjesta se selektivno biopsiraju jer su lahko dostupna. Amiloidoza je stanje u kojem se degradirani proteini nakupljaju u tjelesnim tkivima. Da bi se postavila dijagnoza, koristi se gingiva.
• Transplantacija: Biopsije transplantiranih organa se izvode kako bi se utvrdilo da nisu odbacivani ili da se bolest koja je zahtijevala transplantaciju nije ponovila.
• Plodnost: Biopsija testisa se koristi za procjenu plodnosti muškaraca i otkrivanje uzroka moguće neplodnosti, npr. kada je kvalitet sperme nizak, ali su nivoi hormona i dalje u normalnim granicama.^[24]

Mjesta biopsije

Kost	Biopsija kosti je postupak u kojem se uzimaju uzorci kostiju kako bi se utvrdilo da li su prisutne rak, infekcija ili druge abnormalne ćelije. Biopsija kosti uključuje vanjske slojeve kosti, za razliku od biopsije koštane srži, koja uključuje najdublji dio kosti. Biopsija kosti bi se po pravilu trebala obaviti nakon što se obave sva potrebna snimanja. Jamshidijeva igla je zamijenila otvorenu biopsiju i aspiraciju tankom iglom
Koštana srž	Budući da se krvne ćelije formiraju u koštanoj srži, biopsija koštane srži se koristi u dijagnosticiranju abnormalnosti krvnih ćelija kada se dijagnoza ne može postaviti samo na osnovu periferne krvi. Kod malignih bolesti krvnih ćelija (leukemija i limfom), biopsija koštane srži se koristi za određivanje stadija bolesti. Postupak uključuje uzimanje uzorka trabekularne kosti pomoću trepanatora, a zatim aspiraciju materijala.
Dojka	Biopsija dojke se često izvodi radi procjene ili dijagnosticiranja raka dojke i može se izvesti različitim metodima kao što su punkcija tankom iglom (FNA), biopsija jezgra iglom (CNB) ili hirurško uklanjanje.[25]
Endovaskularne endotelne ćelije	Pokazalo se da mikro-3D printani uređaj prilagođen endovaskularnim tehnikama prikuplja endotelne ćelije za transkriptomsku analizu.[26]
Gastrointestinalni trakt	Fleksibilna endoskopija omogućava pristup gornjem i donjem gastrointestinalnom traktu, tako da se biopsija jednjaka, želuca i duodenuma vrši kroz usta, a rektuma, debelog crijeva i terminalnog ileuma su uobičajeni. Različiti instrumenti za biopsiju, kao što je bioptom, mogu se uvesti kroz endoskop, a vizualizirano mjesto se biopsira.[27] Until recently, the majority of the small intestine could not be visualized for biopsy. The double-balloon "push-pull" technique allows visualization and biopsy of the entire gastrointestinal tract.[28] Biopsije iglom ili aspirati pankreasa mogu se uzeti kroz sduodenum ili želudac.[29]
Pluća	Biopsije pluća mogu se izvesti na različite načine ovisno o lokaciji.
Jetra	Kod hepatitisa, većina biopsija se ne koristi za dijagnozu, koja se uglavnom postavlja na druge načine. Umjesto toga, koristi se za određivanje odgovora na terapiju, koji se može procijeniti smanjenjem upale i progresijom bolesti prema stepenu fibroze ili, u konačnici, ciroze. U slučaju Wilsonove bolesti, kliničari koriste biopsije kako bi odredili nivo bakra.
Pankreasne ciste	Endoskopska ultrazvučno vođena aspiracija tankom iglom (EUS-FNA) cisnih lezija, nakon koje slijedi analiza tečnih ćelija, koristi se kao dijagnostički alat za razlikovanje benignih, potencijalno malignih i malignih cista pankreasa.[30][31] Citološke četkice 'kroz iglu' razvijene su za povećanje ćelijskog sadržaja u aspiratima.[32][33][34][35]
Prostata	Oblici biopsija prostate uključuju transrektumsku biopsiju, transperinealnu biopsiju i transuretralnu biopsiju
Nervni sistem	Obrasci uključuju biopsiju mozga, biopsiju živaca i biopsiju meningenih moždanih ovojnica
Urogenitalni sistem	Oblici uključuju biopsiju bubrega, biopsiju endometrija i konizaciju grlića maternice
Ostale	Druga mjesta uključuju biopsiju limfnih čvorova, biopsiju mišića i biopsiju kože

Analiza biopsiranog materijala

Nakon što se izvrši biopsija, uzorak tkiva koji je uzet od pacijenta šalje se u patološki laboratorij. Patolog je specijaliziran za dijagnosticiranje bolesti (kao što je rak) ispitivanjem tkiva pod mikroskopom. Kada laboratorija (vidi histologija) primi uzorak biopsije, tkivo se obrađuje i izuzetno tanak sloj tkiva se uklanja iz uzorka i pričvršćuje na staklenu pločicu. Preostalo tkivo se čuva za upotrebu u kasnijim studijama, ako je potrebno.

Pločica sa pričvršćenim tkivom se tretira bojama koje boje tkivo, što omogućava da se pojedinačne ćelije u tkivu jasnije vide. Pločica se zatim daje patologu, koji pregleda tkivo pod mikroskopom, tražeći bilo kakve abnormalne nalaze. Patolog zatim priprema izvještaj u kojem su navedeni svi abnormalni ili važni nalazi biopsije. Ovaj izvještaj se šalje hirurgu koji je prvobitno izvršio biopsiju na pacijentu.