Biomarkery w badaniach klinicznych: czym są i dlaczego mają znaczenie

Czym jest biomarker?

Biomarker to zdefiniowana cecha mierzona jako wskaźnik prawidłowych procesów biologicznych, procesów chorobowych lub odpowiedzi na ekspozycję lub interwencję, w tym interwencje terapeutyczne. Cechy molekularne, histologiczne, radiologiczne i fizjologiczne to typy biomarkerów^[1].

Biomarker nie jest oceną tego, jak dana osoba się czuje, funkcjonuje lub przeżywa^[1]. To obiektywna miara tego, co dzieje się w komórce lub organizmie w danym momencie^[2].

Wiele biomarkerów pochodzi z prostych pomiarów wykonywanych podczas rutynowej wizyty lekarskiej, takich jak ciśnienie krwi czy masa ciała. Inne opierają się na badaniach laboratoryjnych krwi, moczu lub tkanek, a niektóre wychwytują zmiany na poziomie molekularnym i komórkowym, analizując geny lub białka^[2]. Podwyższony poziom cholesterolu we krwi jest na przykład biomarkerem ryzyka zawału serca^[3].

Dlaczego biomarkery mają znaczenie w badaniach naukowych i klinicznych?

Biomarkery pomagają badaczom i lekarzom śledzić prawidłowe procesy, diagnozować choroby i inne schorzenia, monitorować odpowiedzi na leki oraz identyfikować zagrożenia zdrowotne u danej osoby. Klinicyści wykorzystują je do wykrywania wczesnych zmian w mózgu, zrozumienia roli czynników ryzyka, identyfikacji uczestników spełniających określone wymagania badań klinicznych i naukowych oraz śledzenia odpowiedzi uczestników na badany lek lub inną interwencję, taką jak ćwiczenia fizyczne^[3].

Naukowcy wykorzystują biomarkery również do lepszego zrozumienia podstawowych procesów biologicznych oraz do przełożenia wyników badań na praktyczne zastosowania medyczne i w zdrowiu publicznym^[2]. Biomarkery i fenotypy swoiste dla celu terapeutycznego są istotne dla projektowania leków celowanych i medycyny zindywidualizowanej oraz stanowią ważny aspekt nowoczesnych badań i rozwoju farmaceutycznego^[4].

Jakie jest siedem kategorii biomarkerów?

Glosariusz BEST (Biomarkers, EndpointS and other Tools) definiuje siedem kategorii biomarkerów: podatność/ryzyko, diagnostyczny, monitorujący, prognostyczny, predykcyjny, farmakodynamiczny/odpowiedzi oraz bezpieczeństwa. Pełny opis biomarkera obejmuje nazwę biomarkera, źródło lub matrycę, mierzalną cechę (cechy) oraz metodę analityczną zastosowaną do pomiaru biomarkera^[1].

Biomarker może być pojedynczą cechą lub panelem wielu cech^[1].

Kategoria	Co wskazuje
Podatność/ryzyko	Prawdopodobieństwo rozwoju schorzenia
Diagnostyczny	Obecność schorzenia
Monitorujący	Zmianę schorzenia w czasie
Prognostyczny	Prawdopodobny przebieg lub wynik
Predykcyjny	Prawdopodobną odpowiedź na określone leczenie
Farmakodynamiczny/odpowiedzi	Odpowiedź biologiczną na ekspozycję lub interwencję[1]
Bezpieczeństwa	Ryzyko szkody spowodowanej interwencją[1]

Jaka jest różnica między biomarkerem prognostycznym a predykcyjnym?

Spośród siedmiu kategorii dwie są najbardziej istotne, gdy dołączasz do badania: biomarkery prognostyczne i predykcyjne. Obie należą do ram glosariusza BEST (Biomarkers, EndpointS, and other Tools) do opisu biomarkerów i obie opisują związek między mierzalną cechą a tym, co dzieje się dalej^[1].

W badaniach chorób środowiskowych naukowcy klasyfikują podgrupy biomarkerów w obrębie złożonych typów chorób, takich jak nowotwory, aby opracowywać i kierować odpowiednie leczenie. NIEHS wspiera rozwój biomarkerów mierzących podatność – warianty genów, które stawiają osobę w grupie wyższego ryzyka skutków zdrowotnych ekspozycji środowiskowej^[2].

Czym są badania sterowane biomarkerem i diagnostyka towarzysząca?

Plany badań sterowane biomarkerem umożliwiają testowanie terapii u uczestników wybranych na podstawie mierzalnej cechy, a nie wyłącznie diagnozy klinicznej. Skuteczne terapie prawdopodobnie będą charakteryzować się leczeniem skojarzonym, sekwencjami leczenia oraz leczeniem dopasowanym do konkretnych podgrup pacjentów. Innowacyjne plany badań są dobrze dostosowane do pomiaru korzyści terapeutycznych dla takich terapii. Innowacyjne plany badań klinicznych obejmują badania adaptacyjne, platformowe oraz sekwencyjne badania randomizowane z wielokrotnym przydziałem^[5].

Przykład z badań na wczesnym etapie pokazuje, jak biomarker może wspierać rozwój leku: selektywne inhibitory kalpainy-2 blokują szlak prowadzący do uszkodzenia neuronów, a zidentyfikowany biomarker krwi odzwierciedla aktywację tego szlaku w mózgu, co umożliwia określenie skuteczności leku^[5].

Diagnostyka towarzysząca to test opracowywany równolegle z lekiem. Wspólne opracowywanie diagnostyki razem ze skojarzonym z nią lekiem, zamiast po zatwierdzeniu leku, kształtuje zarówno plan badania klinicznego, jak i harmonogram regulacyjny^[6].

Od odkrycia naukowego do testu klasy klinicznej

Test na etapie odkrycia i test gotowy do badania klinicznego to nie to samo; przejście między nimi, „zamrożenie” testu, jest odrębnym etapem rozwoju^[6].

Biomarker przestrzenny odkryty w warunkach badawczych jest zwykle optymalizowany iteracyjnie, a zespół badawczy może swobodnie dostosowywać warunki barwienia, stężenia przeciwciał i parametry analizy podczas dopracowywania odkrycia. Test diagnostyki towarzyszącej nie może działać w ten sposób – każdy parametr musi zostać ustalony, udokumentowany i odtąd niezmienny, właśnie dlatego, że charakterystyka wydajności zwalidowanego testu ma znaczenie tylko wtedy, gdy sam test przestaje się zmieniać^[6].

Zastosowanie multipleksowej immunofluorescencji wyłącznie do celów badawczych w badaniach translacyjnych nie obejmuje rygorystycznych kontroli i standaryzacji potrzebnych do spełnienia surowych wymagań dotyczących powtarzalności, czułości i swoistości, którym ten sam test podlega, gdy ma być stosowany w badaniu klinicznym. Gdy test zostanie zamrożony, walidacja analityczna odpowiada na pytanie, czy ten dokładny, ustalony protokół daje spójne, dokładne wyniki i czy nadal to robi w całym zakresie warunków, z którymi zetknie się rzeczywiste laboratorium kliniczne^[6].

Realistycznym celem walidacji międzyośrodkowej nie jest idealna zgodność między laboratoriami, ale ilościowy, udokumentowany punkt odniesienia określający, jaka zmienność jest akceptowalna, zanim wynik przestanie być wiarygodny^[6].

Jak kwalifikuje się biomarkery do rozwoju leków?

Kwalifikacja biomarkera oznacza, że przeszedł on formalny proces regulacyjny zapewniający, że można na nim polegać w zakresie określonej interpretacji i zastosowania w opracowywaniu produktów leczniczych i przeglądzie regulacyjnym, w zadeklarowanym kontekście użycia (COU). Kwalifikowany jest biomarker, a nie metoda pomiaru biomarkera^[1].

Proces kwalifikacji ma charakter współpracy – Program Kwalifikacji Biomarkerów współpracuje z wnioskodawcą (wnioskodawcami) w prowadzeniu rozwoju biomarkera. Wiele zainteresowanych stron często współpracuje w grupach roboczych lub konsorcjach, aby opracować biomarker do kwalifikacji, co pozwala na dzielenie się zasobami i zmniejsza obciążenie poszczególnych współpracowników^[1].

Zakwalifikowane biomarkery mogą dostarczać cennych informacji, które mogą zmniejszyć niepewność w decyzjach regulacyjnych podczas opracowywania leków^[1].

Jak odkrywa się nowe biomarkery?

Odkrywanie istotnych biomarkerów coraz częściej wspierane jest technikami in silico opartymi na eksploracji danych i chemii obliczeniowej stosowanej do dużych baz molekularnych. Jeszcze większym źródłem informacji dostępnych dla takich odkryć są repozytoria tworzone przez dokumenty badawcze^[4].

Eksperyment pilotażowy opisał odkrycie potencjalnych nowych biomarkerów i fenotypów dla cukrzycy i otyłości poprzez samoorganizujące się eksplorowanie tekstu około 120 000 streszczeń z PubMed, publicznych streszczeń badań klinicznych i wewnętrznych dokumentów badawczych. Czułość i precyzja względem ustalonych, ale różnych punktów odniesienia wynosiły odpowiednio do 30% i 50%^[4].

To podejście, uzupełnione odpowiednimi ręcznymi procesami kuratorskimi, jest obiecującą alternatywą dla procesów słownikowych zależnych od konieczności czytania i analizowania wszystkich tekstów przez ludzi. Może wpłynąć na badania farmaceutyczne, na przykład skracając czas wprowadzenia nowych leków na rynek lub przyspieszając wczesne rozpoznawanie ślepych zaułków i działań niepożądanych^[4].

Co się dzieje, gdy dokładność testu biomarkera jest niepewna?

Nie każdy test biomarkera działa wystarczająco dobrze, aby zmieniać decyzje kliniczne. W przeglądzie systematycznym i ocenie ekonomicznej oceniono trzy testy biomarkerów – PartoSure, Actim Partus i Rapid Fetal Fibronectin 10Q Cassette Kit przy progach ≠50 ng/ml – u kobiet z objawami przedwczesnego porodu, względem fibronektyny płodowej przy 50 ng/ml^[7].

Zidentyfikowano dwadzieścia badań oceniających dokładność testu diagnostycznego względem standardu referencyjnego porodu w ciągu 7 dni oraz siedem badań względem standardu referencyjnego porodu w ciągu 48 godzin. Wyniki dokładności testów ujawniły wysoki poziom niepewności, głównie z powodu znacznej heterogeniczności metodologicznej, klinicznej i statystycznej między badaniami^[7].

Główny wniosek tej oceny stwierdza, że istnieje wysoki stopień niepewności co do dokładności testów i opłacalności tych trzech testów, który może zostać zmniejszony dzięki wynikom czterech trwających badań w Wielkiej Brytanii^[7].

Jak wykorzystuje się biomarkery w diagnostyce i badaniach nad demencją?

Przed początkiem lat 2000. jedynym pewnym sposobem stwierdzenia, czy dana osoba miała chorobę Alzheimera lub inną formę demencji, było badanie pośmiertne podczas autopsji. Obecnie dostępne są testy, które pomagają lekarzom i badaczom zobaczyć biomarkery związane z demencją u żyjącej osoby^[3].

W połączeniu z innymi badaniami biomarkery te mogą pomóc lekarzom określić, czy dana osoba może mieć chorobę Alzheimera lub pokrewną demencję, czy być w grupie ryzyka ich rozwoju. Żaden pojedynczy test nie może jednak zdiagnozować tych schorzeń, a biomarkery są tylko częścią pełnej oceny^[3].

W niektórych przypadkach testy biomarkerów są dostępne wyłącznie w poradni specjalistycznej lub placówce badań medycznych. Lekarze z doświadczeniem w tej dziedzinie to neurolodzy, psychiatrzy geriatryczni, neuropsycholodzy i geriatrzy. Ubezpieczenie zdrowotne może obejmować tylko część kosztów, dlatego sprawdź w swoim planie ubezpieczeniowym, co jest refundowane^[3].

Potrzebni są również zdrowi ochotnicy do badań klinicznych, które badają nowe sposoby wczesnego wykrywania demencji; dołączając do jednego z tych badań, możesz dowiedzieć się więcej o biologicznych oznakach demencji i dostarczyć przydatnych informacji, które pomogą ją diagnozować i leczyć^[3].

Jak wykorzystuje się biomarkery do przewidywania ryzyka nowotworu?

Testy biomarkerów można opracowywać w celu przewidywania przyszłego ryzyka nowotworu. W jednym programie badawczym sygnatury ryzyka nowotworu oparte na tkance wątrobowej miały zostać wdrożone w klinicznie stosowanych testach tkankowych (NanoString) i surowiczych (Luminex) oraz ocenione pod kątem ważności technicznej i zdolności przewidywania przyszłego ryzyka nowotworu w kohorcie 200 pacjentów z NASH z sparowanymi próbkami surowicy i tkanki wątrobowej oraz zakończoną długoterminową obserwacją kliniczną pod kątem rozwoju nowotworu^[8].

Program ten ma również na celu wyjaśnienie dysregulacji molekularnej leżącej u podstaw środowiska kancerogennego w wątrobach dotkniętych niealkoholowym stłuszczeniowym zapaleniem wątroby (NASH), opisywanym tam jako najszybciej rosnąca etiologia raka wątroby, jako wskazówek do dopracowania celów chemioprewencji, leków i testów biomarkerów. Oczekuje się, że testy te umożliwią spersonalizowane prowadzenie pacjenta i bardziej opłacalne badania kliniczne chemioprewencji raka wątroby^[8].

Gdzie można znaleźć badania sterowane biomarkerem?

Badania kliniczne wykorzystujące biomarkery, w tym badania nad nowymi sposobami wczesnego wykrywania demencji, są wymienione w publicznych rejestrach^[3]. W Europie informacje o badaniach są publikowane za pośrednictwem CTIS, unijnego systemu informacji o badaniach klinicznych, a badania można również znaleźć na ClinicalTrials.gov. Badania rekrutujące w Europie można także wyszukiwać na badaniakliniczne.pl.

O co należy zapytać przed testem biomarkera?

• Co jest mierzone – poproś o nazwę biomarkera, źródło lub matrycę, mierzalną cechę oraz metodę analityczną zastosowaną do jego pomiaru^[1].
• Co wynik oznacza, a czego nie oznacza – biomarker nie jest oceną tego, jak się czujesz, funkcjonujesz lub przeżywasz^[1].
• Czy sam wynik może potwierdzić diagnozę – żaden pojedynczy test nie może zdiagnozować demencji, a biomarkery są tylko częścią pełnej oceny^[3].
• Jak pewny jest wynik testu – niektóre testy biomarkerów cechuje wysoki stopień niepewności co do dokładności z powodu heterogeniczności między badaniami^[7].
• Kto może zlecić i zinterpretować test – niektóre testy biomarkerów są dostępne wyłącznie w poradni specjalistycznej lub placówce badań medycznych^[3].
• Czy test jest refundowany – plany ubezpieczenia zdrowotnego mogą obejmować tylko niektóre, ograniczone rodzaje testów biomarkerów, dlatego sprawdź, co jest objęte refundacją^[3].

Kiedy należy porozmawiać z lekarzem lub farmaceutą?

Porozmawiaj ze swoim lekarzem prowadzącym, zanim podejmiesz jakiekolwiek działania na podstawie wyniku biomarkera, który nie został zlecony w ramach Twojego standardowego leczenia. Biomarkery są tylko częścią pełnej oceny i żaden pojedynczy test nie może zdiagnozować schorzenia takiego jak demencja. Jeśli test jest dostępny wyłącznie w poradni specjalistycznej lub placówce badań medycznych, poproś lekarza o skierowanie do neurologa, psychiatry geriatrycznego, neuropsychologa lub geriatry, stosownie do potrzeb. Jeśli rozważasz test biomarkera poza badaniem klinicznym, sprawdź w swoim planie ubezpieczenia zdrowotnego, które testy są refundowane, zanim podejmiesz dalsze kroki^[3].

Podsumowanie

Zacznij od zapytania, co właściwie jest mierzone: nazwa biomarkera, źródło lub matryca, mierzalna cecha i metoda analityczna należą do opisu każdego biomarkera. Następnie zapytaj, do której z siedmiu kategorii należy dany marker, ponieważ markery podatności, diagnostyczne, monitorujące, prognostyczne, predykcyjne, farmakodynamiczne/odpowiedzi i bezpieczeństwa odpowiadają na różne pytania^[1].

Dla każdego, kto rozważa udział w badaniu, warto pamiętać, że testy biomarkerów mogą być wykorzystywane do identyfikacji uczestników spełniających określone wymagania badania klinicznego oraz do śledzenia ich odpowiedzi na badany lek^[3]. Na koniec traktuj niepewny wynik biomarkera jako informację do omówienia, a nie jako wniosek: niektóre testy cechuje wysoki stopień niepewności co do dokładności, dlatego wynik zawsze powinien być interpretowany przez klinicystę wraz z innymi ustaleniami^[7].

1. [1] About Biomarkers and Qualification (dostęp 2 czerwca 2026) – https://www.fda.gov/drugs/biomarker-qualification-program/about-biomarkers-and-qualification
2. [2] Biomarkers (dostęp 2 czerwca 2026) – https://www.niehs.nih.gov/health/topics/science/biomarkers
3. [3] How Biomarkers Help Diagnose Dementia (dostęp 2 czerwca 2026) – https://www.nia.nih.gov/health/alzheimers-symptoms-and-diagnosis/how-biomarkers-help-diagnose-dementia
4. [4] Discovery of novel biomarkers and phenotypes by semantic technologies - PMC – PubMed Central (dostęp 25.09.2026) – https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3605201/
5. [5] Examples of Technical Innovation for Traumatic Brain Injury Prevention, Diagnosis, and Care: Proceedings of a Workshop - Treatment (dostęp 2 czerwca 2026) – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/books/NBK613055/
6. [6] From spatial biomarker to companion diagnostic: The development path (dostęp 2 czerwca 2026) – https://www.drugdiscoverynews.com/from-spatial-biomarker-to-companion-diagnostic-the-development-path-17454
7. [7] Three biomarker tests to help diagnose preterm labour: a systematic review and economic evaluation – journalslibrary.nihr.ac.uk (dostęp 25.09.2026) – https://www.journalslibrary.nihr.ac.uk/hta/HTA23130
8. [8] Reverse-engineering precision liver cancer chemoprevention (dostęp 2 czerwca 2026) – https://prevention.cancer.gov/funding-and-grants/funded-grants/R01CA233794