全球首个早期肺癌头对头对比MRD检测策略的前瞻性临床研究结果发布 | Cancer Cell（IF 50.3）

近日，全球首个早期肺癌头对头对比分子残留病灶（molecular residual disease，MRD）检测策略的前瞻性临床研究MEDAL（NCT03634826）相关结果正式发表于Cancer Cell（IF 50.3）[1]。

本研究由北京大学人民医院胸外科/胸部肿瘤研究所王俊院士团队的陈克终教授领导，作为一项历时长达5年的研究，MEDAL聚焦早期可手术的非小细胞肺癌患者，创新性地解答了MRD从科学研究结果到临床应用转化中的常见问题，如MRD检测策略选择、非I/II类变异的MRD检测价值、个性化的MRD检测在复发监测较传统影像学检测的领先时间等。同时，研究全球首次建立了Landmark MRD状态联合TNM分期指导患者预后分层的TNMB分期方法，以及ctDNA定量变化率可指导临床治疗决策等新的MRD应用策略。

MEDAL研究以I期肺腺癌患者为主，对比了肿瘤未知（tumor-agnostic，不依赖肿瘤组织检测信息）的固定化Panel、肿瘤先验（tumor-informed，基于肿瘤组织检测）的固定化Panel、个性化定制 MRD（燃石医学基于肿瘤组织WES检测、含至多50个位点的个体化定制Panel “PROPHET”）的检测性能，并通过精巧的设计和细致的分析，探索并解答了现阶段MRD在临床应用的过程中所面临的一些尚无定论的问题。

MEDAL队列前瞻性招募早期非小细胞肺癌患者，最终入组181名（760个血浆样本），平均年龄62.78岁，男性占58.01%；诊断时患者组织学亚型分别为肺腺癌（145例）、肺鳞癌（26例）和其他（10例），I期肺癌115例；中位随访时间1071天（987-1137天）；55名患者接受了辅助治疗，其中48例接受了化疗（87.3%）。

具体研究设计如下图所示，研究分别在术前（n=157）、Landmark（术后3-7 / 30 天, n=178）、随访期（n=116）和复发后（n=18）采集患者的血液样本，并使用三种MRD检测策略分析ctDNA。

图1：研究设计

主要研究结果

1. 朗微®在早期肺癌患者中的检测性能显著优于2种固定化MRD策略

分析验证结果表明，基于50个定制化位点设计的朗微®在20 ng DNA投入量、100,000×的原始测序深度的情况下，LOD可达到0.0036%，实现稳定检出十万分位LOD。相较于其他两种方法学，朗微®能多检出30例MRD阳性患者，且中位ctDNA fraction显著低于3种方法均检出阳性的患者。值得注意的是，这些患者96.9%朗微®检测到的突变未包含在固定Panel中，进一步说明个体化定制MRD的必要性。

图2：使用Probit分析，20 ng和60 ng DNA投入量时，朗微®LOD分别为0.0036%和0.0018%（左）；仅朗微®MRD阳性患者（n=30）的中位ctDNA fraction（右）

术前血检测结果表明，朗微®的敏感性优于两种固定化MRD检测。朗微®在151例术前血浆样本中检测到63例MRD阳性样本（41.7%），其中IA、IB、II和III期患者阳性率分别为15.7%（11/70）、40.0%（12/30）、75.0%（21/28）和82.6%（19/23），显著高于两种固定化MRD检测方法。

图3：三种不同策略检测不同临床分期患者术前血浆的敏感性

MEDAL研究进一步证实了非I/II类基因变异与I/II类基因变异基因在MRD预后价值上均具有重要意义：接近一半的MRD阳性仅依靠非I/II类变异识别，与I/II类变异识别的MRD阳性具有相似的预后预测效能。

2. Landmark检测中，朗微®对比2种固定化MRD策略可更好预测DFS Landmark检测中，朗微®显示出比另外两种固定Panel更好的预测性能（HR：16.4 vs 4.26 vs 4.68）。

图4：Landmark检测中，朗微®较2种固定化MRD策略可更好区分患者无进展生存期（Disease Free Survival，DFS）

3. Landmark检测时间点：（序贯）双检策略（Sequential Double-Check）

在Landmark采血时间点分析中，研究将术后3-7天定义为时间点B，术后一个月定义为时间点C。研究收集和分析了术后3-7天（n=172）和术后一个月（n=162）的血浆样本。由朗微®确定的Landmark MRD状态与DFS显著相关（术后3-7天: HR 5.31，p < 0.001；术后一个月: HR 16.40，p < 0.001）。 鉴于在术后3-7天收集血液样本的便利性、指导辅助治疗的及时性，以及术后3-7天和术后一个月鉴定出的两个MRD阴性患者组之间相似的DFS，研究提出了一种新的（序贯）双检策略（Sequential Double-Check）：首先根据在术后3-7天收集的血浆样本进行评估，仅当术后3-7天 MRD阳性时，才会收集术后一个月的血液样本重新评估，基于术后一个月的结果确定Landmark MRD状态（图4B）。

图5：朗微®在时间点B和C的DFS分析（A）；Landmark MRD监测的Sequential double-check策略流程图（B）；三种不同策略下朗微®Landmark MRD监测预测复发的PPV和NPV（C）

（序贯）双检策略在MEDAL研究中的应用结果显示出较高的阳性预测值（PPV=78.6%），只需对17.9%（28/156）的患者进行1个月血浆重评，不仅兼顾临床采血的便利性，同时提升Landmark检测准确性。 4. 朗微®

2年动态监控的NPV高达95.5%，较影像学中位预警复发时间提前299天 在Longitudinal监测策略分析方面，研究纳入了110名患者的347例血浆样本（在术后一个月有样本，并至少进行了一次随访）。如果在任何时间点上MRD呈阳性，研究定义患者为Longitudinal MRD阳性。 Longitudinal监测结果发现：

朗微®监测MRD阳性与DFS显著相关，风险比为37.42（p < 0.001），敏感性为84.2%（16/19），阴性预测值为96.6%（84/87），均优于Landmark MRD；

Longitudinal监测中，朗微®再次显示出比两种固定Panel更好的预测性能（HR：37.42 vs 7.1 vs 5.12）；

图6：longitudinal监测中，朗微®较2种固定化MRD策略可更好区分患者DFS

朗微®监测到的MRD阳性中位超前时间较影像学中位预警复发时间提前299天，而tumor-informed Panel监测复发患者的超前时间为95天，tumor-agnostic Panel复发患者的超前时间为129天。这意味着，对比影像学，个体化定制MRD的朗微®可带来中位近10个月的lead time；

朗微®在第180天、360天和720天，动态MRD监测的NPV高达99.4%、98.4%和95.5%。Longitudinal监测结果显示动态随访2年以上阴性患者NPV值95.5%，将带来重要的临床参考价值；

即使是ctDNA non-shedder人群，朗微®也可预测其复发风险。Non-shedder受试者中，对比MRD阴性患者，MRD阳性患者的预后较差；

longitudinal MRD阳性的non-shedders显著少于shedders（4.8% [3/63] vs 45.9% [17/37]，p < 0.001），然而，Longitudinal MRD阳性的non-shedders仍然具有显著更差的预后（风险比为48.4，p=0.002）。这些结果表明，non-shedders也可能从MRD监测中获益，而其术前不可检测的ctDNA可能归因于low-shedding而非non-shedding。

5 .朗微® Landmark MRD状态联合TNM分期，实现早期肺癌患者更精准的预后分层（TNMB) 基于朗微®在Landmark检测点出色的预后能力，研究在TNM分期上正式明确了Blood在预后中的价值，国际首次建立TNMB分期，即在经典的临床TNM分期的基础上结合MRD血检的分子检测结果，用于早期肺癌更加精准的预后分层。在MEDAL中，TNMB显示出比TNM分期更精准的预后分层，并通过其他公开队列进行了样本量的扩大验证，肺癌TNMB分期有望为未来其他实体瘤更精准的分期做出重要参考。

图7：结合TNM分期和Landmark朗微®MRD检测结果的TNMB分期（左）；时间点C上TNMB和TNM分类的DFS分析（右）

* TNMB分层原则及预后价值：

TNMB I :【术后1个月MRD阴性 + TNM I  】

TNMB II : 【术后1个月MRD阴性 + TNM II~III 】 vs TNMB I —— HR=3.18

TNMB III :【术后1个月MRD阳性 + TNM I~III】  vs TNMB I ——HR=23.72；TNMB III vs TNMB II —— HR=6.34

6. 朗微®动态监控：ctDNA定量变化率可更好地指导临床治疗决策

为了探索ctDNA定量能力的临床效用，研究在longitudinal分析中定义了相邻测试之间ctDNA定量变化率（dynamic changing rate，DCR），根据朗微®的检测结果，在MRD阳性受试者中，复发受试者的ctDNA DCR显著高于未复发受试者。这一现象并未在MRD阴性受试者中观察到。这提示我们，基于个体化定制MRD检测，ctDNA定量变化率或为预测患者预后带来新的参考维度。

图8：Longitudinal分析中所有患者MRD状态和DFS状态的ctDNA定量变化率

研究显示，在临床影像诊断不明确或可疑情况下，可以参考ctDNA动态变化，辅助临床判断疾病复发。

图9：ctDNA动态监测过程中MRD阳性（左）和阴性（右）案例

最后，MEDAL研究探讨了ctDNA状态是否能够辅助术后临床决策，特别是更后线的辅助治疗决策：从18名患者中收集到了复发后的血液样本，其中11名患者在复发后接受了治疗，并在治疗期间或治疗后进行了朗微®检测：7名未检测到ctDNA的患者要么在随访结束时存活，要么死于其他疾病；4名检测到ctDNA的患者中，有3名患者死于癌症。这表明ctDNA阳性可能有助于预测后期治疗的结果。

MRD的出现，使从分子层面预测预后、预警复发、指导治疗成为可能，为肿瘤患者的疾病管理打开了一扇窗。但MRD落地临床的过程中，也面临着技术方法、临床验证、社会经济学等多方面的挑战。本次发表的MEDAL研究相关结果深度聚焦MRD一线临床实践，多维度平行比较了全球主流MRD检测策略，同时创新性提出并验证了MRD在临床实战应用中的一些策略，这些策略贯穿全程，覆盖了分期、术后监测、复发后治疗等各个方面。该研究也成为了朗微®个体化定制，tumor-informed MRD检测策略在中国肺癌治疗临床实践探索中的里程碑研究，为未来肺癌精准化及“可视化”诊疗提供了重要参考。

参考文献：Chen et al., Individualized tumor-informed circulating tumor DNA analysis for postoperative monitoring of non-small cell lung cancer, Cancer Cell (2023),  https://doi.org/10.1016/j.ccell.2023.08.010

1. 文稿来源：燃石医学

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