术前血检ctDNA可以预测肠癌肝转移患者肝切除后的预后情况

2021-01-18 求臻医学企宣

摘要


由于缺乏有效的复发风险分层方法,对于结直肠癌肝转移(CRLM)行肝切除术的患者,其最佳的围手术期管理方式尚不明确。本研究是一项单中心回顾性研究,探索性分析了结直肠癌肝转移行肝切除术患者的术前循环肿瘤DNA (ctDNA)突变状态对于预后的影响。结果发现,孤立性CRLM患者接受肝切除术后,80%的ctDNA中包含至少一个体细胞突变,ctDNA阳性患者无复发生存期(RFS)明显缩短(12.5月 vs 未达到,HR=7.6, P=0.02),ctDNA阳性患者1年、3年RFS率分别为53%、32%,ctDNA阴性患者1年、3年RFS率分别为100%、86%。BRAF V600E、KRAS及PIK3CA基因突变与RFS缩短相关,SMAD4、APC、EGFR扩增亦与RFS缩短相关,KRAS、PIK3CA、SMAD4或TP53基因中至少两个基因的共突变与RFS缩短相关。该研究提示临床阶段应充分重视ctDNA分析对CRLM患者行肝切除术后风险分层的辅助指导作用,对于高复发风险的患者需更密集的随访,亦可考虑更为积极的辅助治疗,以期改善预后。


研究背景


结直肠癌是第三大常见癌症,也是全球癌症相关死亡的第二大主要原因。肝脏是转移性结直肠癌(mCRC) 最常见的转移部位,约30%的结直肠癌患者存在肝转移。目前,肝切除术伴或不伴围手术期化疗是可手术切除的CRLM患者的标准治疗。然而,几项随机临床试验表明,对于可手术切除的CRLM,围手术期化疗仅延长RFS,并未延长总生存期(OS)。因此,应根据患者的复发和死亡风险对其进行适当分层,以确定可手术切除的CRLM的围手术期治疗策略。既往研究根据临床病理因素进行复发风险分层,常用纪念斯隆·凯特林临床风险评分(CRS)或其改良版本,但约60%的 CRS低风险患者仍会出现疾病复发,需要寻找其他方法进一步改善可切除CRLM患者围手术期管理的复发风险分层。

ctDNA是一种无创的生物标记物,能够检测肿瘤细胞释放到血液中的特异DNA信息。对于不可切除的mCRC,ctDNA可用于在化疗开始前检测基因突变状态、监测治疗反应以及明确耐药机制。既往研究表明,ctDNA突变状态与肿瘤负荷及预后相关,但术前ctDNA突变状态对可切除CRLM患者的预后价值尚不明确。



研究方法


研究纳入2005年-2017年日本柏市国立癌症中心接受CRLM肝切除术、术前诊断时伴有孤立可切除灶的患者。应用Guardant360平台对肝切除术前一月内的血浆样本进行ctDNA分析。如果在血浆中检测到一个以上的体细胞基因突变,则认为该血浆样本为ctDNA阳性。


研究者收集患者的标准临床病理学数据、原发肿瘤情况、CRLM情况及预后数据。计算每位患者的CRS分数。每3个月进行一次随访,复查肿瘤标记物及影像学检查。RFS定义为肝切除术日至疾病第一次影像学复发、或因任何原因造成的死亡的时间。OS定义为肝切除术日至因任何原因造成的死亡、或最后随访的时间。




研究结果


本研究共纳入212例孤立可切除CRLM患者,其中仅40例患者有术前外周血样本可用于ctDNA分析。其中,32(80%)患者的ctDNA中有至少一个体细胞突变。ctDNA阳性及阴性患者的临床病理学特征大致相同,但ctDNA阳性患者肿瘤分化较差(13% vs 50%,P=0.04)。血浆/组织检测到的基因突变与复发/生存状态关联如图1。

组织/血浆中RAS及BRAF V600E突变一致性非常高(98%)。仅一例患者组织中KRAS G12V突变未被ctDNA检出(病例40)。ctDNA中检测到非V600E突变(病例2、22)及BRAF扩增(病例21),但组织中为阴性。血浆ctDNA中还发现其他突变,如APC (58%)、TP53 (33%)、EGFR (13%)、PIK3CA (10%)、SMAD4 (5%)、FGFR1 (5%)、FBXW7 (5%),CCNE1 (5%),ERBB2 (3%), MET (3%),RAF1 (3%),PDGFRA  (3%),CCND2 (3%)。未发现经ctDNA鉴定为MSI-H的患者。

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图1. ctDNA与组织检测结果一致性以及复发状态。ctDNA阴性患者中仅1/8例(病例33)出现复发,而ctDNA阳性患者中20/32出现复发。组织/血浆中RAS及BRAF V600E突变基本一致(除外病例40)。ctDNA中检测到非V600E突变(病例2、22)及BRAF扩增(病例21),但组织中为阴性。


ctDNA阴性患者中仅1例(1/8,病例33)出现复发,而ctDNA阳性患者中20例出现复发(20/32,13% vs 63%,P=0.02)。复发患者中基因突变数量及ctDNA分数均较无复发患者升高。ctDNA阳性患者RFS明显缩短(12.5月 vs 未达到,P=0.02)(图2)。ctDNA阴性患者1年、3年RFS率分别为100%、86%,ctDNA阳性患者1年、3年RFS率分别为53%、32%。在仅有肝转移的患者中,ctDNA阳性患者RFS有缩短的趋势(13.2月 vs 未达到,P=0.03)。BRAF V600E突变及KRAS突变、PIK3CA突变与RFS缩短相关,SMAD4、APC、EGFR扩增亦与RFS缩短相关(图3)。KRAS、PIK3CA、SMAD4及TP53中至少两个基因的共突变亦与RFS缩短相关。


值得注意的是,尽管2例患者CRS评分为0,但术后仍出现复发。其中一例ctDNA检测中存在APC、EGFR、CCNM2共突变及CCNE1扩增。此患者肝切除术后21.3月后出现胃周多发淋巴结转移,术后58.4月死亡(病例15,图1、4)。另一例患者ctDNA检测结果显示存在APC及TP53基因共突变,以及EGFR、CCNE1扩增,肝切除术后1月复发(病例14,图1)。此外,一例组织及血浆ctDNA均存在BRAF V600E突变患者行肝切除术后2.6月出现多个主动脉旁淋巴结转移,肝转移灶直径仅11mm;患者于术后14.4月死亡(病例1,图1)。与之相反,仅有一例患者ctDNA呈阴性,但肝切除术后16.3月出现主动脉旁淋巴结转移复发,术后进行系统化疗,随访时(肝切除术后36.0个月)仍生存(病例33,图1)。


OS方面,ctDNA阴性患者OS有延长趋势(未达到 vs 78.1月,P=0.14)(图5)。ctDNA阴性组患者1年、3年、5年OS率均为100%,ctDNA阳性组分别为100%、93%、66%。与存活患者相比,死亡患者ctDNA中可靶向的基因突变数目较多。BRAF V600E突变(14.4月 vs 未达到,P<0.001)、KRAS突变(52.2月 vs 未达到,P=0.03)与OS缩短相关。


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图2. 接受ctDNA检测患者的RFS。ctDNA阳性患者RFS较ctDNA阴性患者显著缩短。

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图3. 不同ctDNA基因突变患者的RFS


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图4. 本例患者术前ctDNA检测显示多基因突变,而CRS评分为0分。


a.55岁男性患者,诊断为异时性结直肠癌肝转移,接受肝切除术前影像学。b.术后21.3月出现胃周淋巴结转移(虚线处),术后58.4月死亡。

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图5. 总体上看,ctDNA阳性患者OS较ctDNA阴性患者有缩短趋势。ctDNA阴性患者中无死亡病例。



讨论


本研究中,ctDNA阴性患者仅1例术后复发,而60% ctDNA阳性患者出现术后复发,因此术前ctDNA状态是患者生存的有效预测因素。而ctDNA水平、CEA水平、CRLM直径间并无显著关联,但ctDNA阴性状态与肿瘤高分化明显相关,说明ctDNA可能反映不同肿瘤固有生物学行为的多样性。ctDNA阳性患者RFS显著缩短,而ctDNA阴性患者中无死亡病例,中位随访时间39.0月,提示术前ctDNA阴性患者可能有更高的治愈率。一些特殊基因突变(如BRAF V600E、KRAS、PIK3CA、SMAD4和APC)、至少两个基因的共突变(如KRAS、PIK3CA、SMAD4和TP53)、EGFR扩增都与RFS缩短相关。此外,尽管CRS或改良CRS为0、复发风险较低的患者,若术前ctDNA呈阳性,仍有可能出现复发。术前ctDNA分析在可切除CRLM的围手术期管理中是一种有效的临床辅助手段。


既往研究也曾发现ctDNA检测中某个基因突变与可切除CRLM的负相关性。本研究通过综合检测多种基因,能够精确预测每位患者的复发风险。术前ctDNA状态联合综合基因分析可评估肿瘤固有生物学侵袭行为,为可切除CRLM患者提供围手术期个体化的治疗方案。


既往研究报道组织标本中某些基因突变(如RAS-RAF通路、SMAD家族、WNT、PI3K)与肝切除术后预后较差相关,本研究应用术前ctDNA分析亦证实相似结论。由于筛选检测周期较短(11 VS 33天)、标本不可及性较低(0.3% VS 1.5%)、检测失败率低(0.1% VS 10.6%)、更易筛选到适合靶向治疗的不可手术患者等原因,ctDNA基因分析优于组织基因分析。鉴于目前可切除CRLM的标准治疗为新辅助化疗后进行肝切除术、后续进行或不进行辅助化疗,ctDNA的优势在于可为这些患者提供个体化围手术期靶向治疗方案。本课题组建议BRAF V600E突变CRLM患者应用BEACON方案进行围手术期个体化治疗,该方案证实能够较传统治疗延长OS。课题组正在研究FOLFOXIRI方案作为新辅助或辅助治疗的作用。若ctDNA分析结果为高复发风险,这些方案用于围手术期治疗可能有效。


尽管本研究纳入患者仅局限于孤立可切除CRLM,但既往有研究显示若初始不可切除CRLM患者化疗前ctDNA水平为阴性,则其接受转化肝切除术后预后较好。侧面反映基线ctDNA状态亦可作为多发CRLM患者的预后分层因素之一。课题组正在进一步探索基因突变、ctDNA及临床预后之间的关系。




点评


ctDNA能够实时反映肿瘤的基因突变信息,具有无创性、动态监测性、全面性等优势,在诊疗方面具有重要的作用及广阔的应用前景。随着精准医学在晚期不可手术切除实体瘤中的应用,根据治疗前ctDNA基因突变状态来进行个体化化疗联合/不联合靶向治疗,是可切除CRLM患者围手术期未来的治疗前景。

本研究表明,对于孤立可切除CRLM行肝切除术的患者,术前ctDNA阳性与术后早期复发及OS缩短呈显著相关。ctDNA阴性患者则有很高的治愈几率。因此,术前ctDNA分析可能为CRLM患者围手术期的精准治疗提供有力的临床依据,高复发风险患者可考虑更为积极的辅助治疗,加强随访,以期改善预后



参考文献:


Impact of Preoperative Circulating Tumor DNA Status on Survival Outcomes After Hepatectomy for Resectable Colorectal Liver Metastases. Ann Surg Oncol. 2021 Jan 3.




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