vestimИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия медицинских наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Medical series1814-60232524-2350The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1814-6023-2026-23-2-140-146vestim-1086Research ArticleКЛИНИЧЕСКАЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНАCLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINEОценка уровня циркулирующей опухолевой ДНК и цитокинов в плазме крови у пациентов с немелкоклеточным раком лёгкого после локального облучения опухолевого очагаAssessment of circulating tumor DNA and cytokine levels in plasma of patients with non-small cell lung cancer after local irradiation of the tumor siteСмирновС. Ю.SmirnouS. Yu.

Смирнов Сергей Юрьевич – биолог 

223040, аг. Лесной, Минский р-н

Siarhei Yu. Smirnou – Biologist 

223040, Lesnoy, Minsk Region

rustledeath24@gmail.comМедведьА. В.MiadzvedzA. V.

Медведь Антонина Викторовна – врач клинической лабораторной диагностики 

223040, аг. Лесной, Минский р-н

Antonina V. Miadzvedz – Doctor of Clinical Laboratory Diagnostic 

223040, Lesnoy, Minsk Region

dr.medvedav@gmail.comПашкевичA. М.PashkevichA. M.

Пашкевич Анастасия Михайловна – канд. биол. наук, биолог

223040, аг. Лесной, Минский р-н

Anastasiya M. Pashkevich – Ph. D. (Med.), Biologist 

223040, Lesnoy, Minsk Region

staska0989@mail.ruПивоварчикС. Н.PivavarchykS. N.

Пивоварчик Сергей Николаевич – врач-онколог 

223040, аг. Лесной, Минский р-н

Siarhei N. Pivavarchyk – Oncologist 

223040, Lesnoy, Minsk Region

serginio0290@rambler.ruВахомчикТ. Г.VakhomchykT. G.

Вахомчик Татьяна Георгиевна – врач-радиолог 

223040, аг. Лесной, Минский р-н

Tatsiana G. Vakhomchyk – Radiologist 

223040, Lesnoy, Minsk Region

chik-city@tut.byКороткевичП. Е.KaratkevichP. E.

Короткевич Павел Евгеньевич – канд. мед. наук, доцент, заведующий отделением 

223040, аг. Лесной, Минский р-н

Pavel E. Karatkevich – Ph. D. (Med.), Associate Professor, Head of the Department 

223040, Lesnoy, Minsk Region

pavelkorotkevich@mail.ruСубочЕ. И.SubachH. I.

Субоч Елена Ивановна – канд. мед. наук, доцент, заведующий отделением 

223040, аг. Лесной, Минский р-н

Helen I. Subach – Ph. D. (Med.), Associate Professor, Head of the Department 

223040, Lesnoy, Minsk Region

helen_suboch@mail.ruПортянкоА. С.PortyankoA. S.

Портянко Анна Сергеевна – д-р мед. наук, профессор, заведующий лабораторией 

223040, аг. Лесной, Минский р-н

Anna S. Portyanko – D. Sc. (Med.), Professor, Head of the Laboratory 

223040, Lesnoy, Minsk Region

a_port@mail.ruРеспубликанский научно-практический центр онкологии и медицинской радиологии имени Н. Н. АлександроваN. N. Alexandrov National Cancer Centre of Belarus202627052026232140146Copyright © Смирнов С.Ю., Медведь А.В., Пашкевич A.М., Пивоварчик С.Н., Вахомчик Т.Г., Короткевич П.Е., Субоч Е.И., Портянко А.С., 20262026Смирнов С.Ю., Медведь А.В., Пашкевич A.М., Пивоварчик С.Н., Вахомчик Т.Г., Короткевич П.Е., Субоч Е.И., Портянко А.С.Smirnou S.Y., Miadzvedz A.V., Pashkevich A.M., Pivavarchyk S.N., Vakhomchyk T.G., Karatkevich P.E., Subach H.I., Portyanko A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestimed.belnauka.by/jour/article/view/1086

Жидкостная биопсия является перспективным методом неинвазивной диагностики у онкологических пациентов. Однако в связи с крайне низкой концентрацией свободной циркулирующей опухолевой ДНК (цоДНК), особенно минорных клонов, для ее детекции необходимо использование целого комплекса высокотехнологичных методов. Индукция выброса цоДНК в кровоток с помощью облучения опухолевых очагов может улучшить показатели диагностической чувствительности цоДНК-тестов у пациентов с немелкоклеточным раком лёгкого (НМРЛ). В то же время системное воспаление и уровни провоспалительных цитокинов в организме могут влиять на концентрацию свободной циркулирующей ДНК в определенные временные промежутки после лучевого воздействия. Согласно полученным нами данным локальное облучение опухолевых очагов приводит к повышению уровня цоДНК, достигая своего максимума спустя 48 ч. Обнаружено наличие статистически значимых различий в частотах встречаемости максимальных и минимальных концентраций цитокинов IL-15, IL-4, IL-1ra и VEGF в серийных образцах плазмы крови пациентов с НМРЛ в зависимости от уровня цоДНК.

Liquid biopsy is a promising method for non-invasive diagnosis in oncological patients. However, due to the extremely low concentration of free circulating tumor DNA (ctDNA), especially minor clones, the detection requires the use of a comprehensive set of high-tech methods. The induction of the release of ctDNA into the bloodstream through tumor irradiation may improve the diagnostic sensitivity of ctDNA-tests in patients with non-small cell lung cancer (NSCLC). At the same time, systemic inflammation and the levels of pro-inflammatory cytokines within the body can exert influence on the concentration of free circulating DNA at certain time points after irradiation.

According to our data, local irradiation of tumor sites leads to an increase in ctDNA levels, reaching a maximum after 48 hours. The presence of statistically significant differences in the frequencies of maximum and minimum concentrations of cytokines IL-15, IL-4, IL-1ra, and VEGF was observed in serial blood plasma samples from patients with NSCLC, depending on the level of ctDNA.

немелкоклеточный рак лёгкогоцоДНКцитокиныцифровая капельная ПЦРVEGFnon-small cell lung cancerctDNAcytokinesdigital droplet PCRVEGFИсследование проведено при поддержке БРФФИ в рамках договора М23РНФ-131.The study was conducted with the support of the Belarusian Republican Foundation for Fundamental Research under contract M23RNF-131.ReferencesCancer today / International agency for research on Cancer. – 2025. – URL: https://gco.iarc.who.int/media/globocan/ factsheets/cancers/15-trachea-bronchus-and-lung-fact-sheet.pdf (date of access: 17.09.2025).Cancer today. International for research on Cancer. Avaliable at: https://gco.iarc.who.int/media/globocan/factsheets/ cancers/15-trachea-bronchus-and-lung-fact-sheet.pdf (accessed 17.09.2025).Liquid Biopsy for Advanced NSCLC: A Consensus Statement From the International Association for the Study of Lung Cancer / Ch. Rolfo, P. Mack, G. V. Scagliotti [et al.] // Journal of Thoracic Oncology. – 2021. – Vol. 16, N 10. – P. 1647–1662. https://doi.org/10.1016/j.jtho.2021.06.017Rolfo Ch., Mack P., Scagliotti G. V., Aggarwal Ch., Arcila M. E., Barlesi F., Bivona T. [et al.]. Liquid Biopsy for Advanced NSCLC: A Consensus Statement From the International Association for the Study of Lung Cancer. Journal of Thoracic Oncology, 2021, vol. 16, no. 10, pp. 1647–1662. https://doi.org/10.1016/j.jtho.2021.06.017Circulating tumor DNA to monitor treatment response in solid tumors and advance precision oncology / A. Bartolomucci, M. Nobrega, T. Ferrier [et al.] // npj Precision Oncology. – 2025. – Vol. 9. – Art. 84. https://doi.org/10.1038/s41698025-00876-yBartolomucci A., Nobrega M., Ferrier T., Dickinson K., Kaorey N., Nadeau A., Castillo A., Burnier J. V. Circulating tumor DNA to monitor treatment response in solid tumors and advance precision oncology. npj Precision Oncology, 2025, vol. 9, art. 84. https://doi.org/10.1038/s41698-025-00876-yBESPOKE CRC Findings Bolster the Clinical Utility of ctDNA Testing in CRC // ASCO Daily NEWS. – 2025. – URL: https://dailynews.ascopubs.org/do/bespoke-crc-findings-bolster-clinical-utility-ctdna-testing-crc (date of access: 12.09.2025).BESPOKE CRC Findings Bolster the Clinical Utility of ctDNA Testing in CRC. ASCO Daily NEWS. Avaliable at: https://dailynews.ascopubs.org/do/bespoke-crc-findings-bolster-clinical-utility-ctdna-testing-crc (accessed 12.09.2025).Dholakia, Sh. Adding Insult on Injury: Immunogenic Role for Donor-derived Cell-free DNA? / Sh. Dholakia, I. Vlaminck, K. Khush // Transplantation. – 2020. – Vol. 104, N 11. – P. 2266–2271. https://doi.org/10.1097/tp.0000000000003240Dholakia Sh., Vlaminck I., Khush K. Adding Insult on Injury: Immunogenic Role for Donor-derived Cell-free DNA?Harnessing Plasma Biomarkers to Predict Immunotherapy Outcomes in Hepatocellular Carcinoma: The Role of cfDNA, ctDNA, and Cytokines / E. Vargas-Accarino, M. Higuera, M. Bermudez-Ramos [et al.] // International Journal of Molecular Sciences. – 2025. – Vol. 26, N 6. – Art. 2794. https://doi.org/10.3390/ijms26062794Transplantation, 2020, vol. 104, no. 11, pp. 2266–2271. https://doi.org/10.1097/tp.0000000000003240Inflammatory Cytokines and ctDNA Are Biomarkers for Progression in Advanced-Stage Melanoma Patients Receiving Checkpoint Inhibitors / J. G. Pedersen, A. T. Madsen, K. R. Gammelgaard [et al.] // Cancers (Basel). – Vol. 12, N 6. – Art. 1414. https://doi.org/10.3390/cancers12061414Vargas-Accarino E., Higuera M., Bermudez-Ramos M., Soriano-Varela A., Torrens M., Pons M., Aransay A. M., Martín J. E., Rodríguez-Frías F., Merino X., Mínguez B. Harnessing Plasma Biomarkers to Predict Immunotherapy Outcomes in Hepatocellular Carcinoma: The Role of cfDNA, ctDNA, and Cytokines. International Journal of Molecular Sciences, 2025, vol. 26, no. 6, art. 2794. https://doi.org/10.3390/ijms26062794Lung cancer cell-intrinsic IL-15 promotes cell migration and sensitizes murine lung tumors to anti-PD-L1 therapy / Sh. Hu, K. Meng, T. Wang [et al.] // Biomarker Research. – 2024. – Vol. 12. – Art. 40. https://doi.org/10.1186/s40364-02400586-wPedersen J. G., Madsen A. T., Gammelgaard K. R., Aggerholm-Pedersen N., Sørensen B. S., Øllegaard T. H., Jakobsen M. R. Inflammatory Cytokines and ctDNA Are Biomarkers for Progression in Advanced-Stage Melanoma Patients Receiving Checkpoint Inhibitors. Cancers (Basel), vol. 12, no. 6, art. 1414. https://doi.org/10.3390/cancers12061414Roles of IL-4, IL-13, and Their Receptors in Lung Cancer / Y. Zhang, K. Zhu, X. Wang [et al.] // Journal of Interferon and Cytokine Research. – 2024. – Vol. 44, N 9. – P. 399–407. https://doi.org/10.1089/jir.2024.0008Hu Sh., Meng K., Wang T., Qu R., Wang B., Xi Y. [et al.]. Lung cancer cell-intrinsic IL-15 promotes cell migration and sensitizes murine lung tumors to anti-PD-L1 therapy. Biomarker Research, 2024, vol. 12, art. 40. https://doi.org/10.1186/s40364-024-00586-wVascular endothelial growth factor (VEGF) as a diagnostic marker of non-small cell lung cancer / N. M. Wardhani, A. Santoso, H. A. Putrawan [et al.] // Exploration of Medicine. – 2025. – Vol. 6. – Art. 1001327. https://doi.org/10.37349/emed.2025.1001327Zhang Y., Zhu K., Wang X., Zhao Y., Shi J., Liu Zh. Roles of IL-4, IL-13, and Their Receptors in Lung Cancer. Journal of Interferon and Cytokine Research, 2024, vol. 44, no. 9, pp. 399–407. https://doi.org/10.1089/jir.2024.0008Exploring the multifaceted effects of Interleukin-1 in lung cancer: From tumor development to immune modulation / M. Tang, Y. Yin, W. Wang [et al.] // Life Sciences. – 2024. – Vol. 342. – Art. 122539. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2024.122539Wardhani N. M., Santoso A., Putrawan H. A., Iskandar H., Lihawa N., Natsir B. Vascular endothelial growth factor (VEGF) as a diagnostic marker of non-small cell lung cancer. Exploration of Medicine, 2025, vol. 6, art. 1001327. https://doi.org/10.37349/emed.2025.1001327Tang M., Yin Y., Wang W., Gong K., Dong J., Gao X., Li J. [et al.]. Exploring the multifaceted effects of Interleukin-1 in lung cancer: From tumor development to immune modulation. Life Sciences, 2024, vol. 342, art. 122539. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2024.122539Tang M., Yin Y., Wang W., Gong K., Dong J., Gao X., Li J. [et al.]. Exploring the multifaceted effects of Interleukin-1 in lung cancer: From tumor development to immune modulation. Life Sciences, 2024, vol. 342, art. 122539. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2024.122539

The authors declare that there are no conflicts of interest present.