CtDNA和微小残留病灶检测|技术分享

原创 研发部-LH 联川生物 2023-03-05 10:02 发表于浙江

微小残留病灶（minimal residual disease, MRD）：MRD是指经过治疗后，传统影像学［包括正电子发射计算机断层显像（positron emission tomography/computedtomography, PET/CT）］或实验室方法不能发现残留在体内的少量癌细胞（对治疗无反应或耐药的癌细胞）。残留的癌细胞数量可能很少，不会引起任何体征或症状（但它们有可能导致癌症复发），但是无法通过传统方法检测到。

MRD的概念源自于血液肿瘤，近年来，MRD的应用已从血液肿瘤扩展到实体肿瘤（如乳腺癌，肺癌，结直肠癌，前列腺癌等）。MRD具有多重表述，包括微小残留病灶(Minimal Residual Disease)、可测量残留病灶（Measurable Residual Disease），实体肿瘤中的MRD有时也称分子残留病灶（Molecular Residual Disease）。

尽管影像学检查被认为是评价肺癌治疗效果的金标准，但是影像学对追踪微小残留病灶不能准确及时反映，并且通过形态学改变评价疗效具有滞后的特点，不能在早期反应肿瘤治疗效果。

MRD阳性结果意味着癌症治疗后仍可检测到残留（剩余）病灶，癌症治疗后残留的癌细胞会可能变得活跃并开始繁殖，导致疾病复发，阴性结果表示癌症治疗后未检测到残留（剩余）病灶，研究表明MRD阴性与某些血癌更长的缓解期和更长的生存率有关，在实体肿瘤中, MRD与患者术后生存复发之间相关性证据已在乳腺癌、消化道肿瘤、肺癌等中得到印证。

可以用于MRD检测的分子标记物有很多，包括循环肿瘤细胞（Circulating Tumor Cell, CTC）、循环肿瘤DNA（Circulating Tumor DNA, ctDNA）、非编码RNA（miRNA、lncRNA、piRNA等）、外泌体和循环蛋白（CA125、CEA、PSA等）等。其中ctDNA是目前用于开发肿瘤MRD检测的明星生物标志物。

循环肿瘤DNA(ctDNA) 技术因其高灵敏度和无创、便捷等特点，可以检测分子层面的MRD。液体活检之父- Klaus Pantel 教授提出通过监测患者血液样本中的MRD，可比影像学更早发现肿瘤复发;及时治疗MRD，有可能转化为更高的治愈率。

目前，利用ctDNA作为生物标志物开发肿瘤MRD检测的策略有两种：肿瘤先验分析（肿瘤组织依赖性tumor-informed assays）和肿瘤未知分析（肿瘤组织非依赖性tumor-agnostic assays）。肿瘤先验分析策略是在血液MRD监测前先通过肿瘤组织标本测序获取变异信息，并依此制定个性化检测方案；而肿瘤未知分析则无需通过前期组织，直接利用固定的测序方案对血液进行检测分析。

    从目前研究数据看，基于术后ctDNA的MRD检测在预测早期癌症患者术后疾病复发预测与监控方面已初露锋芒。现有报道的MRD检测中位最大丰度分布在0.1%-0.01%之间，提示MRD检测时，ctDNA检测的敏感性需要触达万分位的数量级，而ctDNA释放受多种因素影响，而且实体肿瘤早期释放到外周血中的ctDNA含量通常非常少，低于1%，使得检测的灵敏度受限；同时，由于克隆性造血(生物学噪音)的存在、检测过程中的技术噪音以及为了提高灵敏度增加追踪变异的数量带来的多变异信号整合的问题，都给检测的特异度带来了挑战。