循環腫瘤DNA在非小細胞肺癌中的應用進展

陶呂　馮國生

【摘要】肺部惡性腫瘤在全球范圍內屬于發病率與致死率最高的癌癥類型，非小細胞肺癌（NSCLC）占所有肺癌病例的大多數，大約85%。治療NSCLC的主要策略包括手術切除、放射治療、化學治療、分子靶向藥物治療及免疫治療等綜合療法。液態活檢技術，因其具有非侵入性、能夠實時監測腫瘤負荷，以及提供全面的腫瘤基因組信息等顯著優勢，在臨床上應用日益廣泛。特別是循環腫瘤DNA（ctDNA）作為一種理想的生物標志物，在NSCLC的診斷和治療中扮演著關鍵角色。本文將深入探討ctDNA在NSCLC中的研究進展，覆蓋預后評估、復發監控及治療反應預測等多個領域。

【關鍵詞】非小細胞肺癌 ; 循環腫瘤DNA ; 微小殘留病灶 ; 分子殘留病灶

【中圖分類號】R73【文獻標識碼】A【文章編號】2096-3718.2024.10.0138.04

DOI：10.3969/j.issn.2096-3718.2024.10.042

肺癌是一種高度流行且具侵襲性的致命疾病，目前依舊占據全球腫瘤死亡率的首位，該病種主要分為非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer， NSCLC）與小細胞肺癌（small cell lung cancer， SCLC），NSCLC占肺癌病例的大多數，約85% [1]。

部分NSCLC患者即便經歷了治愈性療程，仍有一部分患者面臨腫瘤復發與轉移的風險，這種復發與轉移現象通常是由于治療后體內殘留的腫瘤微小殘留病灶，這些病灶超出了傳統影像學檢測和實驗室診斷手段的偵測能力。目前，肺癌患者的預后有所提高，但在治療實施過程中，問題依舊存在。例如，無法精確鑒別高風險復發群體，導致一些高風險患者未能得到適宜的術后輔助治療，而低風險群體則不必要地遭受了治療不良反應、心理及經濟負擔。分子殘留病灶（MRD）已被證實與患者預后密切相關，可用于指導臨床治療并預測復發風險。2021年3月，在“第18屆中國肺癌高峰論壇”中明確了肺癌MRD的定義[2]。近年來，不斷發展的液體活檢技術以其無創優點為癌癥的檢測和監測提供了幫助，尤其是循環腫瘤DNA（ctDNA）作為循環游離細胞DNA（cfDNA）中的腫瘤成分，目前被視為監測MRD的理想生物標志物[3]。鑒于此，本研究聚焦于探討ctDNA在NSCLC全程治療中的應用潛力及其綜合利用現狀，現進行如下綜述。

1 ctDNA在NSCLC手術患者中的應用價值

在NSCLC患者中，大約有30%能夠通過外科手術實現根本性治愈[4]。然而，由于MRD的影響，腫瘤有可能會再次發生并轉移。針對這些根治性手術的患者，是否實施術后輔助療法往往取決于手術后的病理結果、腫瘤的臨床分期、分子類型等多種因素的綜合評估。

CHEN等[5]研究發現，肺癌手術患者術中與術后ctDNA水平的變化能預示病情發展；術后第3天和1個月測量的ctDNA水平有助于評估手術成果；同時，研究發現ctDNA的半衰期約為35 min，這對檢測手術是否徹底清除MRD十分關鍵。術后1 d至1個月內，ctDNA水平能預測復發和總生存期，呈陽性通常意味著生存時間更短。尤其是術后第3天，ctDNA呈陽性的患者不論是否有額外治療，復發的無病生存時間都較短。

一項研究結果顯示，手術后7 d內ctDNA陽性的患者，復發風險大幅上升[風險比（HR）=3.90，P<0.05] [6]。同樣，YUE等[7]研究發現，手術后3～8 d或3個月ctDNA陽性者復發風險明顯增加，無復發生存期（RFS）顯著縮短。另一小型研究也指出，在術后1～2周內檢出MRD的4名患者都經歷了病情進展，而在那些MRD陰性患者中，超過2/3未發生復發[8]。盡管研究顯示ctDNA-MRD可以預測肺癌根治性治療的效果，但這些結論僅基于特定時間點的數據，而這樣的分析并不總能滿足臨床的需要。LI等[9]通過對可手術的NSCLC患者進行ctDNA的縱向監測發現，手術前ctDNA陽性預示較短RFS和總生存期（OS）；手術后ctDNA陽性者，RFS顯著縮短；術后ctDNA持續陽性者，RFS和OS均明顯減少。廣東省人民醫院的研究中，在界標模型分析中，陰性預測值（NPV）為86.6%，陽性預測值（PPV）為81.0%。然而當對縱向時間點進行整合時，NPV和PPV進一步提高至96.8%和89.1% [10]。盡管ctDNA-MRD分析在術后用以識別高風險復發患者群體方面具有潛在價值，當前對于最佳MRD檢測時點和頻次的共識尚未建立。

目前普遍認為，根治性手術后通過ctDNA-MRD監測可有效區分患者的復發風險，ctDNA-MRD陽性的患者復發風險高，ctDNA-MRD檢測為陰性的患者復發風險較低。XIA等[11]研究揭示了術后MRD的存留是復發的重要預測因素（HR=11.1，P<0.05）；術后MRD陽性的患者如果接受輔助治療，RFS明顯延長（HR=0.3，P<0.05）；而MRD陰性且未接受輔助治療的患者RFS更長（HR=3.1，P<0.05）。對MRD陽性患者，輔助治療是延長RFS的關鍵因素，對MRD陰性患者則影響不大。與上述結果相類似，一項薈萃分析發現，ctDNA-MRD陽性的患者經輔助治療后生存率顯著提高，而ctDNA-MRD陰性者并無此效果[12]。術后MRD呈陽性的患者，采用輔助治療方案能夠顯著增強臨床療效。但是，關于這些患者的輔助療法選擇、在療程中如何有效運用ctDNA監測以調整療法策略，實現療法的遞增或遞減，乃至于為某些患者提供“藥物假期”的具體問題尚缺乏解決方案，迫切需要更多研究以進一步探討。

因此，圍手術期的MRD對識別較高復發風險的患者群體至關重要，為其提供更加個性化的術后治療方案。對于那些手術后MRD陽性的患者，由于其面臨更高的復發可能性，需要進行額外的治療以提高對腫瘤的控制效果。反之，對于MRD陰性的患者，應實行定期監控。因MRD陽性患者與較差的臨床獲益相關，所以當MRD檢測由陰性轉為陽性時，有必要及時轉換策略進行早期干預。

2 ctDNA在NSCLC放療患者中的應用價值

日本研究團隊在施行高劑量質子束放療前采集血液樣本進行基線ctDNA分析，隨訪結果表明，相比ctDNA陰性患者，ctDNA陽性患者在治療區域外的復發率顯著增高（3年累積發病率：75.9%相對20.1%），而在治療區域內的復發率則無顯著差異（3年累積發病率：12.5%相對11.7%），因此，放射治療前后通過ctDNA的檢測有助于識別出具有較高復發風險的患者群體[13]。據此，學者們已進一步研究對于放射治療后ctDNA檢測呈陽性的患者，是否通過迅速調整后續治療策略能夠帶來臨床上的益處。PAN等[14]研究發現，接受同步放化療的患者，治療結束后MRD陰性的患者與MRD陽性患者相比，具有更長的PFS；對于MRD陽性患者，那些接受了鞏固性免疫檢查點抑制劑（ICI）治療的個體相較于未接受此類治療的患者，有更好的PFS（HR=0.54，P<0.05）。而在MRD陰性患者中，鞏固性ICI治療對PFS的影響差異無統計學意義（HR=0.69，P>0.05）。

初步研究成果為ctDNA檢測在NSCLC患者中能夠指導患者靶向治療并具有獨立的預測作用，特別是在放療后檢測到MRD的個體中，及時給予針對性的干預措施可能提高臨床效果，基于ctDNA的基因檢測能夠為后續制定改善患者生存的治療策略提供依據。利用ctDNA水平監測根治性放化療后的患者，篩選出存在潛在復發風險的人群，從而為患者提供了個性化治療策略的新途徑。然而，在接受根治性放射治療前呈ctDNA陽性的患者中，經過根治性放療后，發生放射野外復發的風險似乎增加。因此，探討同步化療的并用或是在根治性放射治療后添加額外的輔助療法是否能夠改善預后顯得尤為重要。

3 ctDNA在藥物治療中的應用價值

在現行NSCLC藥物治療策略中，包括酪氨酸激酶抑制劑（TKIs）、ICI及常規化療等手段。迄今，尚無廣泛認可的生物學標志物用以評估上述療法的臨床響應性。

3.1 在治療方案選擇上的應用價值 在NSCLC患者中，藥物治療方案的確定往往依賴于分子遺傳學特征、免疫組織化學標志物及組織病理學分類的綜合評估。這一過程涉及多種檢測手段以確立相關生物標志物，因而從確診到治療開始通常存在時間間隔。ctDNA分析，作為一項液態活檢技術，能夠鑒定這些關鍵生物標志物，因此，在制定治療策略時，ctDNA檢測具有重要的臨床應用潛力。

在SI [15]研究的次級分析中，研究者發現在采用德瓦魯單抗與曲美木單抗聯合的免疫療法中，血液腫瘤突變負荷（bTMB）作為生物標志物的優化閾值被設定為每百萬堿基20個突變。當bTMB≥ 20 mut/Mb時，該聯合治療相較于單藥德瓦魯單抗或傳統化療，在OS上顯著提升至21.9個月，而后兩者分別為12.6個月和10個月；此外，在PFS和ORR方面亦觀察到相似的增益。然而，當bTMB<20 mut/Mb時，未見聯合ICI帶來的OS優勢。

KIM研究[16]探討了TMB作為ICI單藥療法的預測性生物學指標，結果顯示，基線bTMB≥ 16 Muts/Mb者，中位PFS達5個月；相較之下，bTMB<16 Muts/Mb者中位PFS為3.5個月。在bTMB≥ 16 Muts/Mb的群體中，中位OS為23.9個月，而bTMB<16 Muts/Mb的群體中位OS為13.4個月。高bTMB組患者的ORR為35.7%，遠高于低bTMB組的5.5%，表明bTMB≥ 16 Muts/Mb者接受阿替利珠單抗單藥治療與更高的ORR相關聯。

使用ctDNA作為生物標志物對患者進行監測，并據此指導藥物治療，具有明顯的臨床價值。尤其是通過測量ctDNA中的TMB來評估患者對ICI療法的反應，能有效識別最適合接受免疫治療的癌癥患者。然而由于TMB的標準閾值尚未統一，制定治療計劃時應保持謹慎。

3.2 在評價治療方案效果中的應用價值 在醫學實踐中，醫師通常依靠影像學來判斷腫瘤治療效果，但這種方法存在局限。比如影像學判斷治療無效通常有延遲，往往是等到腫瘤已經擴大時才發現。對于接受ICI治療的患者，傳統影像學方法還難以區分真正的病情進展和假象，有時會導致有效治療過早停止，妨礙治療成效。ctDNA分析技術提供了一種更準確評估治療效果的方法。

一項研究中揭示ctDNA與OS之間存在顯著的相關性，并且在預測生存結局方面，相較于影像學評估具有更高的預測價值，新輔助治療后，ctDNA陰性患者在36個月的OS和無病生存率（DFS）分別達到96.3%和81.5%，而ctDNA陽性患者的對應生存率顯著降低，為57.7%和53.8% [17]。GOLDBERG等[18]研究發現在治療期間ctDNA下降幅度超過50%的患者的中位治療時長明顯優于未顯示ctDNA響應的患者（205.5 d對比69 d，P<0.05），同時ctDNA響應與延長的PFS和提高的OS密切相關。

另一項前瞻性隊列研究發現，經過兩個療程信迪利單抗聯合多西他賽的治療，實現ctDNA清除的患者相較于ctDNA持續陽性的患者，其總生存期顯著更長（467 d對比255 d；P<0.05）[19]。WEBER等[20]研究表明，在治療初期至2個療程后，ctDNA下降不足50%的患者的中位PFS和OS分別為2.0個月和5.9個月，而ctDNA下降幅度達到或超過50%的患者的中位PFS和OS則顯著延長至10個月和18.4個月（PFS：HR=0.55，P<0.05；OS：HR=0.44，P<0.05）。

在初次施以抗表皮生長因子受體（EGFR）TKIs的治療方案的NSCLC患者中，根據MOISEYENKO等[21]研究顯示，患者在用藥后48 h內循環EGFR突變的拷貝數相較于基線的顯著降低，與延長的PFS時間緊密相關（分別為14.7個月與8.5個月，P<0.05）。MACK等[22]研究中發現，在治療8周后EGFR突變型ctDNA完全消失的患者，其疾病進展及死亡風險顯著降低，且其對無進展生存期和總生存期具有預測意義。LI等[23]研究結果表明，在治療后8周，血漿中ctDNA含量下降超過50%的44例患者，其顱內及顱外的無進展生存明顯延長（平均11.57個月對比平均6.20個月，HR=0.406，P<0.05），同時與放射學檢查數據的一致性高達72.7%。

綜上，ctDNA作為生物標志物在監測中的應用，能為臨床醫師在制定治療策略時提供決策輔助，同時通過追蹤治療過程中ctDNA水平的動態變化，可以對治療反應進行即時評價，并據此優化腫瘤治理方案。

4 ctDNA與影像

在進行根治性外科手術之后，患者通常接受常規的影像學監測。然而，此類監測方式結果常帶有不確定性?？紤]到肺癌對公共衛生的重大影響，開發一種高敏感度及特異性的生物學標志物以檢測宏觀復發前的分子水平殘留疾病變得尤為重要。

PENG等[24]研究顯示，經歷外科手術的患者群體中，有63.3%在術后呈現ctDNA陽性，其能預示疾病復發。這一預測在手術后2周內通過ctDNA篩查得到確認，并在任何放射學診斷手段能夠檢測到復發之前被偵測出。從ctDNA篩查呈陽性到放射學成像技術上確診復發的中位數時間為12.6個月。一項涵蓋13項研究的系統性綜述也顯示，相較于影像學或臨床復發，MRD的檢出平均提前5.5個月[25]。MRD的監測可以在影像學復發之前預測異常，這為在病變負荷較低時進行早期干預提供了可能。

在HELLMANN等[26]的研究中，記錄了一例患者在接受免疫檢查點抑制劑治療期間出現的藥物相關性肺炎，盡管放射學檢查提示肺部可能有病變殘留，但ctDNA檢測結果為陰性，該患者于后續接受了可疑肺部病灶的外科切除手術，術后病理分析未發現活躍的腫瘤細胞存在，證實了殘留病變為免疫相關性肺炎所致。研究結果表明，在監測中ctDNA的應用可以作為放射學評估的重要補充，有助于解決放射診斷的不確定性。

5 小結與展望

ctDNA極佳地滿足了肺癌精準治療的需求，其能夠有效追蹤疾病復發、評估療效，并且為預后風險分層提供指導。在醫療診斷過程中，對于那些可能影響醫師診斷判斷的疑似病變影像，結合ctDNA的分析結果，可以為醫師提供額外的信息，從而對這些疑似病變影像進行更準確的診斷。盡管如此，一些關鍵的技術問題仍待解決，包括最佳的監測時間點、檢測策略，以及監測頻率和周期的標準化等。對于根治治療后僅有腦轉移的患者，提升檢測靈敏度亦是一個挑戰，需積累更多的臨床證據。

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作者簡介：陶呂，2021級在讀碩士生，醫師，研究方向：肺癌相關研究。

通信作者：馮國生，碩士研究生，主任醫師，研究方向：肺癌綜合治療及分子基礎研究。E-mail：fengguosheng88988@163.com