NGS小知识 ‖ 精准医疗行业明星标志物--MRD

目前还没有官方的生物标志物可以有效预测治疗性手术或治疗后疾病的复发。MRD将解决这种未得到满足的临床需求，因为MRD将有助于指导辅助治疗的决定。利用液体活检技术测量患者血液中的循环肿瘤DNA（ctDNA）为建立MRD检测开辟了一条崭新的途径。

今天，我们就来聊聊精准医疗行业明星生物标志物--MRD。

图1：以ctDNA为基础的MRD NGS检测流程

MRD相关定义——

MRD（Minimal Residual Disease）即微小残留病灶，最早应用于血液肿瘤患者的诊疗中，是指白血病诱导化疗完全缓解后或骨髓移植治疗后，在体内残留少量白血病细胞的状态。后来指肿瘤治疗后仍存在于患者体内，但影像学无法检出的残留肿瘤细胞或微小病灶，属于肿瘤进展的隐匿阶段。此时残留的癌细胞数量可能很少，不会引起任何体征或症状，甚至无法通过传统方法检测到，但极可能导致肿瘤进展或复发转移。

在NCCN指南和欧洲专家共识中，MRD指可测量残留病灶，即Measurable Residual Disease，通过比影像学更灵敏的手段可检测到肿瘤细胞或肿瘤细胞来源的分子异常。

此外，MRD也指分子残留病灶，即Molecular Residual Disease，经过治疗后，传统影像学或实验室方法不能发现，但通过液体活检发现的癌来源分子异常，代表着肿瘤的持续存在和临床进展可能。

MRD检测面临的挑战——

虽然ctDNA检测技术不断更新和进步，其在MRD监测实体瘤领域的应用越来越受到关注，但是，目前基于ctDNA检测MRD仍然存在诸多挑战。

1. 肿瘤异质性：实体瘤个体化差异大，每个患者的实体肿瘤类型不同，且每个患者仅携带非常少量相同的基因突变，导致panel设计难度增大；

2. ctDNA含量低：实体肿瘤早期释放到外周血中的ctDNA含量一般较少，低于1%，导致实体瘤ctDNA的检测需要拥有更高的检测灵敏度；

3. ctDNA丰度低：ctDNA相对于组织，突变丰度更低，需要灵敏度极高的检测方法。在第十八届肺癌高峰论坛--肺癌MRD研究进展及临床应用共识中推荐：采用NGS检测方法的基本技术标准是可稳定检出丰度≥0.02％的ctDNA。

MRD检测技术路线——

MRD检测主要分为两大技术路线，分别为Tumor Informed Assay技术路线和Tumor Agnostic Assay技术路线，目前均处于探索阶段。

Tumor Informed Assay技术路线（一般为WES+个性化panel的组合）

该技术路线是指对原发肿瘤进行测序以鉴定患者的特异基因组变异，然后设计引物进行ctDNA的检测。即先采集患者肿瘤组织进行全外显子测序（Whole Exome Sequencing，WES）检测，针对每位患者选取肿瘤特异性的克隆位点进行个体化定制NGS Panel，在监测时提取血浆中的ctDNA进行超高深度测序，根据检测结果判定MRD的阴性/阳性。

优势：灵敏度和准确性更高。

劣势：检测成本高、流程长。

代表产品：Natera公司的Signatera™，Inivata公司的RaDaR™等。

图2：Signatera-个体化定制panel检测MRD流程

Tumor Agnostic Assay技术路线（一般为NGS panel和多组学技术）

该技术路线是指依赖于一组预先选定的引物，旨在检测与肿瘤相关的已知基因组变异（ctDNA突变）和表观遗传学特征（ctDNA甲基化）。用固定panel设计覆盖的位点虽然多，但是针对每位患者的有效监控位点数量不及Tumor Informed Assay方法，因此很多采用Tumor Agnostic Assay技术路线的检测方法加入了表观基因组学特征用以提高检测灵敏度。

优势：检测成本相对比较低，检测周期短。

劣势：敏感性相对比较低。

代表产品：罗氏公司的AVENIO ctDNA监测试剂盒，Guardant Health公司的Guardant Reveal™等。

图3：Guardant Reveal检测MRD流程

MRD检测潜在的临床应用——

1. 癌症筛查，有利于早期干预；

2. 对于早期或局限期癌症，有利于风险分层和复发监测；

3. 对于晚期或转移的癌症，有利于治疗决策的制定及疗效监测；

4. 对于难治性癌症，有利于耐药机制的探索及新的治疗方案的制定。

图4：基于ctDNA检测MRD的潜在临床应用

2022年第十九届肺癌高峰论坛MRD相关共识

共识六：MRD的转化研究

ctDNA-MRD可作为预后判断的生物标志物（证据程度：中；推荐程度：中）；根治治疗后ctDNA-MRD阳性者，推荐术后辅助治疗（证据程度：弱；推荐程度：弱）；建议参加ctDNA-MRD的前瞻性临床试验（证据程度：弱；推荐程度：强）。

参考文献

1. Advantages and Challenges of Using ctDNA NGS to Assess the Presence of Minimal Residual Disease (MRD) in Solid Tumors.Cancers (Basel).2021 Nov 14;13(22):5698.

2. Circulating Tumor DNA and Minimal Residual Disease (MRD) in Solid Tumors: Current Horizons and Future Perspectives.Front Oncol.2021 Nov 18;11:763790.

3. https://www.natera.com/oncology/signatera-advanced-cancer-detection/clinicians/#pg-menu-tabs

4. 2022年第十九届肺癌高峰论坛——III期非小细胞肺癌的处理：共识与争鸣

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