【佳學(xué)基因檢測】循環(huán)腫瘤DNA基因檢測(ctDNA)的臨床應(yīng)用
腫瘤基因檢測導(dǎo)讀:
循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA),源自腫瘤細(xì)胞,反映了腫瘤發(fā)展過程中的一系列變化,如基因突變、DNA甲基化、重排、微衛(wèi)星不穩(wěn)定性(MSI)、LOH等。它可以作為腫瘤診斷與治療的重要有利標(biāo)志物,在早期腫瘤篩查、早期診斷、預(yù)后監(jiān)測、腫瘤分子亞型和臨床藥物選擇方面起到關(guān)鍵作用。腫瘤基因解碼基因檢測的研究結(jié)果顯示,在非小細(xì)胞肺癌和結(jié)直腸癌中使用循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)的原因可能是這兩種癌癥的驅(qū)動基因已比其他癌癥類型更深入地研究。
對于循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)的管理,包括提取、檢測、分析和應(yīng)用四個(gè)方面。在提取方面,目前循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)來自腫瘤細(xì)胞凋亡,其實(shí)際來源不僅僅是最常見的外周血液,還有尿液、糞便、腹水和腦脊液等。不同來源的循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)需要不同的預(yù)處理方法和最終提取方法。最常用的試劑盒是Qiagen的QIAamp循環(huán)核酸提取試劑盒。檢測是循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)管理中最重要的部分。到目前為止,腫瘤基因解碼基因檢測人員已經(jīng)開發(fā)了許多用于檢測循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)中最常見的突變和甲基化變化的方法,其中大多數(shù)依賴于測序方法。然而,由于循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)含量極低,突變和甲基化比例也很低,只能使用深度測序,這導(dǎo)致測序成本大幅增加。此外,許多研究人員還從酶和材料科學(xué)的角度開發(fā)了其他檢測方法。雖然在確保高靈敏度和高特異性的同時(shí),檢測過程在一定程度上比較復(fù)雜,還需要進(jìn)一步優(yōu)化以生成用于臨床檢測的產(chǎn)品。自2019年新冠病毒全球爆發(fā)以來,已經(jīng)開發(fā)了一系列病毒檢測方法,例如CRISPR-Cas系統(tǒng)與等溫?cái)U(kuò)增(包括RPA、LAMP、RCA和RAA)的結(jié)合。同樣,對于循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)的檢測方法也在不斷更新。此外,隨著材料科學(xué)、光學(xué)等學(xué)科的快速發(fā)展,SPR、微流控技術(shù)、表面共振技術(shù)和石墨烯吸附理論也可以應(yīng)用于循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)的檢測。這是否能夠引發(fā)新一代循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)檢測技術(shù)的發(fā)展?目前,許多體外診斷公司推出了一些循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)檢測試劑盒,但其檢測限一般為0.1%。需要進(jìn)一步優(yōu)化檢測以應(yīng)用于更低水平的循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA),以指導(dǎo)其在腫瘤管理中的后續(xù)應(yīng)用。數(shù)據(jù)分析通常與檢測技術(shù)相匹配。最后,關(guān)于循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)檢測的應(yīng)用,最常見的應(yīng)用是在結(jié)直腸癌和非小細(xì)胞肺癌中,涉及早期診斷、預(yù)后監(jiān)測、反復(fù)監(jiān)測和指導(dǎo)抗藥性治療。然而,對于其他實(shí)體腫瘤,如肝癌、胃癌和乳腺癌,循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)檢測仍處于停滯階段,因此有很大的發(fā)展空間。此外,還有一些實(shí)際和重大問題需要考慮,包括:a)循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)與腫瘤脫離較少,其在cfDNA中的比例較低;b)循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)很少能夠重現(xiàn)腫瘤的異質(zhì)性;c)循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)中的突變不特異于特定的癌癥,也在其他癌癥類型中高度突變。例如,PIK3CA E545K/E542K是乳腺癌中第二常見的PIK3CA突變,但它在結(jié)腸腺癌、肺腺癌和膀胱尿路上皮癌中也高度突變。沒有什么是出色的。將循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)與其他特異性腫瘤標(biāo)志物和檢測方法結(jié)合起來可能是一個(gè)出乎意料的選擇。
循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)是反映腫瘤基因水平變化的理想腫瘤標(biāo)志物。一旦循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)的奧秘被揭開,研究人員可以設(shè)計(jì)相應(yīng)的靶向抑制劑,臨床醫(yī)生可以治療癌癥源頭,監(jiān)測實(shí)時(shí)療效,并評估患者的預(yù)后情況。
循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)與腫瘤早期診斷
眾所周知,癌癥是多基因突變的結(jié)果,嚴(yán)重威脅患者的健康。早期的檢測和診斷是目前腫瘤治療成功的主要因素,能夠有效提高患者的生活質(zhì)量。目前,腫瘤的早期診斷主要依賴基因檢測,而病理性腫瘤釋放到血液中的循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)具有獨(dú)特的優(yōu)勢。比較了液體活檢在腫瘤早期診斷中多種分子(如循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)、cfDNA、CTC和多個(gè)生物標(biāo)志物)的特異性和敏感性。令人意外的是,cfDNA和循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)的檢測效率優(yōu)于其他參數(shù)。腫瘤風(fēng)險(xiǎn)基因檢測構(gòu)建了一個(gè)診斷評分(cd-score),其中包括結(jié)直腸癌患者循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)中的九個(gè)甲基化標(biāo)記物。cd-score對結(jié)直腸癌的診斷具有出色的敏感性和特異性,優(yōu)于常規(guī)結(jié)直腸癌診斷標(biāo)志物CEA(AUC:0.96 vs. 0.67)。此外,cd-score還在結(jié)直腸癌腫瘤分期、治療方法和治療后微小殘留病變的判斷方面發(fā)揮作用。此外,在涉及16,890名參與者的前瞻性研究中,甲基化標(biāo)記物cg10673833被選擇并確定為高危結(jié)直腸癌患者的早期診斷標(biāo)記物,具有高特異性(86.8%)和敏感性(89.7%)。腫瘤的早期診斷基因檢測在與中國23個(gè)醫(yī)療中心合作的研究中,從10,560名患者中提取了循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)進(jìn)行下一代測序,觀察到肺部結(jié)節(jié)可根據(jù)患者循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)的甲基化進(jìn)行診斷。KRAS是胰腺癌中最常見的突變基因,最常見的突變位點(diǎn)是c.35>A,p.G12D和c.38G>A,p.G13D。研究發(fā)現(xiàn),循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)中的KRAS突變等位基因比例(MAF)在胰腺癌的診斷中起著重要作用。將KRAS MAF與常規(guī)生物標(biāo)志物CA19-9結(jié)合可以顯著提高檢測靈敏度,達(dá)到82%。此外,在同一患者中,循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)中的KRAS MAF與病變組織中的一致性一致。此外,循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)還可以與超聲彈性成像相結(jié)合,增強(qiáng)對乳腺癌病變硬度變化的評估,實(shí)現(xiàn)乳腺癌的早期診斷和預(yù)后評估。
此外,腫瘤風(fēng)險(xiǎn)基因分析描述了一種名為CancerSEEK的血液檢測方法,可用于卵巢、肝臟、胃、胰腺、食管、結(jié)腸直腸、肺或乳腺癌的檢測。該檢測包含了16個(gè)常見突變基因(如PIK3CA、APC、EGFR、TP53和KRAS)的61個(gè)突變位點(diǎn)和41個(gè)腫瘤特異性蛋白標(biāo)志物(如AFP、CA-125、sHER2/sEGFR2/sErbB2等)。突變主要用于分析是否存在癌癥以提高檢測敏感性,而腫瘤特異性蛋白標(biāo)志物可以用于癌癥類型,提高檢測的特異性(>99%)。在1005名上述八種癌癥患者中,該方法的中位陽性率為70%,假陽性率較低(7/812)。然而,由于該檢測方法只與正常健康人群進(jìn)行比較,當(dāng)該方法應(yīng)用于亞健康人群時(shí),陽性率是否會增加?如何解決這個(gè)實(shí)際問題需要研究人員進(jìn)一步研究。類似地,腫瘤的臨床應(yīng)用基因檢測將血液檢測與全身診斷正電子發(fā)射斷層掃描-計(jì)算機(jī)斷層掃描(PET-CT)相結(jié)合,命名為DETECT-A(通過自愿基于突變的血液收集和檢測來更早地檢測癌癥)。血液檢測還可檢測腫瘤特異性突變,然后通過PET-CT進(jìn)行重新診斷、定位和正確治療以改善治療效果。通過血液檢測從9911名志愿者中篩選出134名受試者。在134名陽性患者中,64名通過PET-CT顯示與腫瘤相關(guān)的成像信息,然后通過活檢技術(shù)進(jìn)行確認(rèn),26名患者患有癌癥,并隨后接受相應(yīng)的臨床治療。盡管該方法復(fù)雜,但DETECT-A具有正確性,并減少了過度診斷和過度治療決策,可以納入例行臨床護(hù)理中。對于早期腫瘤篩查,甲基化可以作為獨(dú)立的預(yù)測因子。腫瘤的分子診斷基因檢測開發(fā)了一種循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)甲基化檢測方案,稱為PanSeer,通過篩選來自一些眾所周知的與腫瘤相關(guān)的基因的477個(gè)腫瘤特異性、10613個(gè)CpG位點(diǎn),并使用全基因組亞硫酸鹽測序(WGBS)對血液樣本進(jìn)行測序。該方法用于對太州縱向研究中的健康受試者進(jìn)行了為期四年的測試,其中605名無癥狀個(gè)體中有191人被診斷為胃癌、食管癌、結(jié)直腸癌、肺癌和肝癌。PanSeer檢測通過針對在不同癌癥類型中常見的異常甲基化的有限基因組區(qū)域,檢測癌癥,但可能無法預(yù)測未來會發(fā)生癌癥的患者。PanSeer最有可能盡早識別患有癌癥生長但無法通過當(dāng)前檢測方法檢測到的無癥狀患者。在最大的臨床基因組計(jì)劃中,cfDNA中的甲基化檢測仍顯示出出色的腫瘤早期篩查性能,能夠成功檢測到50多種不同階段的癌癥,具有99.3%的特異性。鼻咽癌(NPC)是一種具有獨(dú)特地理特征的癌癥,在中國的東南部和南部高發(fā),癌癥的發(fā)生和發(fā)展與Epstein-Barr病毒(EBV)感染密切相關(guān),幾乎每個(gè)癌細(xì)胞都含有EBV基因組。因此,通常認(rèn)為循環(huán)腫瘤EBV DNA(ctEBV DNA)可以作為NPC的獨(dú)特生物標(biāo)志物。腫瘤的超早期基因檢測通過靶向捕獲測序?qū)?0,174名無癥狀個(gè)體進(jìn)行了NPC篩查。結(jié)果顯示,與非NPC受試者相比,NPC患者的血漿ctEBV DNA含量增加,片段長度明顯延長,表明ctEBV DNA的檢測為NPC篩查提供了有利工具。此外,ctEBV DNA在NPC的預(yù)后、風(fēng)險(xiǎn)分層和反復(fù)監(jiān)測中也發(fā)揮著重要的臨床作用。
循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)基因檢測與腫瘤預(yù)后
循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)是一個(gè)出色的腫瘤預(yù)后標(biāo)志物。在FIRSTANA和PROSELICA兩項(xiàng)前瞻性三期臨床試驗(yàn)中,通過低通量全基因組測序?qū)ρh(huán)腫瘤DNA(ctDNA)進(jìn)行了測序。單因素分析和分層多因素分析顯示,循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)評分與前列腺癌的整體預(yù)后相關(guān)。腫瘤靶向藥物治療效果基因檢測利用ULP-WGS檢測到了24例乳腺癌腦轉(zhuǎn)移陽性患者中的高水平循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA),但未檢測到任何陰性循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)的患者。此外,循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)的診斷效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于目前的金標(biāo)準(zhǔn),即腦脊液細(xì)胞學(xué)和常規(guī)診斷方法MRI。此外,隨著患者接受硬膜外治療,循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)含量的降低與其延長生存期相關(guān)。在患者的腦脊液中連續(xù)檢測循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)可以預(yù)測硬膜外治療后疾病進(jìn)展。對于轉(zhuǎn)移性膀胱癌患者,循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)中FGFR3基因的變異與對厄達(dá)替尼的增加敏感性和患者的延長無進(jìn)展生存相關(guān)。通過實(shí)時(shí)定量甲基化PCR篩選BRCA1、SLFN11和USP44甲基化標(biāo)記物,對高級別漿液性卵巢癌患者的癌組織和外周血進(jìn)行了檢測?;加型砥诎┌Y患者的循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)中SLFN44的甲基化水平與無進(jìn)展生存差相關(guān)。一項(xiàng)涉及672名卵巢癌患者的薈萃分析顯示,循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)與腫瘤大小和分期有關(guān)。此外,較高水平的循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)與不良預(yù)后相關(guān)。因此,循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)可以被視為卵巢癌患者潛在的分子預(yù)后指標(biāo)。分子腫瘤負(fù)擔(dān)指數(shù)(mTBI)是與腫瘤進(jìn)展相關(guān)的術(shù)語。與乳腺癌初始腫瘤評估中mTBI > 0.02%的患者相比,mTBI < 0.02%的乳腺癌患者具有更好的無進(jìn)展生存和總體生存。循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)中的mTBI水平在臨床觀察或成像檢測到腫瘤體積減小之前呈顯著下降趨勢,表明mTBI可以作為乳腺癌的有效預(yù)后標(biāo)志物,有助于識別治療效果良好的患者并進(jìn)一步優(yōu)化其靶向治療。除了實(shí)體腫瘤外,循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)在神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤中仍然發(fā)揮著重要作用。在神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤中,循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)的存在與原發(fā)腫瘤的分級和位置相關(guān)。與循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)陰性患者相比,循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)陽性患者的總生存期較短,死亡風(fēng)險(xiǎn)較高,有助于預(yù)測腫瘤的進(jìn)展。循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)是否可以用于神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤的靶向藥物選擇和治療效果檢測?這是一個(gè)值得進(jìn)一步探索的問題,具有極其有意義和創(chuàng)新的方向。以血漿循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)中的腫瘤分?jǐn)?shù)(TF)作為指標(biāo),在1725名癌癥患者(198例轉(zhuǎn)移性去勢抵抗性前列腺癌,223例轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌,902例非小細(xì)胞肺癌和402例乳腺癌)中進(jìn)行了單因素/多因素分析。結(jié)果顯示,患者的整體生存期與TF > 10%獨(dú)立且一致相關(guān),使得癌癥治療的分級正確,減少了過度治療的可能性。腫瘤基因檢測的臨床應(yīng)用研究從11878個(gè)CpG位點(diǎn)中選擇了191個(gè)有意義的甲基化單體標(biāo)記物,并在晚期腺瘤和結(jié)直腸癌訓(xùn)練集中構(gòu)建了算法。在盲驗(yàn)證集中,晚期腺瘤和結(jié)直腸癌的AUC分別為0.903和0.937。與低甲基化水平患者相比,術(shù)前甲基化水平高的患者預(yù)后較差。
循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)基因檢測與腫瘤分子亞型的確定
癌癥通常是涉及多個(gè)基因的復(fù)雜疾病。不同階段具有不同的基因表達(dá)譜。癌癥的遺傳性、個(gè)體差異性和分子機(jī)制的復(fù)雜性各異。此外,根據(jù)其分子特征,癌癥可以分為不同的亞型。最常見的是基于人表皮生長因子受體(HER)致癌基因的分子亞型劃分?;贙i-67標(biāo)記指數(shù)用于檢測細(xì)胞增殖和分析雌激素(E)和孕激素受體(PgR)的狀態(tài),乳腺癌分為基底樣、卵泡樣A型和卵泡樣B型亞型。迫切需要針對不同癌癥亞型的正確治療策略,包括正確的診斷、預(yù)后分層、腫瘤分期、反復(fù)監(jiān)測和藥物研發(fā)。這些步驟可以提高治療效果,挽救癌癥患者的生命,并改善他們的生活質(zhì)量。最近發(fā)現(xiàn)循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)在癌癥的分子亞型劃分中也發(fā)揮作用。腫瘤分子診斷基因檢測從5000多名中國肺癌患者中提取了循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA),并發(fā)現(xiàn)不論肺癌是腺癌、鱗癌、腺鱗癌還是大細(xì)胞肺癌,非小細(xì)胞肺癌患者的循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)和bTMB水平均顯著低于小細(xì)胞肺癌患者(p < 0.001)。近期的研究報(bào)道了小細(xì)胞肺癌的亞型包含atonal bHLH轉(zhuǎn)錄因子1(ATOH1)、pOU類2 homeobox 3(POU2F3)、神經(jīng)分化因子1(NEUROD1)和achaete-scute類同源基因(ASCL1)。此外,根據(jù)對177個(gè)SCLC臨床樣本的分析,NEUROD1、ASCL1HE和雙陰性亞型是主要的亞型。在這項(xiàng)研究中,利用腫瘤的正確診斷基因檢測的研究中59個(gè)細(xì)胞系的甲基化測序數(shù)據(jù)篩選出了366個(gè)差異甲基化區(qū)域(DMR),通過高效的DMR,在56個(gè)SCLC臨床血樣本中成功區(qū)分了三個(gè)主要的SCLC亞型,分別占73%、13%和14%,并通過免疫組化結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。對于絕大多數(shù)原發(fā)性轉(zhuǎn)移性去勢敏感型前列腺癌(mCSPC)患者來說,僅通過腫瘤組織和cfDNA測序無法提供關(guān)于患者的體細(xì)胞信息。循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)和組織的聯(lián)合應(yīng)用揭示了mCSPC患者的基因水平變化,如廣泛的TP53突變和MSH2截短突變。因此,這是一種評估腫瘤分子亞型的有利方法,為癌癥患者的下一步靶向治療策略的開發(fā)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。此外,腫瘤基于分子機(jī)理的先進(jìn)診斷檢測優(yōu)化了一種基于WGBS的循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)甲基化檢測方法,并確定了15個(gè)甲基化生物標(biāo)志物(DMR),可顯著區(qū)分早期和晚期乳腺癌患者與健康志愿者(AUC: 0.996)。此外,鑒定了12個(gè)循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA) DMRs作為區(qū)分乳腺癌臨床亞型的潛在生物標(biāo)志物,在38例乳腺癌患者的訓(xùn)練集和123例患者的驗(yàn)證集中得到了驗(yàn)證。這12個(gè)生物標(biāo)志物可以有效區(qū)分ER(+)和ER(-)乳腺癌患者(AUC值分別為0.984和0.780,靈敏度分別為93%和73%,特異度分別為93%和87%)。該方法也適用于肝細(xì)胞癌和肺癌,并能有效區(qū)分它們的分子亞型。總之,循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)也可以揭示與腫瘤分型相關(guān)的分子標(biāo)志物,為腫瘤分型做出貢獻(xiàn)。
循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)基因檢測與腫瘤的反復(fù)監(jiān)測
循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)在腫瘤反復(fù)監(jiān)測中起著重要作用。例如,術(shù)后檢測到胃癌患者的循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)突變,其中6名患者出現(xiàn)癌癥反復(fù)并死于癌癥轉(zhuǎn)移引起的并發(fā)癥。相反,11名無循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)突變的患者在手術(shù)后沒有反復(fù)并且生活質(zhì)量良好,這表明循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)有潛力成為胃癌患者術(shù)后預(yù)后和反復(fù)監(jiān)測的檢測參數(shù)。腫瘤的反復(fù)監(jiān)測基因檢測構(gòu)建了長期循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)分析和時(shí)間至反復(fù)的聯(lián)合模型。與傳統(tǒng)的Cox方法相比,聯(lián)合模型對非小細(xì)胞肺癌的反復(fù)具有更好的預(yù)測潛力。隨著隨訪時(shí)間的延長,患者P062的循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)水平保持不變,反復(fù)率較低,病情穩(wěn)定。相反,患者P017的循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)水平逐漸增加,模型預(yù)測反復(fù)風(fēng)險(xiǎn)顯著增加,最后一次隨訪后不久就發(fā)生了反復(fù),這表明該模型能夠?qū)崿F(xiàn)對非小細(xì)胞肺癌患者循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)水平的動態(tài)監(jiān)測和反復(fù)風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測。根據(jù)預(yù)測結(jié)果,提前使用新輔助化療改善患者的預(yù)后。在肝細(xì)胞癌切除術(shù)后,循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)的陽性率顯著降低。與未達(dá)到重大病理學(xué)反應(yīng)(MPR)或有效病理學(xué)切除的患者相比,MPR患者的循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)含量較低。新輔助治療后,MPR患者的循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)陽性率從33.3%增加到83.3%,而非MPR患者的循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)也呈上升趨勢。在幾個(gè)已確診患者中,正確驗(yàn)證了循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)的上升趨勢與癌癥反復(fù)的相關(guān)性,表明循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)可能在評估臨床病理學(xué)反應(yīng)和腫瘤反復(fù)中發(fā)揮作用。盡管先前的研究發(fā)現(xiàn),癌癥患者的血液循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)變化與疾病進(jìn)展有關(guān),但仍需要對患者的病變組織進(jìn)行測序,將循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)突變與腫瘤原始突變對齊,以確保檢測的有效性。然而,對于一些患者來說,獲取組織樣本并不容易,由于腫瘤的異質(zhì)性,外科醫(yī)生獲取的組織樣本中的突變類型可能與循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)中的突變類型有很大不同。正如腫瘤的反復(fù)監(jiān)測所展示的,結(jié)合循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)基因組學(xué)和表觀遺傳學(xué)在結(jié)直腸癌患者中的應(yīng)用可以利用僅使用血漿樣本評估患者的反復(fù)和預(yù)后,并實(shí)現(xiàn)縱向疾病監(jiān)測。全新輔助治療對于局部晚期直腸癌患者是一種有效的治療方法。在GEMCAD 1402多中心臨床試驗(yàn)中,腫瘤的反復(fù)監(jiān)測基因檢測對180名直腸癌患者進(jìn)行了術(shù)前和術(shù)后的定期隨訪。結(jié)果顯示,術(shù)前的循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)水平可以預(yù)測患者對全新輔助治療的反應(yīng)以及反復(fù)和生存情況。此外,術(shù)前循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)陽性的9名患者出現(xiàn)疾病轉(zhuǎn)移,其中7名患者出現(xiàn)單器官轉(zhuǎn)移,2名患者出現(xiàn)多器官轉(zhuǎn)移。術(shù)前循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)對肝轉(zhuǎn)移的敏感性和特異性較高(分別為75%和90%)。然而,在肺和腹膜反復(fù)的患者中術(shù)前檢測循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)較困難,這表明循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)與患者的反復(fù)部位有關(guān)。這個(gè)結(jié)論需要在更大的臨床樣本中進(jìn)一步驗(yàn)證。在結(jié)直腸癌中,循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)陽性表示腫瘤反復(fù)的高效。共有125名患者在手術(shù)前接受了循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)檢測,其中122名患者的循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)為陽性。手術(shù)后,16名反復(fù)患者中有14名的循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)為陽性。接受手術(shù)后30天,循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)陽性患者的反復(fù)率顯著高于循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)陰性患者。不僅手術(shù)切除表現(xiàn)出這種現(xiàn)象,接受新輔助化療的患者也是如此。所有7名循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)陽性的患者在新輔助化療后反復(fù)。體內(nèi)殘留少量腫瘤細(xì)胞稱為極低殘余?。∕RD)。在腫瘤的反復(fù)監(jiān)測的論文中,基于循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)的MRD與轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者的無病生存顯著負(fù)相關(guān)(p < 0.001),表明它可以成為轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌的預(yù)后因素。此外,循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)結(jié)合生物標(biāo)志物CEA也具有良好的預(yù)后效果。此外,循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)在MRD和預(yù)測黑色素瘤、肺癌、局部結(jié)直腸癌、胰腺導(dǎo)管腺癌等癌癥的反復(fù)中的作用逐漸得到確認(rèn)。
循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)基因檢測與臨床用藥指導(dǎo)
藥物治療,無論是化療還是免疫療法,都是個(gè)體化選擇。在經(jīng)過一段時(shí)間的藥物治療后,一些患者會產(chǎn)生耐藥性。通過循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)檢測,患者可以接受個(gè)體化的藥物治療,選擇更有利的藥物進(jìn)行治療。對于III期結(jié)直腸癌患者,輔助化療的治療高效,但對于手術(shù)治療效果不佳的II期癌癥患者,輔助化療的臨床益處尚不清楚。一項(xiàng)名為DYNAMIC的隨機(jī)試驗(yàn)旨在評估以循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)為指導(dǎo)的方法是否能在不影響反復(fù)風(fēng)險(xiǎn)的情況下減少輔助治療的使用頻率。該試驗(yàn)包括302名接受循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)指導(dǎo)管理的患者和153名接受標(biāo)準(zhǔn)管理的患者,結(jié)果顯示與標(biāo)準(zhǔn)管理相比,循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)檢測可以減少II期結(jié)直腸癌患者的輔助治療使用,并不損害無反復(fù)生存率。因此,循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)檢測可以預(yù)測II期結(jié)直腸癌患者是否能從輔助化療中受益,從而減少患者的心理和生理損傷以及不必要的醫(yī)療費(fèi)用。在評估接受CDK4/6抑制劑治療的HR+/HER2+晚期乳腺癌(ABC)患者的總生存率的探索性分析中,PALOMA-3試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)中沒有TP53/PIK3CA/ESR2突變的患者在接受帕博西尼加富勒韋的治療時(shí)表現(xiàn)出更好的總生存率和無進(jìn)展生存期,表明循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)中的驅(qū)動基因突變可以為臨床醫(yī)療管理提供預(yù)測價(jià)值。腫瘤正確用藥基因檢測構(gòu)建了基于循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)測序的腫瘤突變(TMI)模型,結(jié)合循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)中的血腫瘤突變負(fù)荷(bTMB)。敏感性血腫瘤突變負(fù)荷(sbTMB)和易感性評分(UMS)被用來評估非小細(xì)胞肺癌患者是否能從抗血管生成抑制劑安羅替尼、化療藥物多西他賽或免疫檢查點(diǎn)抑制劑阿特伊珠單抗中獲益。該模型包括許多影響因素,如:(a)多級基因突變,(b)臨床特征(包括病理類型、驅(qū)動基因狀態(tài)、轉(zhuǎn)移數(shù)量、性別和吸煙史)和(c)通過TMI和bTMB在化學(xué)免疫治療或免疫治療之間的臨床效果比較。此外,TMI能夠有效預(yù)測非小細(xì)胞肺癌患者對多西他賽或阿特伊珠單抗的反應(yīng),可被認(rèn)為是一種理想的生物標(biāo)志物。此外,接受阿特伊珠單抗治療的低TMI患者通常顯示出改善的總生存率。根據(jù)正確治療的原則,正確的藥物選擇可以減少醫(yī)療資源的浪費(fèi),避免對患者進(jìn)行無效治療的可能性。由循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)得出的TMI可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),并且該方法并不僅局限于非小細(xì)胞肺癌。在各種癌癥中建立相應(yīng)的TMI模型是通用的。在用抗EGFR單克隆抗體治療RAS野生型轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者時(shí),經(jīng)過一段時(shí)間的治療后出現(xiàn)RAS、BRAF和EGFR基因等的耐藥突變將大大降低患者的治療效果,而這些突變可以在患者的外周血中檢測到。因此,一項(xiàng)名為CHRONOS的開放標(biāo)簽、單臂II期臨床試驗(yàn)新穎提出在接受EGFR單克隆抗體帕尼單抗治療的患者中檢測耐藥突變,以指導(dǎo)正確的臨床用藥,以避免毒副反應(yīng)和無效治療。在52名患者中的帕尼單抗治療過程中,使用ddPCR監(jiān)測由KRAS、BRAF和EGFR細(xì)胞外區(qū)域(ECD)組成的循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)突變面板。16名治療效果不佳的患者中至少有一個(gè)耐藥突變,提示耐藥突變的出現(xiàn)與帕尼單抗的失敗有關(guān)。根據(jù)作者提出的“零突變循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)篩查”原則,36名沒有循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)突變的患者在試驗(yàn)中繼續(xù)接受帕尼單抗治療。循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)的檢測可以預(yù)測患者的治療反應(yīng),并且循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)提供的治療時(shí)間比事先提供的更個(gè)性化和正確。簡而言之,在CHRONOS試驗(yàn)中,通過檢測循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)突變,可以最大化帕尼單抗治療轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者的治療效果,避免了不良反應(yīng),并為具有循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)突變的患者提供更正確的治療策略。
在評估是否血腫瘤突變負(fù)荷(bTMB)可以成為肺腺癌局部晚期或轉(zhuǎn)移性III期B-IVB患者的免疫療法新生物標(biāo)志物的II期B-F1RST試驗(yàn)中,意圖治療患者的客觀緩解率會隨bTMB的閾值值的變化而改變。最終,該試驗(yàn)報(bào)告顯示bTMB與較長的總生存期呈正相關(guān),表明bTMB可以成為患者免疫療法的另一個(gè)預(yù)測性生物標(biāo)志物。
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