术后ctDNA-MRD分析可预测NSCLC的辅助化疗获益！

"ctDNA-MRD的检测可更好的预测疾病复发风险并帮助指导辅助化疗决策。 "

       肺癌是最常见的恶性肿瘤之一，也是全球癌症相关死亡的主要原因。非小细胞肺癌（NSCLC）约占肺癌病例的85%，30%的I-IIIA期NSCLC患者会首选治愈性手术切除治疗。手术治疗后的患者可能存在分子/微小残留病灶（MRD），这是后续早期复发和转移的潜在来源，同时由于其分辨率有限，传统影像学（包括PET/CT）或实验室方法可能无法可靠的检测到。

       近年来的研究显示，ctDNA的存在早于影像学的复发，基于ctDNA的MRD评估（ctDNA-MRD），具有改变NSCLC治疗模式的潜力。

       根据迄今已发表的数据，我们可以发现：在NSCLC中，ctDNA-MRD是一种可靠的预后性生物标志物，1,2 但缺乏支持ctDNA-MRD作为一种预测性生物标志物的数据。

在这里，我们先插入一个话题，就是如何区分预后性生物标志物和预测性生物标志物？

       1998年，美国国立卫生研究院（NIH）生物标记物定义工作组将生物标记物定义为“作为正常生物过程、致病过程或对治疗干预的药理学反应的指标，被客观测量和评估的特征”。3 当一个生物标志物提供有关疾病结果的信息而不考虑治疗时，它就具有“预后性”价值，而一个“预测性”生物标志物则表明可能从特定治疗中获益。  

       换句话说，就是在NSCLC中，ctDNA-MRD分析是一种可靠预测疾病复发的预后性生物标志物，但缺乏支持ctDNA-MRD作为一种预测辅助治疗疗效的预测性生物标志物数据。

       2021年11月19日，《Nature》子刊《自然通讯》（Nature Communications）发表了一项由南京世和基因联合中国医学科学院肿瘤医院等多个研究机构共同完成的ctDNA-MRD研究结果，结果显示NSCLC术后ctDNA-MRD分析不仅具有预测复发的预后性功能（较影像学发现复发中位提前了88天），还具有预测性功能，可预测辅助化疗的获益情况（阳性患者可获益于辅助治疗，阴性患者没有获益）！4 该研究具有重要的临床意义，表明ctDNA-MRD的检测可更好的预测疾病复发风险并帮助指导辅助化疗决策。

▲ 利用ctDNA预测NSCLC术后动态复发风险和辅助化疗获益

       这项前瞻性研究共纳入116名接受手术切除的NSCLC患者，其中13名因各种原因中止治疗，因此被排除在后续分析之中，最终对103名患者的肿瘤组织和血浆样本进行靶向NGS检测。

       103名患者中有71名（68.9%）接受了辅助化疗（ACT），包括69名接受化疗的患者和2名接受放化疗的患者，ACT的中位持续时间为73天。7名EGFR阳性患者接受了辅助靶向治疗或化疗加靶向治疗，另外25名患者在手术后未接受任何辅助治疗。【这一决定是基于他们当时的临床特征，而不是ctDNA状态】

技术层面分析

MRD检测策略：tumor-informed assay，固定panel；

检测panel：根据TCGA等数据库预先设计的肺癌追踪panel，包括139个重要的肺癌相关基因，panel大小为 0.13Mb；

检测样本：肿瘤组织样本，血浆ctDNA样本；

样本input量：gDNA为1~2ug；ctDNA为50ng；

建库方法：探针杂交捕获法（IDT）；

测序平台：Illumina Hiseq4000；

测序深度：肿瘤组织样本平均测序深度为850X，血浆ctDNA样本平均测序深度为30,000X（ATG-seq），白细胞对照平均测序深度为300X；

LoD：变异等位基因频率（VAF）的LoD为 0.01%；

ctDNA-MRD阳性：存在一种或多种与肿瘤组织样本匹配的血浆ctDNA突变；

ctDNA-MRD检测样本采集情况：手术时采集肿瘤组织样本和术前采集的治疗前外周血样本用于术前突变分析。在手术后30天内收集术后血样。然后安排每3个月对患者进行一次CT扫描和血液采集，直到由CT扫描结果确定复发。

在103名患者的肿瘤标本中，有91名检测到体细胞突变，每位患者的中位突变为2个（范围：1-8个突变）。

ctDNA脱落与pTMN分期相关，I/II期和III期病例的ctDNA检出率分别为61.0%和76.1%；此外，ctDNA脱落也与组织学亚型有关，肺腺癌为49.1%，其他NSCLC亚型（包括鳞癌）为100%。

在获得手术后血浆样本的85名患者中，其中18名（21.2%）仍有可检测的ctDNA，中位最大VAF为 0.02%。

该研究的主要发现有：

1）术后和辅助化疗（ACT）后ctDNA-MRD阳性与较差的无复发生存期（RFS）显著相关。

2）在术后ctDNA-MRD阳性的II-III期患者中，接受ACT治疗的患者的RFS比未接受ACT治疗的患者更好；而术后ctDNA-MRD阴性的患者似乎没有必要接受ACT治疗，因为无论是否接受ACT治疗，他们都具有类似的低复发风险。

3）纵向ctDNA分析，在治疗后监测期间任何时间点检测到ctDNA-MRD阳性的患者的RFS显著低于术后ctDNA-MRD始终为阴性的患者。此外，从ctDNA-MRD阳性检测到影像学预测复发的中位提前期为88天。

4）利用ctDNA纵向监测和复发时间数据进行联合建模，可准确预测患者术后12个月和15个月的复发状态。

总体而言，该研究证明了ctDNA-MRD可作为一种可靠的生物标志物，用于NSCLC的术后和ACT治疗后风险分层以及复发的早期检测。此外，研究数据进一步表明，术后ctDNA-MRD分析可以指导ACT治疗决策，并避免对不太可能从ACT治疗中获益的患者进行过度治疗。

参考资料：  

1.  Chaudhuri AA, Chabon JJ, Lovejoy AF, et al. Early detection of molecular residual disease in localized lung cancer by circulating tumor DNA profiling. Cancer Discov. 2017;7(12):1394-1403.  2.Abbosh C, Birkbak NJ, Wilson GA, et al. Phylogenetic ctDNA analysis depicts early-stage lung cancer evolution. Nature. 2017;545(7655):446-451.  3.Atkinson, A. J., Colburn, W. A., DeGruttola, V. G., DeMets, D. L., Downing, G. J., Hoth, D. F., Oates, J. A., Peck, C. C., Schooley, R. T., Spilker, B. A., Woodcock, J., & Zeger, S. L. (2001). Biomarkers and surrogate endpoints: Preferred definitions and conceptual framework. Clinical pharmacology and therapeutics, 69(3), 89-95.  4.Qiu, B., Guo, W., Zhang, F. et al. Dynamic recurrence risk and adjuvant chemotherapy benefit prediction by ctDNA in resected NSCLC. Nat Commun 12, 6770 (2021).