Áttörő prospektív tanulmány: PCR-alapú vér ctDNS metilációs technológia új korszakot nyit a vastagbélrák MRD-felügyeletében

A JAMA Oncology (IF 33.012) folyóirat nemrégiben publikált egy fontos kutatási eredményt [1], amelyet a Fudan Egyetem Rákkórházának professzora, Cai Guo-ring és a Sanghaji Jiao Tong Egyetem Orvostudományi Karának Renji Kórházának professzora, Wang Jing alkotta csapat a KUNYUAN BIOLOGY-val együttműködve végzett: „A molekuláris reziduális betegség korai felismerése és kockázati rétegződés az I-III. stádiumú vastagbélrákban a keringő tumor DNS-metiláció és kockázati rétegződés révén” (Early Detection and Risk Stratification through the I-III Stage of colorectal Cancer). Ez a tanulmány a világ első multicentrikus vizsgálata, amely PCR-alapú vér ctDNS multigénes metilációs technológiát alkalmaz a vastagbélrák kiújulásának előrejelzésére és monitorozására, költséghatékonyabb technikai utat és megoldást kínálva a meglévő MRD-kimutatási technológiai módszerekhez képest, és amely várhatóan jelentősen javítja a vastagbélrák kiújulásának előrejelzésének és monitorozásának klinikai alkalmazását, valamint jelentősen javítja a betegek túlélését és életminőségét. A tanulmányt a folyóirat és szerkesztői is nagyra értékelték, és ebben a számban kiemelt ajánlólevélként szerepelt, a spanyol Juan Ruiz-Bañobre professzort és az amerikai Ajay Goel professzort pedig felkérték a lektorálásra. A tanulmányról a GenomeWeb, az Egyesült Államok egyik vezető biomedicinális médiuma is beszámolt.

A vastagbélrák (CRC) a gyomor-bél traktus gyakori rosszindulatú daganata Kínában. A Nemzetközi Rákkutató Ügynökség (IARC) 2020-as adatai szerint az 555 000 új eset Kínában a világ népességének körülbelül egyharmadát teszi ki, a második helyen a leggyakoribb rákos megbetegedések között Kínában; a 286 000 haláleset a világ népességének körülbelül egyharmadát teszi ki, ami a rákos halálesetek ötödik leggyakoribb oka Kínában. Figyelemre méltó, hogy a diagnosztizált betegek körében a TNM I., II., III. és IV. stádiumú daganatok aránya 18,6%, 42,5%, 30,7% és 8,2%. A betegek több mint 80%-a középső és késői stádiumban van, és 44%-uknál egyidejűleg vagy heterokrónikus távoli áttétek vannak a májban és a tüdőben, ami súlyosan befolyásolja a túlélési időt, veszélyezteti lakosaink egészségét, és súlyos társadalmi és gazdasági terhet okoz. A Nemzeti Rákközpont statisztikái szerint a vastagbélrák kezelésének átlagos éves költségnövekedése Kínában körülbelül 6,9% és 9,2% között van, és a betegek személyes egészségügyi kiadásai a diagnózis felállítását követő egy éven belül a családi jövedelem 60%-át is kitehetik. A rákos betegek a betegségtől szenvednek, emellett nagy gazdasági nyomás alatt is vannak [2].
A vastagbélrákos elváltozások kilencven százaléka sebészeti úton eltávolítható, és minél korábban észlelik a daganatot, annál magasabb az ötéves túlélési arány a radikális sebészeti reszekció után, de a radikális reszekció utáni teljes kiújulási arány még mindig körülbelül 30%. A kínai lakosságban a vastagbélrák ötéves túlélési aránya az I., II., III. és IV. stádiumban rendre 90,1%, 72,6%, 53,8% és 10,4%.
A minimális reziduális betegség (MRD) a radikális kezelés utáni tumor-kiújulás egyik fő oka. Az elmúlt években a szilárd tumorok MRD-kimutatási technológiája gyorsan fejlődött, és számos nagy horderejű megfigyeléses és intervenciós vizsgálat megerősítette, hogy a posztoperatív MRD-státusz jelezheti a vastagbélrák posztoperatív kiújulásának kockázatát. A ctDNS-tesztelés előnyei a nem invazív, egyszerű, gyors, könnyen hozzáférhető mintákat biztosít, és leküzdhető a tumorheterogenitás.
Az amerikai NCCN vastagbélrákra vonatkozó irányelvei és a kínai CSCO vastagbélrákra vonatkozó irányelvei egyaránt kimondják, hogy a vastagbélrák posztoperatív kiújulási kockázatának meghatározásához és az adjuváns kemoterápia kiválasztásához a ctDNS-vizsgálat prognosztikai és prediktív információkat nyújthat, amelyek segíthetik a II. vagy III. stádiumú vastagbélrákos betegek adjuváns kezelési döntéseit. A legtöbb meglévő tanulmány azonban a nagy áteresztőképességű szekvenálási technológián (NGS) alapuló ctDNS-mutációkra összpontosít, amely összetett folyamattal, hosszú átfutási idővel és magas költségekkel jár [3], az általánosíthatóság enyhe hiányával és a rákos betegek körében alacsony prevalenciával.
III. stádiumú vastagbélrákos betegek esetében az NGS-alapú ctDNS dinamikus monitorozása akár 10 000 dollárba is kerülhet egyetlen vizsgálatért, és akár két hetes várakozási időt is igényel. A jelen vizsgálatban szereplő többgénes metilációs teszttel, a ColonAiQ®-val a betegek tizedárfolyamért vehetnek részt a dinamikus ctDNS monitorozásban, és akár két napon belül is megkaphatják a jelentést.
Kínában évente 560 000 új vastagbélrákos esetet diagnosztizálnak, a főként II-III. stádiumú vastagbélrákkal diagnosztizált klinikai betegeknél (az arányuk körülbelül 70%) sürgetőbb az igény a dinamikus monitorozásra, így a vastagbélrák MRD dinamikus monitorozásának piacmérete évente eléri a több millió embert.
Látható, hogy a kutatási eredmények fontos tudományos és gyakorlati jelentőséggel bírnak. Nagyszabású prospektív klinikai vizsgálatok megerősítették, hogy a PCR-alapú vér ctDNS multigénes metilációs technológia érzékenységgel, időszerűséggel és költséghatékonysággal alkalmazható a vastagbélrák kiújulásának előrejelzésére és monitorozására, lehetővé téve, hogy a precíziós orvoslás több rákos beteg számára is előnyös legyen. A tanulmány a ColonAiQ®-on alapul, amely egy a KUNY által kifejlesztett, vastagbélrák multigénes metilációs teszt, amelynek klinikai alkalmazási értékét a korai szűrésben és diagnózisban egy központi klinikai vizsgálat is megerősítette.
A Gastroenterology (IF33.88), a gyomor-bélrendszeri betegségek területének 2021-es vezető nemzetközi folyóirata, beszámolt a Fudan Egyetem Zhongshan Kórházának, a Fudan Egyetem Rákkórházának és más mérvadó orvosi intézményeknek a KUNYAN Biologicallel együttműködve végzett többközpontú kutatási eredményeiről, amelyek megerősítették a ColonAiQ® ChangAiQ® kiváló teljesítményét a vastagbélrák korai szűrésében és korai diagnózisában, és kezdetben a vastagbélrák prognózisának monitorozásában való alkalmazásának lehetőségeit is vizsgálták.

A ctDNS-metiláció klinikai alkalmazásának további validálása érdekében az I-III. stádiumú vastagbélrák kockázatbecslésében, kezelési döntések irányításában és a korai kiújulás monitorozásában a kutatócsoport 299, I-III. stádiumú vastagbélrákban szenvedő beteget vont be, akik radikális műtéten estek át, és minden követési ponton (három hónapos különbséggel) vérmintákat vettek a műtét előtti egy héten belül, a műtét utáni egy hónapon belül, valamint a posztoperatív adjuváns terápia során a dinamikus vér ctDNS-vizsgálatához.
Először is, megállapították, hogy a ctDNS-tesztelés korai szakaszban, mind a műtét előtt, mind a műtét utáni korai szakaszban megjósolhatja a kiújulás kockázatát vastagbélrákos betegeknél. A műtét előtti ctDNS-pozitív betegeknél nagyobb volt a posztoperatív kiújulás valószínűsége, mint a preoperatív ctDNS-negatív betegeknél (22,0% > 4,7%). A korai posztoperatív ctDNS-tesztelés továbbra is előre jelezte a kiújulás kockázatát: egy hónappal a radikális reszekció után a ctDNS-pozitív betegeknél 17,5-szer nagyobb volt a kiújulás valószínűsége, mint a negatív betegeknél; a kutatócsoport azt is megállapította, hogy a kombinált ctDNS- és CEA-tesztelés kismértékben javította a kiújulás kimutatásának teljesítményét (AUC=0,849), de a különbség nem volt szignifikáns a önmagában végzett ctDNS-teszttel (AUC=0,839) összehasonlítva. A különbség nem volt szignifikáns a önmagában végzett ctDNS-teszttel összehasonlítva (AUC=0,839).
A klinikai stádiumbeosztás a kockázati tényezőkkel kombinálva jelenleg a rákos betegek kockázatbecslésének fő alapja, és a jelenlegi paradigma szerint a betegek nagy száma továbbra is kiújul [4], és sürgősen szükség van jobb rétegződési eszközökre, mivel a klinikumban egyszerre fordul elő túl- és alulkezelés. Ennek alapján a kutatócsoport a III. stádiumú vastagbélrákos betegeket a klinikai kiújulás kockázatértékelése (magas kockázat (T4/N2) és alacsony kockázat (T1-3N1)) és az adjuváns kezelési időszak (3/6 hónap) alapján különböző alcsoportokba sorolta. Az elemzés megállapította, hogy a ctDNS-pozitív betegek magas kockázatú alcsoportjában alacsonyabb volt a kiújulási arány, ha hat hónapos adjuváns terápiát kaptak; a ctDNS-pozitív betegek alacsony kockázatú alcsoportjában nem volt szignifikáns különbség az adjuváns kezelési ciklus és a betegek kimenetele között; míg a ctDNS-negatív betegek prognózisa szignifikánsan jobb volt, mint a ctDNS-pozitív betegeké, és hosszabb volt a posztoperatív kiújulásmentes időszak (RFS); I. és alacsony kockázatú II. stádiumú vastagbélrák: Minden ctDNS-negatív betegnél nem volt kiújulás két éven belül; ezért a ctDNS klinikai jellemzőkkel való integrációja várhatóan tovább optimalizálja a kockázatbecslést és jobban előrejelzi a kiújulást.

1. ábra. Plazma ctDNS analízis a POM1-nél a vastagbélrák kiújulásának korai kimutatására
A dinamikus ctDNS-teszt további eredményei azt mutatták, hogy a kiújulás kockázata szignifikánsan magasabb volt a pozitív dinamikus ctDNS-teszttel rendelkező betegeknél, mint a negatív ctDNS-teszttel rendelkező betegeknél a betegség kiújulásának monitorozási fázisában a végleges kezelés után (radikális műtét + adjuváns terápia után) (3ACD. ábra), és hogy a ctDNS akár 20 hónappal korábban is jelezheti a daganat kiújulását, mint a képalkotás (3B. ábra), ami lehetőséget kínál a betegség kiújulásának korai felismerésére és az időben történő beavatkozásra.

2. ábra. Longitudinális kohorszon alapuló ctDNS-analízis a vastagbélrák kiújulásának kimutatására

„Számos transzlációs medicinális vizsgálat vezeti a tudományágat a vastagbélrák területén, különösen a ctDNS-alapú MRD-tesztelés mutat nagy potenciált a vastagbélrákos betegek posztoperatív kezelésének javítására azáltal, hogy lehetővé teszi a kiújulás kockázatának meghatározását, a kezelési döntések irányítását és a korai kiújulás monitorozását.”

A DNS-metiláció, mint új MRD marker előnye a mutációk kimutatásával szemben, hogy nem igényli a tumorszövetek teljes genomszekvenálási szűrését, közvetlenül vérvizsgálathoz használható, és elkerülhetőek a normál szövetekből, jóindulatú betegségekből és klonális vérképzésből származó szomatikus mutációk kimutatása miatti álpozitív eredmények.
Ez a tanulmány és más kapcsolódó tanulmányok megerősítik, hogy a ctDNS-alapú MRD-tesztelés a legfontosabb független kockázati tényező az I-III. stádiumú vastagbélrák kiújulásának tekintetében, és felhasználható a kezelési döntések irányításában, beleértve az adjuváns terápia „eszkalációját” és „leminősítését”. Az MRD a legfontosabb független kockázati tényező az I-III. stádiumú vastagbélrák műtét utáni kiújulásában.
Az MRD területe gyorsan fejlődik számos innovatív, rendkívül érzékeny és specifikus, epigenetikán (DNS-metiláció és fragmentomika) és genomikán (ultra mély célzott szekvenálás vagy teljes genom szekvenálás) alapuló vizsgálattal. Arra számítunk, hogy a ColonAiQ® továbbra is nagyszabású klinikai vizsgálatokat szervez, és az MRD-tesztelés új indikátorává válhat, amely ötvözi az elérhetőséget, a nagy teljesítményt és a megfizethetőséget, és széles körben alkalmazható a rutin klinikai gyakorlatban.
Referenciák
[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. A molekuláris reziduális betegség korai felismerése és kockázatbecslés I-III. stádiumú vastagbélrák esetén a keringő tumor DNS-metilációján keresztül. JAMA Oncol. 2023. április 20.
[2] „A vastagbélrák terhe a kínai lakosság körében: változott-e az elmúlt években?”, Chinese Journal of Epidemiology, 41. évf., 10. szám, 2020. október.
[3] Tarazona N, Gimeno-Valiente F, Gambardella V és munkatársai. A keringő tumor DNS célzott, következő generációs szekvenálása a minimális reziduális betegség nyomon követésére lokalizált vastagbélrákban. Ann Oncol. 2019. november 1.;30(11):1804-1812.
[4] Taieb J, André T, Auclin E. A nem áttétes vastagbélrák adjuváns terápiájának finomítása, új standardok és perspektívák. Cancer Treat Rev. 2019;75:1-11.