液體活檢MRD在肺癌中的應用及探討*

鄭 杰,何 勇

(陸軍特色醫學中心呼吸與危重癥醫學科,重慶 400042)

液體活檢技術近年來發展迅速,其無創、實時、克服腫瘤異質性等特點使該技術在腫瘤篩查、診斷和療效判斷中得到了廣泛應用[1]。液體活檢標本可來源于血液、胸腹腔積液、腦脊液、唾液、尿液等[2]。檢測技術包括循環腫瘤細胞(circulating tumor cell,CTC)、循環游離細胞DNA(cell free DNA,cfDNA)、循環腫瘤DNA(circulating tumor DNA,ctDNA)、循環游離細胞RNA(cell free RNA,cfRNA)、外泌體等[3]。由于檢測技術的成熟度及檢測成本的可行性,目前ctDNA的檢測在臨床上應用最廣泛,尤其在肺癌領域,ctDNA檢測對指導患者的精準治療和全程管理發揮了重要的作用[4]。

通過ctDNA不僅可以檢測基因的多種變異形式,包括相關基因的點突變、插入/缺失、重排及融合、拷貝數變異;還可實現多基因平行檢測,發現和腫瘤相關的已知或未知基因[5]。隨著近年來液體活檢技術靈敏度不斷提高,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,同時須穩定檢出豐度低于0.02%的ctDNA。目前,ctDNA-MRD對MRD的精準反應使其在肺癌篩查診斷、預后判斷、療效監測和發現耐藥機制等各方面得到廣泛應用。對于組織標本獲取困難的早期肺癌患者,ctDNA可作為經濟、無創的篩查標志物[6];對于接受根治性治療的早期或局部晚期肺癌患者,ctDNA動態監測可及早檢出MRD,預測復發風險[7];對于晚期肺癌患者,接受靶向治療和免疫治療過程中進行MRD監測可指導療效評估和發現耐藥機制[5,7]。目前ctDNA應用場景被不斷拓展,肺癌MRD檢測受到極大的關注。

1 MRD的定義、特征與檢測

MRD是指經局部和/或系統性治療后,機體內殘留少量腫瘤細胞不能被常規的影像學或其他實驗室方法發現,但能通過液體活檢發現癌來源的分子異常,可能代表著實體瘤的持續存在和臨床進展。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)”。在沒有疾病影像學證據的情況下,MRD提示了在手術切除(或其他根治性治療)后腫瘤的存在,是評估腫瘤是否“清零”的新標準[8]。

一些常見臨床因素可能對MRD檢測產生影響,如腫瘤類型、疾病程度、個體腫瘤生物學,腫瘤轉移的位置等。不容易脫落的腫瘤如腦腫瘤、甲狀腺癌和腎細胞癌,其血液中的ctDNA較少,會增加 MRD檢測難度。此外,一些其他因素,如外科手術、化療、患者體重、妊娠、感染可增加cfDNA總量,導致 ctDNA檢測結果出現假陰性[9]。研究表明,提高測序的廣度有利于提升MRD檢測準確性,因此MRD檢測方法除了應用下一代測序(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]。多項研究表明 MRD動態監測對晚期甚至早期肺癌患者的療效預測、復發風險預測、耐藥監測及治療延續都具有重要指導作用[11-12]。

2 MRD在早期肺癌中的應用

2.1 MRD指導輔助治療

多種實體瘤研究顯示,ctDNA陰性患者預后明顯優于ctDNA陽性患者[13]。采集早期非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)患者在根治性放射治療前后系列血漿進行檢測,結果顯示根治性放射治療后ctDNA陽性的NSCLC患者無復發生存(relapse-free survival,RFS)時間較差,且ctDNA動態監測比單點檢測能更準確反映預后并識別通過輔助治療獲益的患者[14]。此外,研究發現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)時間相關[15]。與此同時,MRD在預測肺癌復發風險中表現出較高的靈敏度和特異度。研究報道NSCLC根治性治療后,MRD陽性較陰性患者復發風險明顯升高。接受根治性治療患者在首次治療后,ctDNA檢測陽性的復發風險是陰性的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),分別在術前、術后3 d和術后1個月檢測MRD,結果發現術前MRD陽性患者RFS時間明顯短于MRD陰性患者,術后MRD陽性是患者術后復發的明顯預測指標,且術后MRD陽性患者接受輔助治療可明顯延長RFS時間[14]。

2.2 MRD與肺癌復發風險評估

最新研究表明,肺癌患者MRD監測可比影像學更早發現疾病復發[16]。在不同的腫瘤中,MRD預測較影像學提前的時間分別為鼻咽癌6.0個月、乳腺癌7.9～11.0個月、肺癌70 d至5.2個月、結直腸癌167 d至10.0個月[17]。另一項研究通過監測經根治性手術治療后的40例Ⅰ～Ⅲ期肺癌患者的255份ctDNA標本和54例健康成年人的ctDNA標本,發現在94%的可評估的復發患者中,ctDNA在第1次治療后的標本中被檢測陽性;72%的患者通過監測MRD發現MRD,比影像學檢查時間平均提前約5.2個月。更重要的,在MRD陽性患者中進一步分析發現,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]。因此患者進行術后MRD動態監測利于及時發現可疑復發情況并及早采取相應治療措施,對提高患者預后至關重要。

3 MRD在中晚期肺癌中的應用

3.1 MRD與肺癌免疫治療預測及免疫鞏固治療

免疫治療始終是近年來腫瘤治療領域的研究熱點,然而不同患者免疫治療效果相差很大。ctDNA-MRD對免疫治療療效預測有巨大的應用潛力。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,《自然醫學》(NatureMedicine)發表的一項Ⅱ期試驗結果,表明ctDNA分子學緩解與影像學緩解具有一致性,分子學緩解水平與患者生存結局相關,基于ctDNA的分子學緩解水平可用于識別單藥免疫治療不太可能獲益的轉移性NSCLC患者[19]。另一項研究提示,同步放化療后ctDNA陰性的患者可能不會從免疫檢查點抑制劑(immune checkpoint inhibitors,ICIs)鞏固治療中獲益,且反而更有可能出現免疫相關的副作用;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時間僅為5.1個月,相反 ctDNA降低的患者中位RFS時間長達21.9個月。因此,ctDNA-MRD監測可幫助識別最有潛力從ICIs鞏固治療中獲益的患者[20]。

3.2 MRD指導定義肺癌潛在治愈人群

對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,對于不可手術的局部晚期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,都有很好的預后;在治療過程中ctDNA監測持續陰性的患者,可能預示著實現臨床治愈,其占比高達20.1%[7]。另一項肺癌MRD超大隊列研究共納入261例Ⅰ～Ⅲ期可手術肺癌患者,通過對913份外周血標本分析發現,術后單個節點檢測MRD陰性患者的預后明顯優于陽性患者,動態監測可以進一步提升預測準確性,陰性預測值(negative predictive value,NPV)和陽性預測值(positive predictive value,PPV)分別達到96.8%、89.1%。且MRD檢測持續陰性的人群在隨訪期內一直未復發,這可能成功定義了潛在治愈人群。另一項研究報道,術后輔助治療節點前MRD檢測陽性的患者,輔助治療能夠明顯改善其無病生存時間,但對于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。研究還發現對于復發風險比較高的Ⅱ～Ⅲ期患者,MRD轉陽或復發的高峰約出現在術后18個月。因此提示MRD至少應該監測至術后這一時間段,如MRD持續陰性的患者則可能代表接近治愈的人群[21]。事實上對于早期肺癌,術后低頻(每年隨訪<2次)隨訪即是可行的[22]。

4 肺癌MRD的展望與挑戰

未來對于肺癌MRD應用的展望主要聚焦于5個方面:(1)MRD個性化檢測在未來可能成為主流。最新研究表明MRD個性化檢測優勢不容忽視,個性化定制MRD的靈敏度明顯高于兩種固定化MRD檢測,并對潛在治愈的定義具有更高可信度。基于個性化定制MRD提出了新的TNMB預后分層工具,即在臨床TNM分期基礎上結合術后1個月MRD監測結果,實現了更精準的預后分層[23]。此外,NGS大Panel檢測相繼獲批,基于大Panel的MRD檢測方案的主要優點在于能夠針對每個患者的具體情況,提供更精準、更個性化的檢測報告,可能會對癌癥的早期發現、治療和預后評估產生重要影響。未來,隨著NGS大Panel技術的繼續完善和應用,有理由相信,個體化治療將會成為一種趨勢。基于大Panel的MRD個性化方案值得期待。(2)MRD檢測幫助實現藥物假期。對晚期NSCLC患者而言,藥物假期可減少藥物副作用及患者經濟負擔并降低耐藥發生;但藥物假期也有潛在的風險,如腫瘤惡化,甚至藥物再治療無效。因此,實現藥物假期其實困難重重。精準的MRD監測讓藥物假期的實現成為可能。研究表明經系統治療后的肺癌患者,影像學上無可見病灶且MRD陰性的患者可進入藥物假期,而非必須采用連續性用藥模式[24]。本課題組研究發現,在晚期NSCLC患者中基于ctDNA與cfDNA聯合CEA的預測方法對EGFR-TKI療效進行了更精準的分層,同時有助于藥物假期中療效的便捷監測[25]。PACIFIC研究提示,針對不可手術的局部晚期NSCLC患者,經過根治性放化療后,通過MRD 監測予以指導度伐利尤單抗維持治療,既可以預測ICI鞏固治療獲益人群,又可以實現藥物假期[26]。(3)“Longitudinal MRD陰性”是否可定義“治愈人群”?患者在連續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鍵的指標,高NPV意味著當MRD測試結果為陰性時,患者真正沒有疾病的可能性非常高。然而,這個值的計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、檢測過程中的技術噪音及為了提高靈敏度增加追蹤變異的數量帶來的多變異信號整合的問題,給檢測的靈敏度、特異度帶來了挑戰。實現Longitudinal MRD陰性對治愈的定義,對檢測技術進一步探索和臨床實踐十分必要[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”(術前血ctDNA陽性的患者)和 “non-shedders”(術前血ctDNA陰性的患者)兩類人群,結果顯示,高敏感性方法檢測的MRD對“non-shedders”也有良好預后價值[21]。這一發現為臨床決策提供較好的證據,即使對于手術前血液ctDNA檢測陰性的患者,MRD檢測在患者預后評估中仍然有重要作用。(5)基于MRD檢測開展前瞻性、干預性研究,MRD檢測作為臨床研究替代終點,可以縮短藥物療效評價時間,推動臨床研究進展。MRD可以更早地提供治療反應信息,傳統的臨床試驗通常需要長時間才能收集到足夠的終點事件(如生存率或疾病進展),這限制了新藥研發的速度。使用MRD作為替代終點,可以縮短藥物療效評價的時間,更早地獲取結果,從而加速臨床研究進展[17,28]。

綜上所述,MRD在早期、局部晚期、晚期肺癌患者的預后預測、復發監測、全程治療方案的制訂及藥物臨床研究的開展都發揮著突出的作用,可以預見通過MRD全面指導肺癌患者全程管理的未來已來!MRD檢測必將在未來指導肺癌患者的臨床實踐!