项目文章|血液ctDNA功能新发现
2019.07.03

近日,福建医科大学孟超肝胆医院的科研团队以患者血浆中的ctDNA为研究对象,结合临床信息,构建出一种新的可用于早期预测肿瘤复发的方法,发表于Clinical Cancer Research(IF:10.199)其中测序部分由安诺基因完成。


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肝细胞癌(HCC)是中国癌症相关死亡的第三大主要原因。根据HCC治疗指南,手术是HCC患者治疗的首选,但由于缺乏早期症状,大多数患者在临床晚期被诊断,因此肿瘤复发的风险较高。当前评估复发风险的方法包括影像(CT/MRI)、血清蛋白生物标志物(AFP,AFP-L3,DCP)等。这些方法敏感性和特异性有限,很难准确评估实时的肿瘤负荷。针对这些现象,福建医科大学孟超肝胆医院的科研团队构建出一种新的可用于早期预测肿瘤复发的方法,小编带大家详细解析这篇文章~


研究思路


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样本选择


该研究对34例长期随访HCC患者的癌症组织—癌旁组织进行外显子测序(152×),34例患者的168份血浆cfDNA进行目标区域测序(7204×)和低深度全基因组重测序(5×)。


研究结果


1. ctDNA与肝癌匹配组织间SNV和CNV的一致性分析

本研究首先对34个原发性HCC的癌症组织和癌旁组织样本进行全外显子组测序,识别肿瘤特异性SNV和CNV,根据患者的SNV设计panel对血浆cfDNA样本进行目标区域测序,同时利用低深度全基因组测序鉴定CNV,发现术前血浆样本和相应肿瘤组织样本的体细胞突变具有良好的一致性。


当cfDNA中ctDNA含量相对较低时,SNV表现出比CNV更好的性能。临床应用中更可靠的方法是将SNVCNV检测结合,提供一种灵敏、通用的肿瘤负荷监测策略生存分析显示,与低SNV/CNV相比,高SNV/CNV的患者组RFS和OS明显较低(图1),揭示ctDNA与肿瘤组织测序结果具有较好的一致性


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图1 在HCC和匹配的术前血浆中检测到的体细胞SNV和CNV的相关性


2. HCC进展过程中ctDNA的动态变化与肿瘤负荷相关

为进一步探索ctDNA是否会随着患者的临床情况发生动态变化,研究者对34例HCC患者在临床治疗过程中连续采集的血浆样本进行分析,结果显示ctDNA动态变化与肿瘤负荷一致。手术前血浆样本可清晰检测到大量的体细胞SNV及CNV,术后观察到的肿瘤SNV、CNV均明显下降,这些结果与相应的MRI图像吻合(图2),揭示ctDNA可以为检测肿瘤残留和预测肿瘤复发提供一种敏感的方法


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图2 HCC进展过程中血浆中体细胞SNV和CNV的动态变化


3. 利用整合的ctDNA信息进行肿瘤复发的早期预测

在ctDNA比例相对较低时,SNV比CNV更敏感。根据SNV信息建立模型对所有的血浆样本进行分析发现,大部分样本用CT/MRI成像观察到肿瘤时结果显示为“阳性”,而在整个随访期间无复发患者的样本结果显示为“阴性”。在一些情况下,MRI成像发现肿瘤复发的4-6个月前,血浆样本已经变为ctDNA“阳性”(图3)。这些结果表明,该模型可作为一个更新、更敏感的方法来鉴别患者的疾病状态。

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图3 ctDNA状态、临床治疗和临床结果的时间轴


4.  ctDNA和蛋白生物标志物用于监测HCC复发的同步评估

根据影像学结果对每个患者在特定时间点的状态进行分类,同时进行ctDNA和血清蛋白标志物的检测。术前所有血浆均检测到ctDNA,与影像学诊断一致,但仅有部分血清样本AFP、AFP-L3或DCP等蛋白标志物异常。在术后及随访期间,与蛋白标志物相比,ctDNA检测到的肿瘤复发与阳性影像学结果有更好的一致性(图4)。这些结果表明,与传统的蛋白标志物相比,ctDNA在HCC诊断中可能是一种更可靠的生物标志物。


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图4 HCC监测中ctDNA与蛋白生物标志物的比较


5.  术后血浆微小残留病(MRD)的检测可预测早期复发

随后该研究以首次手术后90天作为观察时间点,进行多变量分析,结果显示术后ctDNA仍然是复发生存期(RFS)和总生存期(OS)的独立预后因子,而术后DCP仅作为OS的独立预后因子(图5A和5B)。Kaplan-Meier分析表明术后ctDNA阳性或DCP阳性患者RFS和OS时间均短于ctDNA阴性或DCP阴性患者(图5C和5D)。联合ctDNA和DCP对RFS和OS的预后评估优于单独使用ctDNA或DCP(图5E)。这些数据表明,ctDNA和DCP联合使用可以更好地检测术后肝癌患者可能的MRD,用于临床评估。


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图5 术后血浆MRD的检测预测早期复发


本研究揭示了HCC患者的血浆CNV和SNV水平都具有动态反映肿瘤负荷的能力。ctDNA结合蛋白标志物(如DCP)可以显著提高MRD评估的敏感性,这可能会更好地为临床术后治疗提供决策依据。



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参考文献:

Zhixiong Cai, et al. Comprehensive liquid profiling of circulating tumor DNA and protein biomarkers in long-term follow-up patients with hepatocellular carcinoma[J]. Clinical Cancer Research, 2019.


文案:人DNA产品经理 蔡可

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