液體活檢MRD在肺癌中的應(yīng)用及探討*

鄭 杰,何 勇

(陸軍特色醫(yī)學(xué)中心呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科,重慶 400042)

液體活檢技術(shù)近年來發(fā)展迅速,其無創(chuàng)、實(shí)時(shí)、克服腫瘤異質(zhì)性等特點(diǎn)使該技術(shù)在腫瘤篩查、診斷和療效判斷中得到了廣泛應(yīng)用[1]。液體活檢標(biāo)本可來源于血液、胸腹腔積液、腦脊液、唾液、尿液等[2]。檢測技術(shù)包括循環(huán)腫瘤細(xì)胞(circulating tumor cell,CTC)、循環(huán)游離細(xì)胞DNA(cell free DNA,cfDNA)、循環(huán)腫瘤DNA(circulating tumor DNA,ctDNA)、循環(huán)游離細(xì)胞RNA(cell free RNA,cfRNA)、外泌體等[3]。由于檢測技術(shù)的成熟度及檢測成本的可行性,目前ctDNA的檢測在臨床上應(yīng)用最廣泛,尤其在肺癌領(lǐng)域,ctDNA檢測對(duì)指導(dǎo)患者的精準(zhǔn)治療和全程管理發(fā)揮了重要的作用[4]。

通過ctDNA不僅可以檢測基因的多種變異形式,包括相關(guān)基因的點(diǎn)突變、插入/缺失、重排及融合、拷貝數(shù)變異;還可實(shí)現(xiàn)多基因平行檢測,發(fā)現(xiàn)和腫瘤相關(guān)的已知或未知基因[5]。隨著近年來液體活檢技術(shù)靈敏度不斷提高,ctDNA成為檢測微小殘留病灶(minimal residual disease,MRD)的重要手段,ctDNA-MRD的檢測要求除了須覆蓋Ⅰ類突變基因和Ⅱ類突變基因外,同時(shí)須穩(wěn)定檢出豐度低于0.02%的ctDNA。目前,ctDNA-MRD對(duì)MRD的精準(zhǔn)反應(yīng)使其在肺癌篩查診斷、預(yù)后判斷、療效監(jiān)測和發(fā)現(xiàn)耐藥機(jī)制等各方面得到廣泛應(yīng)用。對(duì)于組織標(biāo)本獲取困難的早期肺癌患者,ctDNA可作為經(jīng)濟(jì)、無創(chuàng)的篩查標(biāo)志物[6];對(duì)于接受根治性治療的早期或局部晚期肺癌患者,ctDNA動(dòng)態(tài)監(jiān)測可及早檢出MRD,預(yù)測復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)[7];對(duì)于晚期肺癌患者,接受靶向治療和免疫治療過程中進(jìn)行MRD監(jiān)測可指導(dǎo)療效評(píng)估和發(fā)現(xiàn)耐藥機(jī)制[5,7]。目前ctDNA應(yīng)用場景被不斷拓展,肺癌MRD檢測受到極大的關(guān)注。

1 MRD的定義、特征與檢測

MRD是指經(jīng)局部和/或系統(tǒng)性治療后,機(jī)體內(nèi)殘留少量腫瘤細(xì)胞不能被常規(guī)的影像學(xué)或其他實(shí)驗(yàn)室方法發(fā)現(xiàn),但能通過液體活檢發(fā)現(xiàn)癌來源的分子異常,可能代表著實(shí)體瘤的持續(xù)存在和臨床進(jìn)展。MRD在臨床中除指“分子殘留病灶(molecular residual disease,MRD)”外,還表示“可測量殘留病灶(measurable residue disease,MRD)”。在沒有疾病影像學(xué)證據(jù)的情況下,MRD提示了在手術(shù)切除(或其他根治性治療)后腫瘤的存在,是評(píng)估腫瘤是否“清零”的新標(biāo)準(zhǔn)[8]。

一些常見臨床因素可能對(duì)MRD檢測產(chǎn)生影響,如腫瘤類型、疾病程度、個(gè)體腫瘤生物學(xué),腫瘤轉(zhuǎn)移的位置等。不容易脫落的腫瘤如腦腫瘤、甲狀腺癌和腎細(xì)胞癌,其血液中的ctDNA較少,會(huì)增加 MRD檢測難度。此外,一些其他因素,如外科手術(shù)、化療、患者體重、妊娠、感染可增加cfDNA總量,導(dǎo)致 ctDNA檢測結(jié)果出現(xiàn)假陰性[9]。研究表明,提高測序的廣度有利于提升MRD檢測準(zhǔn)確性,因此MRD檢測方法除了應(yīng)用下一代測序(next generation sequencing,NGS),還整合了全基因組測序(whole genome sequencing,WGS)或全外顯子測序(whole exome sequencing,WES)[10]。多項(xiàng)研究表明 MRD動(dòng)態(tài)監(jiān)測對(duì)晚期甚至早期肺癌患者的療效預(yù)測、復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測、耐藥監(jiān)測及治療延續(xù)都具有重要指導(dǎo)作用[11-12]。

2 MRD在早期肺癌中的應(yīng)用

2.1 MRD指導(dǎo)輔助治療

多種實(shí)體瘤研究顯示,ctDNA陰性患者預(yù)后明顯優(yōu)于ctDNA陽性患者[13]。采集早期非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)患者在根治性放射治療前后系列血漿進(jìn)行檢測,結(jié)果顯示根治性放射治療后ctDNA陽性的NSCLC患者無復(fù)發(fā)生存(relapse-free survival,RFS)時(shí)間較差,且ctDNA動(dòng)態(tài)監(jiān)測比單點(diǎn)檢測能更準(zhǔn)確反映預(yù)后并識(shí)別通過輔助治療獲益的患者[14]。此外,研究發(fā)現(xiàn)NSCLC新輔助治療期間的ctDNA清除與更高的病理完全緩解(pathologic complete response,pCR)率和更長的無事件生存(event-free survival,EFS)時(shí)間相關(guān)[15]。與此同時(shí),MRD在預(yù)測肺癌復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)中表現(xiàn)出較高的靈敏度和特異度。研究報(bào)道NSCLC根治性治療后,MRD陽性較陰性患者復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)明顯升高。接受根治性治療患者在首次治療后,ctDNA檢測陽性的復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)是陰性的43倍[9]。LUNGCA-1研究入組Ⅰ～Ⅲ期可切除的NSCLC患者330例(67%為Ⅰ期患者),分別在術(shù)前、術(shù)后3 d和術(shù)后1個(gè)月檢測MRD,結(jié)果發(fā)現(xiàn)術(shù)前MRD陽性患者RFS時(shí)間明顯短于MRD陰性患者,術(shù)后MRD陽性是患者術(shù)后復(fù)發(fā)的明顯預(yù)測指標(biāo),且術(shù)后MRD陽性患者接受輔助治療可明顯延長RFS時(shí)間[14]。

2.2 MRD與肺癌復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

最新研究表明,肺癌患者M(jìn)RD監(jiān)測可比影像學(xué)更早發(fā)現(xiàn)疾病復(fù)發(fā)[16]。在不同的腫瘤中,MRD預(yù)測較影像學(xué)提前的時(shí)間分別為鼻咽癌6.0個(gè)月、乳腺癌7.9～11.0個(gè)月、肺癌70 d至5.2個(gè)月、結(jié)直腸癌167 d至10.0個(gè)月[17]。另一項(xiàng)研究通過監(jiān)測經(jīng)根治性手術(shù)治療后的40例Ⅰ～Ⅲ期肺癌患者的255份ctDNA標(biāo)本和54例健康成年人的ctDNA標(biāo)本,發(fā)現(xiàn)在94%的可評(píng)估的復(fù)發(fā)患者中,ctDNA在第1次治療后的標(biāo)本中被檢測陽性;72%的患者通過監(jiān)測MRD發(fā)現(xiàn)MRD,比影像學(xué)檢查時(shí)間平均提前約5.2個(gè)月。更重要的,在MRD陽性患者中進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),更多的患者可能獲益于表皮生長因子受體-酪氨酸激酶抑制劑(epidermal growth factor receptor-tyrosine kinase inhibitor,EGFR-TKI)或免疫抑制劑輔助治療[9]。因此患者進(jìn)行術(shù)后MRD動(dòng)態(tài)監(jiān)測利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)可疑復(fù)發(fā)情況并及早采取相應(yīng)治療措施,對(duì)提高患者預(yù)后至關(guān)重要。

3 MRD在中晚期肺癌中的應(yīng)用

3.1 MRD與肺癌免疫治療預(yù)測及免疫鞏固治療

免疫治療始終是近年來腫瘤治療領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),然而不同患者免疫治療效果相差很大。ctDNA-MRD對(duì)免疫治療療效預(yù)測有巨大的應(yīng)用潛力。本課題組的超深度ctDNA檢測揭示了接受免疫治療的NSCLC患者的克隆演變[18]。近期,《自然醫(yī)學(xué)》(NatureMedicine)發(fā)表的一項(xiàng)Ⅱ期試驗(yàn)結(jié)果,表明ctDNA分子學(xué)緩解與影像學(xué)緩解具有一致性,分子學(xué)緩解水平與患者生存結(jié)局相關(guān),基于ctDNA的分子學(xué)緩解水平可用于識(shí)別單藥免疫治療不太可能獲益的轉(zhuǎn)移性NSCLC患者[19]。另一項(xiàng)研究提示,同步放化療后ctDNA陰性的患者可能不會(huì)從免疫檢查點(diǎn)抑制劑(immune checkpoint inhibitors,ICIs)鞏固治療中獲益,且反而更有可能出現(xiàn)免疫相關(guān)的副作用;而同步放化療后ctDNA檢測陽性者,接受ICIs治療的RFS時(shí)間明顯長于未接受治療的患者;在ICIs治療早期ctDNA升高患者的中位RFS時(shí)間僅為5.1個(gè)月,相反 ctDNA降低的患者中位RFS時(shí)間長達(dá)21.9個(gè)月。因此,ctDNA-MRD監(jiān)測可幫助識(shí)別最有潛力從ICIs鞏固治療中獲益的患者[20]。

3.2 MRD指導(dǎo)定義肺癌潛在治愈人群

對(duì)于早期和局部晚期肺癌,MRD可以幫助定義潛在的治愈人群。最新研究表明,對(duì)于不可手術(shù)的局部晚期NSCLC患者,如果在放療中和放療后均檢測不到ctDNA,那么該部分患者無論是使用還是不使用鞏固ICIs,都有很好的預(yù)后;在治療過程中ctDNA監(jiān)測持續(xù)陰性的患者,可能預(yù)示著實(shí)現(xiàn)臨床治愈,其占比高達(dá)20.1%[7]。另一項(xiàng)肺癌MRD超大隊(duì)列研究共納入261例Ⅰ～Ⅲ期可手術(shù)肺癌患者,通過對(duì)913份外周血標(biāo)本分析發(fā)現(xiàn),術(shù)后單個(gè)節(jié)點(diǎn)檢測MRD陰性患者的預(yù)后明顯優(yōu)于陽性患者,動(dòng)態(tài)監(jiān)測可以進(jìn)一步提升預(yù)測準(zhǔn)確性,陰性預(yù)測值(negative predictive value,NPV)和陽性預(yù)測值(positive predictive value,PPV)分別達(dá)到96.8%、89.1%。且MRD檢測持續(xù)陰性的人群在隨訪期內(nèi)一直未復(fù)發(fā),這可能成功定義了潛在治愈人群。另一項(xiàng)研究報(bào)道,術(shù)后輔助治療節(jié)點(diǎn)前MRD檢測陽性的患者,輔助治療能夠明顯改善其無病生存時(shí)間,但對(duì)于MRD陰性的人群,輔助治療無獲益。這提示MRD陰性人群的腫瘤負(fù)荷極低接近治愈,輔助治療有可能是非必需的[21]。這些研究都提示MRD可以幫助定義潛在治愈人群,使部分肺癌患者免于過度治療。研究還發(fā)現(xiàn)對(duì)于復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)比較高的Ⅱ～Ⅲ期患者,MRD轉(zhuǎn)陽或復(fù)發(fā)的高峰約出現(xiàn)在術(shù)后18個(gè)月。因此提示MRD至少應(yīng)該監(jiān)測至術(shù)后這一時(shí)間段,如MRD持續(xù)陰性的患者則可能代表接近治愈的人群[21]。事實(shí)上對(duì)于早期肺癌,術(shù)后低頻(每年隨訪<2次)隨訪即是可行的[22]。

4 肺癌MRD的展望與挑戰(zhàn)

未來對(duì)于肺癌MRD應(yīng)用的展望主要聚焦于5個(gè)方面:(1)MRD個(gè)性化檢測在未來可能成為主流。最新研究表明MRD個(gè)性化檢測優(yōu)勢不容忽視,個(gè)性化定制MRD的靈敏度明顯高于兩種固定化MRD檢測,并對(duì)潛在治愈的定義具有更高可信度。基于個(gè)性化定制MRD提出了新的TNMB預(yù)后分層工具,即在臨床TNM分期基礎(chǔ)上結(jié)合術(shù)后1個(gè)月MRD監(jiān)測結(jié)果,實(shí)現(xiàn)了更精準(zhǔn)的預(yù)后分層[23]。此外,NGS大Panel檢測相繼獲批,基于大Panel的MRD檢測方案的主要優(yōu)點(diǎn)在于能夠針對(duì)每個(gè)患者的具體情況,提供更精準(zhǔn)、更個(gè)性化的檢測報(bào)告,可能會(huì)對(duì)癌癥的早期發(fā)現(xiàn)、治療和預(yù)后評(píng)估產(chǎn)生重要影響。未來,隨著NGS大Panel技術(shù)的繼續(xù)完善和應(yīng)用,有理由相信,個(gè)體化治療將會(huì)成為一種趨勢。基于大Panel的MRD個(gè)性化方案值得期待。(2)MRD檢測幫助實(shí)現(xiàn)藥物假期。對(duì)晚期NSCLC患者而言,藥物假期可減少藥物副作用及患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)并降低耐藥發(fā)生;但藥物假期也有潛在的風(fēng)險(xiǎn),如腫瘤惡化,甚至藥物再治療無效。因此,實(shí)現(xiàn)藥物假期其實(shí)困難重重。精準(zhǔn)的MRD監(jiān)測讓藥物假期的實(shí)現(xiàn)成為可能。研究表明經(jīng)系統(tǒng)治療后的肺癌患者,影像學(xué)上無可見病灶且MRD陰性的患者可進(jìn)入藥物假期,而非必須采用連續(xù)性用藥模式[24]。本課題組研究發(fā)現(xiàn),在晚期NSCLC患者中基于ctDNA與cfDNA聯(lián)合CEA的預(yù)測方法對(duì)EGFR-TKI療效進(jìn)行了更精準(zhǔn)的分層,同時(shí)有助于藥物假期中療效的便捷監(jiān)測[25]。PACIFIC研究提示,針對(duì)不可手術(shù)的局部晚期NSCLC患者,經(jīng)過根治性放化療后,通過MRD 監(jiān)測予以指導(dǎo)度伐利尤單抗維持治療,既可以預(yù)測ICI鞏固治療獲益人群,又可以實(shí)現(xiàn)藥物假期[26]。(3)“Longitudinal MRD陰性”是否可定義“治愈人群”?患者在連續(xù)的隨訪檢測中一直保持MRD陰性,被稱為Longitudinal MRD陰性。這通常被看作是治療效果良好的標(biāo)志,但是否可以完全定義為“治愈人群”,值得深入研討。NPV成為這一場景中最關(guān)鍵的指標(biāo),高NPV意味著當(dāng)MRD測試結(jié)果為陰性時(shí),患者真正沒有疾病的可能性非常高。然而,這個(gè)值的計(jì)算主要基于檢測的靈敏度和特異度,靈敏度是MRD檢測的最大瓶頸,克隆性造血的存在、檢測過程中的技術(shù)噪音及為了提高靈敏度增加追蹤變異的數(shù)量帶來的多變異信號(hào)整合的問題,給檢測的靈敏度、特異度帶來了挑戰(zhàn)。實(shí)現(xiàn)Longitudinal MRD陰性對(duì)治愈的定義,對(duì)檢測技術(shù)進(jìn)一步探索和臨床實(shí)踐十分必要[17,27]。(4)“non-shedders”在MRD檢測中的獲益情況。TRACEx研究首次揭示了存在“shedders”(術(shù)前血ctDNA陽性的患者)和 “non-shedders”(術(shù)前血ctDNA陰性的患者)兩類人群,結(jié)果顯示,高敏感性方法檢測的MRD對(duì)“non-shedders”也有良好預(yù)后價(jià)值[21]。這一發(fā)現(xiàn)為臨床決策提供較好的證據(jù),即使對(duì)于手術(shù)前血液ctDNA檢測陰性的患者,MRD檢測在患者預(yù)后評(píng)估中仍然有重要作用。(5)基于MRD檢測開展前瞻性、干預(yù)性研究,MRD檢測作為臨床研究替代終點(diǎn),可以縮短藥物療效評(píng)價(jià)時(shí)間,推動(dòng)臨床研究進(jìn)展。MRD可以更早地提供治療反應(yīng)信息,傳統(tǒng)的臨床試驗(yàn)通常需要長時(shí)間才能收集到足夠的終點(diǎn)事件(如生存率或疾病進(jìn)展),這限制了新藥研發(fā)的速度。使用MRD作為替代終點(diǎn),可以縮短藥物療效評(píng)價(jià)的時(shí)間,更早地獲取結(jié)果,從而加速臨床研究進(jìn)展[17,28]。

綜上所述,MRD在早期、局部晚期、晚期肺癌患者的預(yù)后預(yù)測、復(fù)發(fā)監(jiān)測、全程治療方案的制訂及藥物臨床研究的開展都發(fā)揮著突出的作用,可以預(yù)見通過MRD全面指導(dǎo)肺癌患者全程管理的未來已來!MRD檢測必將在未來指導(dǎo)肺癌患者的臨床實(shí)踐!