肺癌治疗中EGFR循环肿瘤DNA对EG

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摘要：

目的：治疗效果的早期评估有助于癌症病人的管理。对肿瘤高度特异性且能对肿瘤体积变化快速响应的循环生物标志物是早期评估的一个理想工具，循环肿瘤DNA（ctDNA）就是其中一种。我们开展了一项前瞻性研究来评测EGFRctDNA在EGFR-TKI疗效的早期评估中的作用。

结果：21例未曾接受过EGFR-TKI治疗的EGFR突变肺癌患者入组。EGFR-TKI治疗后，携带激活型突变的EGFRctDNA的PM值迅速降低。14例治疗前PM值阳性的患者中，在第2-4天、8天、15天分别有14.3%、42.9%、57.1%的患者其主要EGFRctDNA完全消失。EGFRctDNA的这些反应在用于评估反应的各种指标中最为突出，且与采用胸部X射线评估的早期影像学反应有关。

材料和方法：连续血浆中样本中的EGFRctDNA被扩增，且采用二代测序仪测序个拷贝。血浆突变（PM）值指的是在EGFRcfDNA中含有缺失/替换的读长（rads）数目。当ctDNA中EGFR突变与肿瘤组织中检测到的一样时，ctDNA被定义为主要的EGFRctDNA。

结论：结果表明ctDNA作为一个高度特异的生物标志物可用于预测治疗的早期反应，且能被应用于多种肿瘤类型。

结果

EGFRctDNA的检测

21例NSCLC患者于年8月至年4月入组进入此项研究。患者特征见表1中。对所有患者而言，PM值在EGFRTKI治疗开始前以及1、2、3阶段获得。主要EGFRctDNA治疗前PM值在14例患者中是阳性（66.6%），在7例患者中是阴性（33.3%）。这一阳性率与先前的研究一致。在7例隐形治疗前PM值的患者中，一个主要EGFRctDNA的短暂的峰值在阶段1的2个患者中出现，但其余5名患者在阶段1到阶段3期间均未检测到主要的EGFRctDNA。

表1患者特征

EGFRTKI治疗后EGFRctDNA的快速降低

主要EGFRctDNA

具有阳性治疗前PM值患者其主要EGFRctDNA的PM值的百分比变化见图1A。PM值在大部分患者中显示出快速降低，而在4号患者处出现一个短暂的峰值。对于所有14例阳性治疗前PM值的患者其每个阶段PM值的百分比变化见图2。在阶段1、2、3，分别有14.3%、42.9%、57.1%的患者其主要EGFRctDNA完全消失。主要EGFRctDNA的PM值百分比在1、2、3阶段中分别在21.4%、64.3%、84.6%的患者中降低到不足10%。主要EGFRctDNA的短暂峰值也出现在阴性治疗前PM值的2例患者的阶段3中。

图1EGFRTKI治疗的前14天主要EGFRctDNA的反应模式

图21-3阶段与治疗前比较14例患者的EGFRctDNA百分比

次要EGFRctDNA

次要EGFRctDNA在8例患者中检测到（38.1%）：4例检测到激活型突变，4例检测到TM突变。在3例患者中，只有次要EGFRctDNA被检测到，无主要EGFRctDNA：1例患者检测到激活型突变，2例检测到TM。次要EGFRctDNA的早期反应模式展示在图3中。次要EGFRctDNA在5例患者中消失，但是在3例患者的观察期中持续存在（1例患者携带激活型EGFR突变，2例携带TM）。所有这些次要EGFRctDNA在随后的评估中消失。

我们已经测评了患者特征与次要EGFRctDNA检测之间的关系（表2）。次要EGFRctDNA的存在显示出分期（M1a或M1b）、突变类型、是否存在前期治疗这些因素之间的一些关联，尽管或许由于患者样本量太小而统计学不显著。这些结果可能提示疾病进展伴随着癌细胞的克隆分支增多。

图3EGFRTKI治疗的前14天次要EGFRctDNA的反应模式

表2ctDNA模式和患者特征的关系

影像学反应和主要EGFRctDNA

治疗的第29天和43天期间进行CT检查以评估治疗反应。在实际研究中，首次CT的中位时间是第39天。对所有患者通过CT进行影像学反应的评估。在1例、17例、1例和2例患者中分别达到CR、PR、SD和NE。无患者出现PD。反应率为85.7%。PM值百分比降低并未简单对应CT检查更好的影像学反应（图1A）。在肺癌中，胸部病变的治疗反应可以通过比CT更早时期的胸部X-p检查评估，尽管该项研究中有8例患者（38.1%）在胸部X-p检查中无评估靶标。在起始第一周进行的胸部X-p检查表明具有评估靶标的13例患者中分别有2例、9例和2例达到PR、MR和SD；无PD出现。有趣的是，通过胸部X-p检查进行反应评估似乎与ctDNA反应有关（图1B）。

ctDNA的数学模型应用

在EGFR-TKI治疗的细胞毒性中运用的指数下降模型似乎适合EGFR-TKI诱导的肿瘤细胞减少。根据该模型，循环生物标志物的半衰期对其血药浓度有显著影响。ctDNA的半衰期有报道称是大约2小时，这与CEA的半衰期为3-11天显著不同。ctDNA和CEA的变化将会是大不相同即便是在肿瘤破坏的相同环境下（图4A）。半衰期短的生物标志物与长半衰期的相比，其在血液中的浓度变化能更好的反映被破坏的肿瘤细胞的实时量变。

数学模型表明一个生物标志物的%表示的浓度曲线的曲线下面积（AUC）代表被破坏的癌细胞的体积，总AUC值取决于生物标志物的半衰期和敏感性肿瘤细胞的体积，但不取决于肿瘤破坏的半衰期。当治疗对一个有限的肿瘤体积有效，PM值百分比显著降低（图4B）。在图1B中展示了PM曲线的三种类型：一个是具有一个早期峰值。陡坡和大AUC提示肿瘤体积明显缩小，半衰期短。第二种类型是具有一个松缓的坡，提示肿瘤缩小具有更长的半衰期。第三种类型是陡坡伴随着小AUC。这一类型适合肿瘤细胞体积相对较小的破坏，半衰期短暂。

图4循环生物标志物的数学模型

生物标志物和EGFRctDNA

治疗前，分别对21例患者检测CEA，对16例检测CYFRA，对13例检测NSE，结果分别在13例、7例、1例中检测出阳性。在19个患者中，三个生物标志物中至少一个在治疗前升高（90.5%）。其中有6个患者的检测数据可用于对比EGFR-TKI治疗的前14天的CEA或CYFRA值与PM值。6例患者的生物标志物的百分比变化和EGFRctDNA展现在图5中。结果表明EGFRctDNA比常用的生物标志物至少在治疗的前期对治疗更加敏感。EGFRctDNA在影像学反应良好的患者中表现出强烈的消失倾向。

图56例患者治疗的前两周期间不同循环生物标志物变化（6例患者治疗前EGFRctDNA为阳性，且至少一种广泛应用的肿瘤标志物也是阳性）

讨论

据我们所知，本文是阐述EGFR-TKI治疗期间早期EGFRctDNA反应的前瞻性分析的首次报道。这些结果提供了强有力的证据表明携带肿瘤特异性变异的ctDNA有助于治疗反应的早期评估。EGFRctDNA的血浆浓度对EGFR-TKI治疗反应迅速。在第二天和第四天之间，PM值在21.4%的患者中降低到了治疗前数值的不足10%，甚至在14.3%的患者中降低到了0。本研究中EGFRctDNA的反应在所有的循环生物标志物中是最迅速的。除去例外如PSA，生物标志物通常缺乏高度特异性。最为典型的是血清CEA值在吸烟者中升高。EGFR激活型突变对肺癌高度特异，因此携带这些突变的ctDNA同样对肺癌高度特异。尽管大部分这些癌症相关突变对癌症特异而非对特定的类型特异，对癌症本身的高度特异性是ctDNA作为一个生物标志物的杰出优势。其另一个优势在于基本上同样的方法适用于定量所有的ctDNA。

综上所述，该研究的结果提示了ctDNA作为一个高度特异的生物标志物的有效性，其有助于治疗的早期反应预测，且能够应用于多种类型癌症中。影像学分析和ctDNA监控的联合应用或许提供了更好的评估肿瘤治疗反应的方法。

信息来源：

ImamuraF,UchidaJ,KukitaY,tal.EarlyrsponssofEGFRcirculatingtumorDNAtoEGFRtyrosinkinasinhibitorsinlungcancrtratmnt.Oncotargt.Sp30.