Пробивно проспективно проучване: PCR-базираната технология за метилиране на кръвна ctDNA открива нова ера в наблюдението на MRD за колоректален рак

Наскоро JAMA Oncology (IF 33.012) публикува важен изследователски резултат [1] от екипа на проф. Цай Гуо-ринг от Онкологичната болница на Университета Фудан и проф. Уанг Джинг от болница „Ренджи“ към Медицинския факултет на Университета Шанхай Джиао Тонг, в сътрудничество с KUNYUAN BIOLOGY: „Ранно откриване на молекулярно остатъчно заболяване и стратификация на риска за колоректален рак от I до III стадий чрез метилиране на циркулираща туморна ДНК и стратификация на риска)“. Това проучване е първото многоцентрово проучване в света, което прилага PCR-базирана технология за мултигенно метилиране на кръвна ctDNA за прогнозиране и мониторинг на рецидив на колоректален рак, предоставяйки по-рентабилен технически път и решение в сравнение със съществуващите методи за технология за откриване на MRD, което се очаква значително да подобри клиничното приложение на прогнозирането и мониторинга на рецидив на колоректален рак и значително да подобри преживяемостта и качеството на живот на пациентите. Проучването беше високо оценено и от списанието и неговите редактори и беше посочено като ключова препоръка в този брой, а професор Хуан Руис-Баньобре от Испания и професор Аджай Гоел от Съединените щати бяха поканени да го рецензират. Проучването беше отразено и от GenomeWeb, водеща биомедицинска медия в Съединените щати.

Колоректалният рак (КРР) е често срещан злокачествен тумор на стомашно-чревния тракт в Китай. Данните на Международната агенция за изследване на рака (IARC) за 2020 г. показват, че 555 000 нови случая в Китай представляват около 1/3 от световния брой, като честотата скача на второ място сред най-често срещаните видове рак в Китай; 286 000 смъртни случая представляват около 1/3 от световния брой, което го нарежда на петото място сред най-често срещаните видове рак в Китай. Петата причина за смърт в Китай. Прави впечатление, че сред диагностицираните пациенти, стадии I, II, III и IV по TNM са съответно 18,6%, 42,5%, 30,7% и 8,2%. Повече от 80% от пациентите са в среден и късен стадий, а 44% от тях имат едновременни или хетерохронни отдалечени метастази в черния дроб и белите дробове, които сериозно засягат периода на оцеляване, застрашават здравето на нашите жители и причиняват тежка социална и икономическа тежест. Според статистиката на Националния онкологичен център, средното годишно увеличение на разходите за лечение на колоректален рак в Китай е около 6,9% до 9,2%, а личните здравни разходи на пациентите в рамките на една година след поставяне на диагнозата могат да достигнат 60% от семейния доход. Пациентите с рак страдат от болестта и са подложени на голям икономически натиск [2].
Деветдесет процента от лезиите на колоректален рак могат да бъдат отстранени хирургично и колкото по-рано се открие туморът, толкова по-висока е петгодишната преживяемост след радикална хирургична резекция, но общата честота на рецидив след радикална резекция е все още около 30%. Петгодишната преживяемост на колоректален рак в китайското население е 90,1%, 72,6%, 53,8% и 10,4% съответно за стадии I, II, III и IV.
Минималната остатъчна болест (MRD) е основна причина за рецидив на тумора след радикално лечение. През последните години технологията за откриване на MRD при солидни тумори се е развила бързо и няколко сериозни обсервационни и интервенционални проучвания потвърдиха, че постоперативният MRD статус може да показва риска от постоперативен рецидив на колоректален рак. ctDNA тестването има предимствата да бъде неинвазивно, просто, бързо, с висока достъпност на пробите и преодоляване на хетерогенността на тумора.
Насоките на NCCN на САЩ за рак на дебелото черво и насоките на CSCO на Китай за колоректален рак посочват, че за определяне на риска от постоперативен рецидив и избор на адювантна химиотерапия при рак на дебелото черво, ctDNA тестването може да предостави прогностична и предсказваща информация, която да подпомогне вземането на решения за адювантно лечение при пациенти с рак на дебелото черво в стадий II или III. Повечето съществуващи проучвания обаче се фокусират върху ctDNA мутации, базирани на технология за високопроизводително секвениране (NGS), която има сложен процес, дълго време за изпълнение и висока цена [3], с лека липса на обобщаемост и ниска разпространеност сред онкоболните.
При пациенти с колоректален рак в стадий III, динамичното наблюдение на ctDNA, базирано на NGS, струва до 10 000 долара за едно посещение и изисква период на изчакване до две седмици. С мултигенния тест за метилиране в това проучване, ColonAiQ®, пациентите могат да имат динамично наблюдение на ctDNA на една десета от цената и да получат доклад само за два дни.
Според 560 000 нови случая на колоректален рак в Китай всяка година, клиничните пациенти, предимно с колоректален рак в стадий II-III (процентът е около 70%), имат по-спешно търсене на динамично наблюдение, отколкото пазарният размер на MRD динамичното наблюдение на колоректален рак достига милиони хора всяка година.
Вижда се, че резултатите от изследването имат важно научно и практическо значение. Чрез мащабни проспективни клинични проучвания е потвърдено, че PCR-базираната технология за мултигенно метилиране на кръвна ctDNA може да се използва за прогнозиране и мониторинг на рецидив на колоректален рак, едновременно с чувствителност, навременност и икономическа ефективност, което позволява на прецизната медицина да бъде от полза за повече пациенти с рак. Изследването се основава на ColonAiQ®, мултигенен тест за метилиране на колоректален рак, разработен от KUNY, чиято клинична приложна стойност при ранен скрининг и диагностика е потвърдена от централно клинично проучване.
Gastroenterology (IF33.88), водещото международно списание в областта на стомашно-чревните заболявания през 2021 г., публикува резултатите от многоцентрови изследвания на болницата Zhongshan към университета Фудан, онкологичната болница към университета Фудан и други авторитетни медицински институции, съвместно с KUNYAN Biological, които потвърдиха отличните резултати на ColonAiQ® и ChangAiQ® при ранен скрининг и ранна диагностика на колоректален рак, като първоначално проучиха и потенциалното приложение на ColonAiQ® и ChangAiQ® при ранен скрининг и ранна диагностика на колоректален рак. Също така проучиха потенциалното приложение на списанието в прогнозния мониторинг на колоректален рак.

За да се валидира допълнително клиничното приложение на ctDNA метилирането при стратификация на риска, насочване на решенията за лечение и ранно наблюдение на рецидив при колоректален рак в стадий I-III, изследователският екип включи 299 пациенти с колоректален рак в стадий I-III, които са претърпели радикална операция и са събрали кръвни проби във всяка точка на проследяване (с интервал от три месеца) в рамките на една седмица преди операцията, един месец след операцията и в постоперативна адювантна терапия за динамично кръвно ctDNA изследване.
Първо, беше установено, че ctDNA тестването може да предскаже риска от рецидив при пациенти с колоректален рак рано, както предоперативно, така и в ранния следоперативен период. Пациентите с ctDNA-позитивен резултат пред операцията са имали по-висока вероятност за следоперативен рецидив в сравнение с пациентите с ctDNA-негативен резултат пред операцията (22,0% > 4,7%). Ранното следоперативно ctDNA тестване все още е предсказвало риска от рецидив: един месец след радикална резекция, ctDNA-позитивните пациенти са били 17,5 пъти по-склонни към рецидив в сравнение с отрицателните пациенти; екипът също така установи, че комбинираното ctDNA и CEA тестване леко подобрява представянето при откриване на рецидив (AUC=0,849), но разликата не е значима в сравнение само с ctDNA тестването (AUC=0,839). Разликата не е значима в сравнение само с ctDNA тестването (AUC=0,839).
Клиничното стадиране, комбинирано с рискови фактори, понастоящем е основната основа за стратификация на риска при онкологични пациенти, а в настоящата парадигма голям брой пациенти все още рецидивират [4] и има спешна нужда от по-добри инструменти за стратификация, тъй като в клиниката съществуват едновременно прекомерно и недостатъчно лечение. Въз основа на това екипът класифицира пациентите с колоректален рак в стадий III в различни подгрупи въз основа на оценката на риска от клиничен рецидив (висок риск (T4/N2) и нисък риск (T1-3N1)) и периода на адювантно лечение (3/6 месеца). Анализът установи, че пациентите във високорисковата подгрупа от ctDNA-позитивни пациенти имат по-нисък процент на рецидив, ако са получили шест месеца адювантна терапия; в нискорисковата подгрупа от ctDNA-позитивни пациенти няма значителна разлика между цикъла на адювантно лечение и резултатите за пациентите; докато ctDNA-отрицателните пациенти имат значително по-добра прогноза от ctDNA-позитивните пациенти и по-дълъг следоперативен период без рецидив (RFS); колоректален рак в стадий I и нисък риск от стадий II: Всички ctDNA-отрицателни пациенти не са имали рецидив в рамките на две години; Следователно се очаква интегрирането на ctDNA с клиничните характеристики допълнително да оптимизира стратификацията на риска и по-добре да предскаже рецидив.

Фигура 1. Анализ на плазмена ctDNA при POM1 за ранно откриване на рецидив на колоректален рак
Допълнителни резултати от динамично ctDNA тестване показват, че рискът от рецидив е значително по-висок при пациенти с положителен динамичен ctDNA тест, отколкото при пациенти с отрицателен ctDNA по време на фазата на наблюдение на рецидива на заболяването след окончателно лечение (след радикална хирургия + адювантна терапия) (Фигура 3ACD), и че ctDNA може да покаже рецидив на тумора до 20 месеца по-рано от образната диагностика (Фигура 3B), което предлага възможност за ранно откриване на рецидив на заболяването и навременна интервенция.

Фигура 2. Анализ на ctDNA, базиран на надлъжна кохорта, за откриване на рецидив на колоректален рак

„Голям брой транслационни медицински изследвания в областта на колоректалния рак са водещи в дисциплината, особено MRD тестовете, базирани на ctDNA, демонстрират голям потенциал за подобряване на постоперативното управление на пациенти с колоректален рак, като позволяват стратификация на риска от рецидив, насочват решенията за лечение и ранно наблюдение на рецидива.“

Предимството на избора на ДНК метилиране като нов MRD маркер пред откриването на мутации е, че не изисква скрининг на цялото геномно секвениране на туморни тъкани, използва се директно за кръвни изследвания и избягва фалшиво положителни резултати поради откриване на соматични мутации, произхождащи от нормални тъкани, доброкачествени заболявания и клонална хематопоеза.
Това проучване и други свързани проучвания потвърждават, че MRD тестването, базирано на ctDNA, е най-важният независим рисков фактор за рецидив на колоректален рак в стадий I-III и може да се използва за насочване на решенията за лечение, включително „ескалация“ и „понижаване“ на адювантната терапия. MRD е най-важният независим рисков фактор за рецидив след операция на колоректален рак в стадий I-III.
Областта на MRD (молекуларно-рентативно изследване) се развива бързо с редица иновативни, високочувствителни и специфични анализи, базирани на епигенетика (ДНК метилиране и фрагментомика) и геномика (ултрадълбоко таргетирано секвениране или секвениране на целия геном). Очакваме, че ColonAiQ® ще продължи да организира мащабни клинични проучвания и може да се превърне в нов индикатор за MRD тестване, който съчетава достъпност, висока производителност и цена на приемлива цена и може да се използва широко в рутинната клинична практика.
Референции
[1] Mo S, Ye L, Wang D, Han L, Zhou S, Wang H, Dai W, Wang Y, Luo W, Wang R, Xu Y, Cai S, Liu R, Wang Z, Cai G. Ранно откриване на молекулярно остатъчно заболяване и стратификация на риска за колоректален рак от I до III стадий чрез метилиране на циркулираща туморна ДНК. JAMA Oncol. 20 април 2023 г.
[2] „Тежестта на колоректалния рак сред китайското население: променила ли се е през последните години?“, Китайски журнал по епидемиология, том 41, № 10, октомври 2020 г.
[3] Tarazona N, Gimeno-Valiente F, Gambardella V и др. Целенасочено секвениране от следващо поколение на циркулираща туморна ДНК за проследяване на минимална остатъчна болест при локализиран рак на дебелото черво. Ann Oncol. 1 ноември 2019 г.;30(11):1804-1812.
[4] Тайеб Дж., Андре Т., Оклин Е. Усъвършенстване на адювантната терапия за неметастатичен рак на дебелото черво, нови стандарти и перспективи. Cancer Treat Rev. 2019;75:1-11.