礼想家middot肿瘤解析ctDNA [复制链接]

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序言

循环肿瘤DNA（ctDNA）是由凋亡/坏死的肿瘤细胞产生并排放到血液循环中的无细胞DNA（Cell-FreeDNA，cfDNA）的一部分。恶性肿瘤细胞的更替速度远高于正常细胞，产生大量细胞碎片，浸润的吞噬细胞从组织中释放坏死和凋亡的细胞碎片,从而将坏死和凋亡细胞碎片中的生物分子（包括ctDNA）清除到循环系统中，而这些ctDNA可能携带与原发肿瘤相似的基因改变和突变。研究发现治疗早期ctDNA水平的定量变化（即ctDNA动力学）或可反映出患者对治疗的反应，并且可能要早于放射学反应，随着大量研究的进行，目前其已显示出成为治疗效果的早期指标的潜力。

对于患者来说，在治疗早期明晰疗效，有助于及时的调整治疗方案，达到疗效的同时，规避无效治疗带来的临床*性及经济负担，因此探索治疗早期ctDNA动力学的研究意义重大。本期栏目特别邀请了广州医院郑燕芳教授，为我们解析手术、放疗及化疗中，早期ctDNA动力学的研究进展。

专家简介

郑燕芳教授

教授、主任医师、博士生导师

广州医院肿瘤大内科主任

广州医院肿瘤学教研室主任

广州医科大学“南山学者”特聘教授

广东省中西医结合学会肿瘤生物治疗专委会主任委员

中国生物医学工程学会肿瘤靶向治疗技术分会候任主任委员

广东省细胞生物学学会常务副理事长、秘书长

广东省抗癌学会生物治疗专业委员会副主任委员

广东省基层医药学会中西医结合肿瘤专委会副主任委员

广东省基层医药学会肺癌专委会副主任委员

广东省临床医学学会肺癌与肺转移瘤专业委员会副主任委员

美国医学会、美国医师联合会会员

美国执业医师、留美博士后

*以上照片使用已获得专家知情同意

01

手术

研究显示创伤和手术后非特异性cfDNA水平升高，与手术程序及手术适应症无关。例如，在恶性肿瘤切除以及髋关节置换术和内镜减压后均观察到cfDNA显著增加，cfDNA增加的水平高达8倍，并持续长达4周（因手术而异）。但在肿瘤学手术中，与cfDNA相比，ctDNA表现出相反的动力学。例如，在结直肠癌（CRC）完全切除（R0）的患者中，出院当天（术后2-10天）观察到ctDNA水平急剧下降，ctDNA中位下降99%。这种降低大多发生在术后24小时，半衰期估计值为min。最近，DYNAMIC研究检测了肺癌切除患者术后ctDNA水平的快速变化，收集了术后5min、30min、2小时、24小时、3天和30天的样本。中位ctDNA半衰期估计值短于上述CRC研究（35min），可能是由于更精细的时间分辨率。与楔形切除术相比，接受肺叶切除术的患者在术后5min观察到短暂的ctDNA峰值。另一方面，不完全切除与ctDNA的延迟清除相关。不完全切除的CRC患者在术后前24小时内ctDNA下降较慢甚至升高，可能是由于术中残留肿瘤组织的损伤。在DYNAMIC中，尽管所有患者均完全切除，但后来发现有微小残留病灶（MRD）的患者ctDNA的半衰期显著延长（.2minvs29.7min）。并且所有术后第3天ctDNA未清除的患者均在随访后期复发或死亡，这提示ctDNA快速清除可能具有预后意义。

早期的研究结果表明，较慢的ctDNA衰减速度与不完全切除和MRD相关，这可能使早期预测复发风险和区分患者是否需要接受短期术后治疗成为可能。但由于这些研究大多是回顾性的，因此在术后检测ctDNA的时间点不同，需要前瞻性试验来确定适合的检测时间。术后早期ctDNA动力学是一个有前景的潜在复发风险预测性生物标志物，需要进一步研究才能用于临床。

02

放疗

一部分患者在放疗开始后的几天内表现出ctDNA的短暂峰值，随后，大多数接受根治性放疗的患者在治疗的过程中表现出ctDNA水平稳步下降（可在第2周和第3周测量到），下降的中位半衰期估计为3-8天。大多数患者ctDNA可以完全清除，在治疗结束时，残留的ctDNA是不良预后的标志物。然而，一些即使在治疗结束后没有检测到ctDNA的患者仍然会复发。

这就提出了一个问题，即放射治疗期间监测ctDNA动力学是否可以早期发现高危疾病，为强化治疗提供机会之窗，例如，通过扩大治疗范围或添加免疫检查点抑制剂等同步全身治疗。相反，ctDNA快速清除的患者可以通过停止放射增敏化疗和/或缩短疗程来降低剂量。适应性临床试验是评估早期ctDNA动力学指导的治疗优化的潜在策略。在升级试验中，低于阈值ctDNA水平（表明生化反应差）的患者可以随机分配到治疗升级队列，目标是改善疾病控制而不是持续的标准管理。相反，在降级试验中，ctDNA水平超过阈值（出色的生化反应）的患者可以随机接受预定的降级治疗，希望在获得非劣效结果的同时减少*性。

基于ctDNA水平的适应性设计

目前，瞬时峰值和衰减阶段都已被检查用于治疗监测，并且可以据此进行患者分层，以进行早期治疗修改。一项研究假设瞬时峰值是由短暂的快速细胞死亡引起的，是治疗反应的潜在指标，峰值时间可预测接受诱导化疗后放化疗的鼻咽癌（NPC）患者的治疗反应。这项对名接受诱导化疗后放化疗的非转移性鼻咽癌患者的Epstein-Barr病*（EBV）DNA研究描述了八种不同的ctDNA动力学模式。在早期诱导化疗阶段具有短暂峰值的样本比在后期放化疗阶段具有短暂峰值的样本有显著的更好的治疗结果。考虑到治疗方式的差异，研究者假设晚期短暂的峰值可能预示着化疗耐药的亚克隆，因此预示着复发风险增加。

不同时间点的ctDNA衰减阶段的速率和清除的完整性各不相同，目前已经在各种时间分辨率下进行了研究。简单的方法是在基线、治疗结束和一个治疗中期时间点采集ctDNA。首次在名局部晚期NPC患者中研究了治疗中期的ctDNA水平，研究显示治疗中期EBVDNA与较差的远处复发率、PFS以及OS相关，增加采样可以更精细地观察ctDNA动力学和更精确地估计衰变半衰期。此外，一项接受根治性调强放疗联合同步化疗的非转移性NPC研究证明了半衰期的重要性，其中清除半衰期可预测PFS。虽然放疗后EBVDNA水平比放疗中期水平是更准确的不良预后标志物，但放疗中期EBVDNA可能是复发风险的敏感早期预测指标。ctDNA清除延迟可能是由于放射抗性、不完整的肿瘤覆盖或隐匿的区域/远处肿瘤扩展。

03

化疗

关于化疗中ctDNA动力学最一致的发现是，无论临床反应如何，ctDNA水平在治疗的前几天内下降，而大幅度下降通常与结局改善相关。然而，不太一致的是，在部分患者中观察到化疗后ctDNA出现短暂峰值，而在另一部分患者中观察到治疗后ctDNA水平立即下降。一些研究表明，这些峰值可能预测出最终的放射学反应。例如，在一项53例结直肠癌（CRC）患者的前瞻性试验中，4例患者在第3天出现一过性峰值，并且这4名患者中有3名对标准一线化疗反应良好。

确定ctDNA水平到达低谷的时间也可以提供化疗反应的早期线索，有助于优化ctDNA采样的时间。尽管一些研究已经解决了这个问题，但由于采血时间和ctDNA检测方法的差异，目前还没有明确的结论。目前预估的低谷值并不相同，例如接受以吉西他滨为基础的化疗胰腺癌患者为首次给药后2周，接受诱导化疗的尤文肉瘤患者为给药后3周以及高级别浆液性卵巢癌患者治疗后的37天。

ctDNA的清除被认为是不同肿瘤类型化疗患者缓解和生存的稳健的生物标志物。此外，在特定的肿瘤类型中有证据表明，化疗前几周内未出现早期ctDNA清除可预测复发。然而，ctDNA清除可能延迟或不完全，因此需要研究探索治疗早期ctDNA水平与基线相比变化多少才可以在放射学评估之前预测治疗结果，图2总结了几项相应研究及其研究结果。

图2.相关研究及研究结果汇总

使用ctDNA动力学作为预测因素的主要障碍之一是确定测量变化的合适时间点，这可能因肿瘤生物学或药物机制而异。Osumi的结果强调了早期时间点可以支持更迅速的临床决策，但代价是预测最终治疗反应或进展的敏感性较差。BEECH研究（一项在晚期雌激素受体阳性乳腺癌中评价紫杉醇±AKT抑制剂的随机II期研究）为选择ctDNA分析的合适时间点提供了一种创新的方法。即设立一个探索队列，每周进行强化血浆分析，持续4周，治疗后第28天被确定为预测PFS的最佳时间点，随后在验证队列中得到证实。

ctDNA动力学可能有助于预测潜在治愈情况下的反应，如新辅助化疗。I-SPY-2临床试验评估了58例接受新辅助化疗（蒽环类药物序贯紫杉醇）±AKT抑制剂治疗的早期乳腺癌患者的ctDNA动力学。研究中患者ctDNA阳性率从基线时的73%下降到3周后的35%，蒽环类药物结束时的14%，到所有化疗结束时的9%。在3周的早期时间点，ctDNA清除的患者更有可能获得病理学完全缓解（48%vs.17%），即使他们没有获得病理学完全缓解，也有更长的无复发生存期。无论变化方向如何，可检测到ctDNA的患者均可被预测到转移复发。这些发现表明，如果ctDNA在治疗早期没有显著下降，有机会更改治疗方案或加入额外的疗法。

总之，早期基于突变基因的ctDNA的ctDNA动力学似乎可以预测化疗的结果。而且，还有其他ctDNA标记物也被认为是治疗反应的预测因子，如CRC患者的甲基化ctDNA动力学或某些淋巴瘤和NPC的病*相关DNA动力学。

04

点评

与肿瘤组织检测相比，ctDNA检测的突出优点是使癌症生物分子检测无创，且检测样本在肿瘤的治疗进程中更容易获得。近些年来，ctDNA检测技术长足进展，来自已发表和正在进行的研究的全部证据显示，从ctDNA中收集治疗有效性早期指标的能力稳步进展，提高了检测的灵敏度及精确度。除此之外，众多小型研究探索了ctDNA检测合适时间点及治疗指标，例如上文介绍的化疗中对治疗指标的探索。使用ctDNA动力学作为预测生物标志物可能能够在癌症治疗早期进行快速调整，有望通过改善患者治疗方案来改善结局。

参考文献：

[1]Sanz-GarciaE,etal.SciAdv.Jan28;8(4):eabi.doi:10./sciadv.abi.EpubJan26.PMID:;PMCIDMC.

[2]WuX,etal.IntJBiolSci.Mar5;16(9):-.doi:10./ijbs..PMID:;PMCIDMC.

[3]WanJCM,etal.NatRevCancer.Apr;17(4):-.doi:10.8/nrc..7.EpubFeb24.PMID:.

文档编号：PP-ON-CN-

责任编辑

玲娜黛露

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