Nat Med:让我们用高大上的方法来检测ctDNA吧

著名的JohnsHopkins大学最近的一项研究揭示了ctDNA(循环肿瘤DNA/circulatingtumor DNA)的真面目,它其实是一种具备广泛应用前景、高敏感性、高特异性的肿瘤标志物,且适用于多种肿瘤(STM:ctDNA,恶性肿瘤检测筛查利器)。但ctDNA的研究还处在社会主义初级阶段,很多关键问题还没有解决,例如ctDNA怎么被释放入血(可能来自CTC,也可能不是),仍需要大家一起努力继续攻关。如果有朋友仔细看过Johns Hopkins那项研究的ctDNA检测方法,会发现研究者用了许多不同的方法(突变特异性探针结合/PCR、SafeSeqS、BEAMing、 外显子测序)来检测DNA突变以确定ctDNA的存在,针对不同类型的肿瘤会用到不同的ctDNA检测方法。在非小细胞肺癌(NSCLC)的ctDNA检测中,多用PCR法测定KRAS或EGFR的点突变,但是实际上这两种突变在肺癌患者中阳性率也不很高,其敏感性限制了ctDNA检测在肺癌中的应用。

让CAPP-Seq来拯救ctDNA检测界

来自Stanford大学医学院的研究者们最近研究出一种检测ctDNA的方法,具有高敏感性,他们将这种方法命名为CAPP-Seq(深度测序肿瘤个体化建档法,cancer personalized profiling by deep sequencing)。下面这张图已经显示了这种方法的主要实现方法。作者以NSCLC为例向我们展示了这种ctDNA检测方法的威力。

 

具体来说,研究者从肿瘤基因突变数据库(COSMIC)等来源找复发突变相关的外显子,再从肿瘤基因图谱库的407位NSCLC患者全基因组测序结果筛选;由于部分NSCLC有ALK、ROS1、RET相关的重排,所以还将这些基因中含有复发融合断点的外显子或内含子也包含在筛选范围内;最后的selector能识别139个复发突变基因中的521个外显子和12个内含子,长度约为125kb,平均能够识别4个单核苷酸突变(SNV),在96%的肺腺癌或鳞癌患者身上有效。经过方法优化并以新一代测序法(NGS)测序后,可以得到满意的检测效果。

研究者还在不同级别的肺癌患者中对CAPP-Seq进行了验证,发现II-IV期的NSCLC中检测敏感性100%,I期的NSCLC中敏感性为50%,而且在各期的肺癌中的特异性均在96%。在II-IV期和所有分期的肺癌中,根据ROC曲线计算出的AUC分别为0.99和0.95,所以CAPP-Seq具有十分威武的检测能力。临床资料表明,ctDNA比例低至0.019%的时候也还能够被CAPP-Seq检测到。

 

研究者更进一步探究后发现,用CAPP-Seq测定的ctDNA的水平和肿瘤体积(肿瘤体积用CT和PET评估测定)之间存在显著相关性(p=0.0002,R2=0.89),除了几例I期肺癌患者的肿瘤体积明显高于其ctDNA相对应的大小。随访研究发现ctDNA水平随着疾病进展和相应的治疗,也在不断变化。对10例样本(7例阳性和3例阴性)进行了肿瘤标本(侵入性的活检)和血液标本(非侵入性的CAPP-Seq检测)在筛查和基因型(EGFR和KRAS)检测中的对比,结果发现CAPP-Seq并不比金标准肿瘤活检的检测效能差,能够准确测定肺癌的基因型。

 

小编点评

近年来ctDNA的检测方法层出不穷,利用突变标志或者基因重排等来检测ctDNA都是近几年来的新突破,越来越多的学者致力于ctDNA检测的研究。在很多患者体内,ctDNA的水平较低,甚至低于现有方法的检测限,但事实上许多被我们认为“无法检测到(ND)”水平的ctDNA可能仍和肿瘤转移复发有关。本期选读的研究中,基于NGS的CAPP-Seq法在NSCLC上展现了其强大的实力,特别是具有超敏感性这种诱人的特征。

研究者称,这种检测方法还可以应用于NSCLC以外的其他类型肿瘤。小编认为,理论上的确可行,但是需要针对每种肿瘤研发独立的selector,首先研发费用昂贵(即使检测成本不高),其次在某些复杂情况下(如融合基因抓取效率低下)不一定能够获得最优化的selector设计。不过这项研究也算是一盏明灯,给我们指明了一种可行且普适的ctDNA检测研究方向。ctDNA的研究发展迅猛,谁也不知道CAPP-Seq会不会成为未来的金标准,对ctDNA临床应用的苦苦思念和追求在未来几年或者十几年里可能终会在灯火阑珊处画上一个完美的句号。

原始出处:

 
Newman AM1, Bratman SV2, To J3, Wynne JF3, Eclov NC3, Modlin LA3, Liu CL4, Neal JW5, Wakelee HA5, Merritt RE6, Shrager JB6, Loo BW Jr3, Alizadeh AA7, Diehn M8.An ultrasensitive method for quantitating circulating tumor DNA with broad patient coverage.Nat Med. 2014 Apr 6. doi: 10.1038/nm.3519.