血浆ctDNA动态监控可预测晚期尿路上皮癌患者预后

2022-03-11 求臻医学企宣

臻知识·专家访谈 | 第16期

求臻医学

血浆ctDNA动态监控是尿路上皮癌实时疗效监控、预后预测及指导下一步治疗的有力工具。求臻医学特邀仁济医院泌尿科膀胱肿瘤诊疗中心曹明教授,结合近期发表在British Journal of Cancer杂志上的文章进行解读。


曹明教授:血浆循环肿瘤DNA(ctDNA)动态监控可预测晚期尿路上皮癌患者预后,尿路上皮癌(UC)是泌尿系统常见恶性肿瘤之一,发病率男性高于女性,90%的UC发生于膀胱,5%~10%发生于肾盂及输尿管。晚期UC患者的预后较差,含铂化疗是局部晚期或转移性UC的标准一线治疗方案。目前基于ctDNA检测的液体活检技术已经在多癌种中广泛应用,UC是ctDNA检出率最高的肿瘤类型之一,约为75%-90%,通过ctDNA动态检测来监控晚期UC的预后值得探索。


近期在《British Journal of Cancer》杂志上发表了一篇UC患者ctDNA动态监控的研究文章。该研究共纳入53例晚期UC患者,其中39例(74%)患者存在远处转移;24例(45%)存在内脏转移;36例(68%)患者一线接受铂类化疗,中位治疗线数为2。共收集了182例血浆样本进行NGS靶向测序,每例患者中位血浆样本数量为3个。结合突变基因累计等位基因频率(aVAF)和临床因素,重点分析了ctDNA动态变化对晚期UC患者临床进展的预测作用。


182例血浆样本中有136例(76%)样本为ctDNA阳性(存在一个或多个基因突变)。最常见的突变基因为TP53、BRCA1/2、PIK3CA、EGFR及ERBB2。首次血浆样本ctDNA 的累计等位基因频率(aVAF)较低患者的OS较长(HR=0.31,p = 0.03),反之较高aVAF水平与OS较差相关(HR=1.07,p < 0.0001)。


连续ctDNA监控比首次血浆样本ctDNA检测识别出更多可用药的突变(58.5% vs 26.4%,p = 0.02),两者的检出突变的中位数分别为10个 vs 3个(p = 0.003),这表明基于单次的ctDNA检测结果去筛选可入组临床试验的患者可能会遗漏大量患者。文章进一步根据aVAF差值及疾病是否进展,将患者分为四组。aVAF差值降低/非进展亚组患者的OS最长,其中8/9例患者达到六个月的持续缓解,其连续三次aVAF值≤0.7。aVAF值升高>1的患者在6个月内可能会出现疾病进展。通过ctDNA动态监控可预测晚期UC患者的临床转归,辅助影像学评估患者病情。


总之,本研究证实aVAF值和可用药突变数量是UC患者的独立的预后因子,连续采集血浆样本中的ctDNA清除与死亡风险降低呈显著相关。血浆ctDNA动态监控是UC实时疗效监控、预后预测及指导下一步治疗的有力工具。



摘要

ctDNA的靶向测序可用于监测基因组突变等位基因频率(VAF)的动态变化,预测晚期尿路上皮癌(UC)患者的临床结局。本研究对53例晚期UC患者的 182 个连续血浆样本进行ctDNA靶向测序。结合连续ctDNA样本的累计等位基因频率(aVAF)值与临床因素(包括年龄、性别、肝转移),可提高预后模型的性能。连续ctDNA样本中aVAF值增加≥1可预测90%患者6个月内疾病进展。三次连续ctDNA样本aVAF值≤0.7的多数患者存在临床持续缓解(6个月)。因此,通过持续动态监测ctDNA可指导晚期UC患者的个体化精准治疗。


研究背景

众所周知,尿路上皮癌(UC)患者的TMB(肿瘤突变负荷)较高。通过对肿瘤组织原发灶-转移灶配对样本的全外显子测序可发现克隆异质性和进化。但通过侵入性转移灶活检获取组织样本存在一定并发症风险。UC是ctDNA检出率最高的肿瘤类型之一,约为75%-90%。早期临床研究的探索性分析结果显示ctDNA VAF的变化水平可用于预后预测以及靶向/免疫治疗疗效预测。本研究意在评价ctDNA动态检测对于进展期UC克隆轨迹绘制以及临床进展的预测作用。


研究方法

本研究入组两家中心(Weil Cornell医学中心、内华达综合癌症中心)的53例进展期UC患者,收集其临床病理学资料及182个连续血浆样本进行NGS检测与分析。


研究结果

入组人群

患者的临床病理特征见表1。每例患者中位血浆样本收集数量为3个。39例(74%)患者存在远处转移,24例(45%)存在内脏转移。中位治疗线数为2。36例(68%)患者一线接受铂类化疗(表1)。自初诊时起,中位OS为70个月。


研究收集2015年至2020年的中182例血浆样本(表1)。如存在一个或多个GAs(基因组改变),则此单个血浆样本被视为ctDNA阳性。共136个(76%)样本为ctDNA阳性。最常见治疗为免疫检查点抑制剂(35%)、抗体偶联药物(ADC)(9.3%)、铂类化疗(8.2%)(图1)。

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表1. 患者基线特征(向上滑动查看)


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图1. 泳图显示每例患者的疾病进程、治疗方案、ctDNA状态及疗效评估


连续ctDNA监控发现更多治疗靶点(GAs)

携带GAs的最常见基因为TP53、BRCA1/2、PIK3CA、EGFR及ERBB2(图2a)。10例患者出现FGFR3 GAs,此前并未见报道于COSMIC数据库中。15个GAs有FDA批准的对应靶向药物。研究发现可治疗GAs经常同时存在,每个基因中携带可治疗GAs患者的中位发生率为7.5%。ctDNA中同源重组修复相关基因BRCA1/2和ATM的发生频率是32%(17/53),经OncoKB等数据库注释,6名患者携带的突变为致病性突变。


连续ctDNA监控可较一次ctDNA检测识别出更多可治疗、有对应药物的GAs(58.5% vs 26.4%,p = 0.02),患者中位数分别为10个vs 3个(p = 0.003,图2b),表明基于单次的ctDNA检测结果去筛选可入组临床试验的患者可能会遗漏大量携带可治疗GAs的患者。


在最常见的10个基因变异中,CDKN2A、FGFR3、ERBB2 GAs与所有样本中最高中位ctDNA aVAF值相关(图2c),表明在基于ctDNA检测的治疗策略中,这些基因的GAs应被优先考虑。本研究中120/462个GAs的突变率非常低(VAF≤0.2),经过验证这些低频GAs有潜在提示意义,在进行连续的ctDNA分析时不应被排除在外。

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图2. 连续ctDNA监控发现更多可用药突变


初始及连续ctDNA监控具有预后价值

研究发现初始ctDNA aVAF较低患者的OS较长(HR=0.31,p = 0.03,图3a)。较高aVAF水平与OS较差相关(HR=1.07,p < 0.0001)。多变量回归分析中,这些关联仍然存在。因此,aVAF值及可治疗GAs数量是预后的独立因子。任何连续样本中的ctDNA清除与死亡风险降低显著相关(HR=0.26, p = 0.027,图3b)。


研究对比了基线临床特征联合初始样本(ctDNA1)和二次样本(ctDNA2)的aVAF值对于患者生存的预测能力,发现连续采样的aVAF值可提高预后模型对OS的预测能力(一致性指数由0.65提升至0.84,图3c)。研究还分析了一些ctDNA中胚系GAs与预后的关联性,发现无论何时检出PIK3CA突变,患者的OS均缩短(HR: 3.27,p = 0.03,图3d)。

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图3. ctDNA GAs可预测患者预后


连续的ctDNA监测可预测疗效

假设ctDNA中的GAs与影像学提示的肿瘤负荷相关,只分析疗效评价前后4周内的血液样本,则共127个ctDNA样本,45个PD事件、82个非PD事件。与未发生PD的患者相比,发生PD的患者中位aVAF值更高(12.31 vs. 2.10,p < 0.0001,图4a),每份ctDNA样本的中位GAs也显著增加(3 vs. 1, p = 0.0006,图4b),表明新的基因变异可能与疾病进展相关。研究还发现发生PD的患者通过两次连续ctDNA检测得到的aVAF差值升高,而非PD事件中则呈降低趋势(8.64 vs −1.12,p = 0.0017图4c)。aVAF差值≤0的患者(不变或降低)在之后的疗效评价中很可能为非进展。CR/PR患者的aVAF差值较SD/PD患者显著降低(CR患者ctDNA aVAF差值是 −0.28 ,PR是−10.41 ,SD是0.51 ,PD是8.64, p = 0.011)。

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图4. ctDNA动态变化反映疾病负荷


连续的ctDNA监测可预测UC患者临床结局

根据aVAF差值升降及疾病进展与否,将患者分为四组。aVAF差值降低/非PD亚组患者的OS最长(图5a)。8/9例患者达到六个月的持续缓解,其连续三次aVAF值≤0.7(图5b)。aVAF值升高>1的患者在6月内可能会出现疾病进展。

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图5. 连续ctDNA监测可预测临床转归


讨论

本研究表明可以通过连续ctDNA检测发现潜在的亚克隆变化,用于评估UC患者疾病进展或预测治疗反应。本研究为连续ctDNA样本追踪基因组变异的可行性提供了直接证据。研究验证了连续ctDNA测量值与临床预后的联系,发现在疾病进展期间,ctDNA连续监测患者较单时间点检测患者可发现更多可治疗GAs。30%患者存在至少一个可治疗GA。因此,连续ctDNA检测在发现更多可治疗靶点过程中起到关键作用。


本研究中,aVAF≤0.2的进展期UC患者的OS较长。从未检测出GAs的患者OS较长,表明ctDNA阳性可能是负性预后因素。在基线模型基础上增加aVAF值显著增加其预测生存的能力。血浆样本是一种非侵入性或微创的检查方法,标本极易获取,将其纳入患者初始危险分层因素可潜在提高预后预测的准确性。


同时,aVAF值的动态变化也可作为疗效预测的工具。临床疗效与aVAF的值的升降显著相关。aVAF差值≥1者预示其可能在6月内出现疾病进展,从而在进展前提供疾病信息。监测aVAF值能够辅助影像学评估患者病情。局限性疾病患者中出现ctDNA阳性可能与复发相关。转移性患者中,动态的ctDNA变化可用于预测疗效和提示疾病是否进展。


结论

本项研究证实连续ctDNA监测可预测进展期尿路上皮癌患者的临床转归,辅助影像学进行疗效的评估,并且可洞察到疾病的克隆进化轨迹。微创连续的ctDNA监测是实时监测疗效、预测预后及指导下一步治疗的有力工具。


参考文献:

Serial ctDNA analysis predicts clinical progression in patients with advanced urothelial carcinoma. British Journal of Cancer. 2022 Jan 19.