ctDNA进行微小残留病灶监测和疾病复发预测
评价者: 李子明1, 陆舜1, 文献合成者: 陈梓豪2
1. 上海交通大学医学院附属胸科医院、上海市肺部肿瘤临床医学中心, 上海 200030
2. 广东省人民医院肿瘤中心、广东省医学科学院、广东省肺癌研究所, 广州 510080
作者简介:
陆舜,临床医学博士,主任医师,博士研究生导师,国家科技部重点专项首席专家,国务院特殊津贴获得者,二级教授,上海市劳模,上海市领军人才,上海市优秀学术带头人,上海市优秀医苑新星; 目前担任上海交通大学附属胸科医院肿瘤科主任,上海市肺部肿瘤临床医学中心主任; 作为第一负责人承担国家科技部重点专项、科技部国际合作课题、国家自然基金重点项目、面上项目等多项课题; 2018年获得“仁心医者·上海市杰出专科医师奖”提名奖,2019年获得“国之名医”称号; 作为第一负责人获得中国抗癌协会一等奖、上海市医学科技奖一等奖、华夏医学科技奖二等奖及上海市科技进步一等奖。
作为第一/通讯作者发表SCI论著90余篇,包括《J Clin Oncol》、《Proc Natl Acad Sci U S A》、《Nat Commun》、《Ann Oncol》、《Clin Cancer Res》等知名杂志,总IF值338.8; 目前担任美国临床肿瘤学会(ASCO)多学科诊治小组(MCMC)成员,亚太区协会中国代表、国际肺癌研究会(IASLC)组织委员会、出版委员会委员,国际肺癌研究会官方杂志《J Thorac Oncol》副主编,《Lung Cancer》副主编,《Oncologist》杂志编委,中国抗癌协会肺癌专业委员会主任委员、中华医学会肿瘤学会委员、中国临床肿瘤学会(CSCO)常务理事、希斯科基金会副理事长、上海市医学会肿瘤学会主任委员等职务; 作为知名专家参与多项国际肺癌指南的制定。
关键词: ctDNA; 围术期; 非小细胞肺癌
中图分类号: R734.2 文献标识码: A 收稿日期: 2021-01-24
Monitoring of Minimal Residual Disease And Prediction of Disease Recurrence by ctDNA
Reviewers:LI Zi-ming1, LU Shun1, Literature Co-worker:CHEN Zi-hao2
Reviewer's address: Department of Shanghai Lung Cancer Center, Shanghai Chest Hospital, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200030, China
Key words: ctDNA; perioperative; non-small cell lung cancer
1 文献来源

Chen K, Zhao H, Shi Y, et al. Perioperative dynamic changes in circulating tumor DNA in patients with lung cancer (DYNAMIC)[J]. Clin Cancer Res, 2019, 25(23):7058-7067.

2 证据水平

1b。

3 背 景

既往研究表明, 循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA, ctDNA)水平反映了全身性肿瘤总负担。完全手术后, ctDNA水平应降低, 并且随着肿瘤复发而升高。尚未有研究调查早期癌症患者中ctDNA的精确围手术期动态变化。

4 目 的

监测ctDNA的围手术期动态变化, 并确定基于ctDNA的监测对肺癌手术患者的适当检测时间。

5 研究设计

• 研究条件:中国北京大学人民医院牵头的DYNAMIC研究(NCT02965391)。

• 研究方法:单中心, 前瞻性临床试验。

• 研究时间:2016年11月至2019年11月。

• 研究对象:18岁及以上单原发非纯磨玻璃结节R0切除, 205例经病理学诊断为NSCLC的连续患者接受术前抽血。

• 干预措施:研究的入组与ctDNA监测方案见图1。

图1 DYNAMIC研究的入组与ctDNA监测方案

• 评价指标:主要研究终点为手术后ctDNA的半衰期, 手术前后ctDNA水平的变化, 手术后循环肿瘤DNA水平与肿瘤复发的相关性, 术后ctDNA水平与临床特征的相关性。

6 主要结果

36例患者在术前(A时点)可检测到的突变并最终入组, 其中肿瘤最大面积与ctDNA检出含量显著相关。A、B、C和D时点的平均突变等位基因频率分别为2.72%、2.11%、1.14%和0.17%, ctDNA中位半衰期为35.0 min。

微小残留病灶(minimal residual disease, MRD)阳性患者的ctDNA半衰期明显长于MRD阴性者(103.2 min vs. 29.7 min, P=0.001), P1时点可检测到ctDNA对比检测不到ctDNA患者的无复发生存期(recurrence-free survival, RFS)分别为528天和543天(P=0.657), 而在P2时点分别为278天和637天(P=0.002)。

ctDNA监测较影像学提前165天发现肿瘤复发, 且在17例术后辅助治疗患者中ctDNA检出与辅助治疗疗效相关。

7 结 论

根治性肿瘤切除术后血浆ctDNA呈显著下降趋势。R0切除后第3天的ctDNA检测可作为术后肺癌监测的基线值。

8 评 论

肺癌术后的微小残留病灶(MRD)与肿瘤复发密切相关, 如何更早更准的筛选出术后复发高危患者, 是提高早期肺癌术后生存的关键。既往基于影像学的随访方式已达瓶颈, 随着基因测序技术的发展, 基于液体活检的循环肿瘤DNA(ctDNA)检测具有广泛的应用价值, 获取检测标本的非侵袭性、突破肿瘤的空间异质性等特点赋予其广阔的研究价值及临床应用前景。

近期北京大学人民医院胸外科王俊教授团队开展的DYNAMIC研究通过对接受根治性手术的早期肺癌患者进行术前、术中和术后不同时间点血液样本的ctDNA定量检测, 探讨了围手术期ctDNA的代谢动力学特征。研究设计为前瞻性(NCT02965391)队列入组, 对围手术期预先设定的多个精准时间点进行采血(包括术前, 肿瘤离体5分钟、30分钟、2小时、1天、3天及术后长期的动态随访)。通过对检测到的变异等位基因的频率进行计算, 发现肿瘤R0切除术后血浆ctDNA浓度呈快速下降趋势, 根据指数模型计算ctDNA中位半衰期仅为35分钟。研究证实了循环肿瘤DNA在体内半衰期很短, 可以动态、实时的监测肿瘤患者治疗疗效, 术后3天是合理的进行术后MRD监测的时间点。

理论上, ctDNA反映了肿瘤负荷, 那么ctDNA水平应随着肿瘤再生长而增加。因此在以治愈为目的的根治性手术后, 使用ctDNA可以作为疾病复发的早期预警指标, 并且可以指导辅助治疗决策或早期干预, 并且ctDNA的优点还在于易于纵向动态血液样本采集。目前临床上越来越多的证据支持将ctDNA作为可以预测癌症治疗疗效的生物标志物。首次强调ctDNA在MRD监测中的应用研究是由Turner等在分析了55例高复发风险的早期乳腺癌患者的前瞻性队列后的报道[1]。该研究显示, ctDNA检测在治疗结束时预测疾病复发有很高的准确性, 比临床监测提前7.9个月检测到疾病复发。同样这个队列的后续研究表明, 早期乳腺癌患者随访期间检测ctDNA与复发相关[风险比(hazard ratio, HR) 25.2]; 诊断时检测ctDNA也与无复发生存相关(HR 5.8)。在该队列中, ctDNA检测较临床检测的中位提前时间为10.7个月[2]。类似的研究也已报道, 在多种类型肿瘤, 包括肾癌、乳腺癌、胰腺癌和肺癌, 无病生存期和ctDNA检测之间存在相关性[3]。有研究表明监测多个突变而不是单个点突变可以增加ctDNA检测MRD的敏感度[4]

未来为每个患者量身定制相关的突变检测是一种趋势, 可以选择检测所有驱动基因或主干驱动基因, 以便进行高度敏感的MRD监测。在TRACERx研究中[5], 研究者发现根治性手术后的肺腺癌和肺鳞癌患者中位突变数分别为18.5和28, 在13/14(93%)的患者中检测到至少两个单核苷酸变异(single-nucleotide variant, SNV), 这些患者通过检测ctDNA较影像学发现疾病复发平均提前约70天。这些初步结果表明, 对以根治为目的临床管理中, 进行个体化ctDNA追踪有很大的临床价值。

DYNAMIC研究是国际第一项精确评估ctDNA围手术期动态变化的前瞻性研究, 也是亚洲第一项应用ctDNA监测肺癌术后MRD的研究, 为围术期ctDNA监测的可行性与有效性增添了有力证据。未来值得考虑的第一个问题在于仍需要大规模临床试验规范ctDNA检测技术及分析平台, 并深入探究围术期化疗/靶向/免疫治疗过程中可否利用ctDNA检测指导个体化精准治疗。目前正在开展的两项全球性的前瞻性临床研究(MERMAID-1与MERMAID-2)将会回答这个问题。MERMAID-1研究是入组完整手术后Ⅱ ~Ⅲ 期NSCLC, 分别给予durvalumab/安慰剂+化疗治疗, 首要研究终点是MRD+患者的无进展生存期(progression-free survival, PFS); MERMAID-2研究是入组完整手术后Ⅱ ~Ⅲ 期MRD+的NSCLC, 术后辅助治疗后分别给予durvalumab或安慰剂, 首要研究终点是程序性死亡配体(programmed death ligand 1, PD-L1)> 1%患者的PFS。未来值得探讨的另一个问题在于采取什么样的检测panel。小panel的数字聚合酶链式反应(polymerase chain reaction, PCR)测序成本较低, 敏感度较高, 但是包含的信息有限; 使用大panel和全基因组的二代测序(next generation sequencing, NGS)往往灵敏度较低, 成本较高, 但有可能提供更多的信息。具体的选择可能取决于所需要解决的临床问题。未来还值得讨论的一个问题在于是否需要基于RNA检测MRD?我们还需要更多的研究来回答这个问题。

参考文献
[1] GARCIA-MURILLAS I, SCHIAVON G, WEIGELT B, et al. Mutation tracking in circulating tumor DNA predicts relapse in early breast cancer[J]. Sci Transl Med, 2015, 7(302): 302ra133. [本文引用:1]
[2] GARCIA-MURILLAS I, CHOPRA N, COMINO-ME´ NDEZ I, et al. Assessment of molecular relapse detection in early-stage breast cancer[J]. JAMA Oncol, 2019, 5(10): 1473-1478. [本文引用:1]
[3] COAKLEY M, GARCIA-MURILLAS I, TURNER N C. Molecular residual disease and adjuvant trial design in solid tumors[J]. Clin Cancer Res, 2019, 25(20): 6026-6034. [本文引用:1]
[4] NEWMAN A M, BRATMAN S V, TO J, et al. An ultrasensitive method for quantitating circulating tumor DNA with broad patient coverage[J]. Nat Med, 2014, 20(5): 548-554. [本文引用:1]
[5] ABBOSH C, BIRKBAK N J, WILSON G A, et al. Phylogenetic ctDNA analysis depicts early-stage lung cancer evolution[J]. Nature, 2017, 545(7655): 446-451. [本文引用:1]