编者按：循环肿瘤DNA（ctDNA）是肿瘤领域的热点话题，人们不断探索其在疾病筛查、诊断、预后复发、监测治疗反应以及指导治疗方案中的应用价值。在结肠癌领域，ctDNA价值几何？本文中，科罗拉多大学医学院临床研究副主任Christopher Lieu及同事Robert Lentz研究员介绍了ctDNA在结肠癌辅助治疗中的研究进展及当前观点。

概要

循环肿瘤DNA（ctDNA）在细胞凋亡过程中由肿瘤脱落，可采用无创的方法在外周血中检测。

 

虽然目前对许多Ⅱ~Ⅲ期结肠癌患者推荐使用辅助化疗，但有的患者要么被过度治疗，要么治疗不足，无法进一步完善治疗。

 

在观察性研究中，手术切除肿瘤后，基于ctDNA的微小（微转移）残留病的检测可通过一定的检测方法进行，并与预后较差和辅助治疗获益相关。

 

许多大型干预性研究正在进行中，并将在未来几年确定指导辅助治疗的ctDNA的最优化使用方法，同时明确其他挑战和局限性。

 

近年来，人们在许多瘤种和环境中对循环肿瘤DNA（ctDNA）进行了评估，包括疾病的筛查、诊断、检测残留病灶、指导辅助治疗、检测复发、监测治疗反应、确定突变谱和识别耐药机制。肿瘤DNA在细胞凋亡过程中被释放到血液中，包含与肿瘤起源相同的表观遗传和遗传信息，可通过无创方法对其进行检测。ctDNA的检测主要有2种方法：（1）肿瘤已知（tumor-informed）分析，该方法需要进行先验肿瘤分子分析（antecedent molecular analysis of the tumor）；（2）肿瘤未知（tumor-uninformed）分析（也称为肿瘤不可知分析或纯血浆分析，tumor-agnostic analysis），包括基于突变基因组的分析、甲基化和/或片段分析。

 

在局限性结肠癌中，目前的标准治疗是在某些情况下进行手术切除和辅助化疗。对于I期和低风险Ⅱ期结肠癌不采用辅助化疗，但有5%~ 10%的患者复发[1]。而对于高危Ⅱ期结肠癌患者，尽管使用了辅助化疗，但无病生存改善甚微，总生存期（OS）无改善，复发风险为30%[1-3]。辅助化疗可改善Ⅲ期结肠癌患者的OS，然而，40%的患者即使无辅助治疗的情况下也可能治愈，30%的患者可在有辅助治疗的情况下复发[1-3]。因此，特别是在Ⅱ期和Ⅲ期结肠癌中，我们有机会对将要受益的患者加强治疗（提高治愈率），对不受益的患者减少治疗（降低治疗相关毒性）。

 

有证据支持在结肠癌中应用ctDNA

 

基于ctDNA的评估检测微小（或可测量或分子）残留病（MRD），其目的是识别微转移疾病，这在结肠癌辅助治疗中是一个快速发展的领域。并不是所有的ctDNA检测都是一样的。要检测MRD，需要ctDNA高度敏感（检测限接近变异等位基因频率0.1%）。此外，临床医生必须记住，血浆MRD检测只能用于特定的癌症类型，因为MRD检测是基于疾病特异性突变和表观遗传图谱。目前美国用于结肠癌辅助治疗情况下MRD检测的ctDNA检测是Guardant Reveal（肿瘤未知分析）和Signatera（肿瘤先验分析），Medicare和大多数保险公司对这两种方法都承保[4,5]。

 

ctDNA可在大约5%~30%的Ⅱ~Ⅲ期结肠癌术后患者检测到，在许多观察性研究中显示了强大的预后能力[6]。迄今为止规模最大的前瞻性观察性研究GALAXY研究（属于包括三项试验的CIRCULATE-Japan项目）的结果，最近在2022年ASCO胃肠道肿瘤研讨会（ASCO GI）上公布[7]。GALAXY研究纳入1000多例从Ⅰ期到可切除寡转移Ⅳ期的结直肠癌患者，应用tumor-informed分析法在一个或多个术前和术后时间点进行ctDNA的检测，结果如表1所示。尽管该研究具有观察性研究固有的局限性，但GALAXY研究证明基于ctDNA的MRD评估所提供的预后数据具有广泛用途。CIRCULATE是一项国际合作项目，旨在应用ctDNA以指导结直肠癌的个体化辅助化疗。其他观察性研究报告了类似的结果，如表1所示，包括Ⅱ期（Tie等）和Ⅲ期（Taieb等，来自法国IDEA试验的患者）。

 

表1. 结直肠癌中选择的观察性ctDNA研究结果

 

尽管这些研究结果很有前景，但ctDNA在检测MRD和指导治疗并最终改善患者生活质量、无复发生存和OS等患者结局方面的效用，在其临床应用之前，必须经过随机研究证实。许多关于ctDNA指导的结肠癌辅助治疗研究（部分研究纳入了直肠癌患者）正在进行中，结果非常令人期待。这些研究包括COBRA试验（USA/Canada, NCT04068103）、CIRCULATE-US试验（USA, NCT05174169）、VEGA试验（within CIRCULATE-Japan, UMIN000039205）和DYNAMIC试验（Australia/New Zealand, ACTRN-12615000381583, ACTRN-12617001566325, and ACTRN-12617001560381）。这些研究均使用ctDNA来指导初始辅助治疗。其他研究，例如，ALTAIR（属于CIRCULATE-Japan项目，UMIN000039205)，则评估了在标准治疗后的监测期间根据ctDNA检测结果所进行的二线（挽救性）辅助治疗的应用。

 

在ctDNA成为常规应用之前必须解决的问题

 

目前ctDNA的应用仍存在很多局限性、问题和挑战（表2）。在存在不确定的可能性的克隆性造血情况下，例如TP53或KRAS，可能出现ctDNA假阳性结果[10]。而通过生物信息学过滤方法，评估从血沉棕黄层得到的免疫细胞的胚系突变，或者使用肿瘤先验ctDNA检测法，则可以避免出现假阳性结果。如果发生ctDNA假阴性结果，则可能是因为低脱落肿瘤（约10%的结直肠癌患者术前检测不到ctDNA），或某些解剖部位（微）转移（可能是腹膜、淋巴结和肺）[5,6]。因此，在设计临床研究时，研究者可考虑将术前未检测到ctDNA的患者排除在ctDNA指导的辅助治疗研究之外。然而，常规术前评估ctDNA可能增加资源使用，许多标本可能不会用于临床决策。建议在手术切除后4~8周评估ctDNA状态，因为手术创伤的细胞游离DNA在4周内仍然准确的时间可能影响结果[11]。最后，尽管数量较少，对非转移性直肠癌的观察性研究通常表明，新辅助治疗或切除后检测到ctDNA与较差的预后相关[10]。对直肠癌的治疗通常采取三联疗法，且通常使用一种全程新辅助治疗方案，这可能存在问题。我们有足够的机会联合ctDNA的检测，以改进直肠癌治疗并避免过度治疗（即，为全程新辅助治疗后的“观察和等待”方法提供额外支持）。

 

表2. 关于应用ctDNA指导的结肠癌辅助治疗的局限性、问题和挑战

结肠癌观察性研究中，通过ctDNA检测的MRD与预后及辅助化疗获益明显相关，并有可能通过改变辅助治疗模式从根本上改善患者的生活。在常规将ctDNA应用于实践之前，等待正在进行的干预性研究证实使用ctDNA指导结直肠癌辅助治疗具有益处，是谨慎的做法。

参考文献：

 

1.Osterman E, Glimelius B. Recurrence risk after up-to-date colon cancer staging, surgery, and pathology: analysis of the entire Swedish population. Dis Colon Rectum. 2018;61:1016-1025.

 

2.Figueredo A, Charette ML, Maroun J, et al. Adjuvant therapy for stage II colon cancer: a systematic review from the Cancer Care Ontario Program in evidence-based care's gastrointestinal cancer disease site group. J Clin Oncol. 2004;22:3395-3407 03.087.

 

3.André T, de Gramont A, Vernerey D, et al. Adjuvant fluorouracil, leucovorin, and oxaliplatin in stage II to III colon cancer: updated 10-year survival and outcomes according to BRAF mutation and mismatch repair status of the MOSAIC study. J Clin Oncol. 2015;33:4176-4187.

 

4.Parikh AR, Van Seventer EE, Siravegna G, et al. Minimal residual disease detection using a plasma-only circulating tumor DNA assay in patients with colorectal cancer. Clin Cancer Res. 2021;27:5586-5594.

 

5.Reinert T, Henriksen TV, Christensen E, et al. Analysis of plasma cell-free DNA by ultradeep sequencing in patients with stages I to III colorectal cancer. JAMA Oncol. 2019;5:1124-1131.

 

6.Naidoo M, Gibbs P, Tie J. ctDNA and adjuvant therapy for colorectal cancer: time to re-invent our treatment paradigm. Cancers (Basel). 2021;13(12):346.

 

7.Kotaka M, Shirasu H, Watanabe J, et al. Association of circulating tumor DNA dynamics with clinical outcomes in the adjuvant setting for patients with colorectal cancer from an observational GALAXY study in CIRCULATE-Japan. J Clin Oncol. 2022;40(4_suppl)9-9.

 

8.Tie J, Wang Y, Tomasetti C, et al. Circulating tumor DNA analysis detects minimal residual disease and predicts recurrence in patients with stage II colon cancer. Sci Transl Med. 2016;8:346ra92.

 

9.Taieb J, Taly V, Vernerey D, et al. Analysis of circulating tumour DNA (ctDNA) from patients enrolled in the IDEA-FRANCE phase III trial: prognostic and predictive value for adjuvant treatment duration. Ann Oncol. 2019;30(suppl 5):v867.

 

10.Dasari A, Morris VK, Allegra CJ, et al. ctDNA applications and integration in colorectal cancer: an NCI Colon and Rectal-Anal Task Forces whitepaper. Nat Rev Clin Oncol. 2020;17:757-770.

 

11.Henriksen TV, Reinert T, Christensen E, et al; IMPROVE Study Group. The effect of surgical trauma on circulating free DNA levels in cancer patients-implications for studies of circulating tumor DNA. Mol Oncol. 2020;14(8):1670-1679.