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MRD技术:精准捕捉肿瘤分子残留的"隐形追踪器"
时间:2024-08-02 来源:求臻医学

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随着医学科技的飞速发展,我们有幸见证了众多革命性的诊断技术诞生。今天,我们要深入探讨一项正在改变癌症治疗格局的技术——基于循环肿瘤DNA(ctDNA)的分子残留病灶(MRD)检测。这项技术如同一个超级灵敏的"隐形追踪器",能够发现常规检查难以察觉的极少量癌细胞踪迹。


      ctDNA ·隐藏肿瘤踪迹


ctDNA(circulating tumor DNA,循环肿瘤DNA),是从肿瘤细胞中释放到血液中的DNA片段。想象一下,如果肿瘤细胞是在逃跑的"罪犯",那么ctDNA就是它在逃逸时不小心留下的"犯罪线索"。


这些ctDNA的来源:

  • 肿瘤细胞死亡时释放

  • 活跃的肿瘤细胞主动分泌

  • 循环肿瘤细胞(CTC)破裂时释放


ctDNA的特点:

  • 片段较短,通常在160-180个碱基对左右

  • 半衰期短,约为0.5h-2h左右

  • 携带肿瘤特有的基因变异信息

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MRD两大检测策略 · 发现肿瘤蛛丝马迹

分子残留病灶(Molecular Residue Disease,MRD)是指在癌症治疗后,仍存在于患者体内的极少量癌细胞DNA,它的检测并不容易,常规检查难以发现,但这些"隐形"的癌细胞可能导致未来的疾病复发。传统的影像学检查就像是用肉眼寻找罪犯,而ctDNA检测则像是使用了高科技追踪设备。

虽然检测对象都是ctDNA,但MRD与常规伴随诊断存在较大差异。后者所需的测序深度、生信算法准确性、背噪库、检测Panel等技术要求难以满足MRD的分析需求。


目前实体瘤MRD检测主要有两种策略。

1.Tumor-informed法,肿瘤知情分析

先对肿瘤组织进行高通量测序,找出肿瘤特有的单核苷酸变异(SNV)或短插入缺失(InDel),然后根据这些变异设计合成定制化Panel,对患者的血浆样本进行个性化追踪,从而检测和定量ctDNA。


2.Tumor-agnostic或Tumor-naive法,

肿瘤不知情分析

不需要肿瘤组织信息,而是直接对患者的血液样本进行检测,利用预先设定的癌基因突变Panel或者机器学习算法,筛选出可能来自肿瘤的ctDNA变异。

两种方法各有优劣势,相关CSCO指南、NCCN指南及专家共识认为,Tumor Informed技术在准确性、成本等方面更具优势,而Tumor-agnostic技术是肿瘤异质性、无组织情况下的有效补充。


MRD相较其他预后检测技术的优势

1.非侵入性

相比组织活检,MRD检测只需抽血,对患者的身体伤害最小。这意味着即使是身体状况较差的患者也能轻松完成检查。


2.高灵敏度

可以检测到常规影像学检查无法发现的微小肿瘤负荷。


3.动态实时监测

可以频繁进行,及时反映肿瘤的负荷变化。传统的CT或MRI检查通常每几个月或更久进行一次,而MRD检测可以更频繁地进行,让医生能够更密切地监控病情变化。


4.全面性

ctDNA来自全身各处的肿瘤细胞,可以反映全身所有肿瘤的情况,而不仅仅是某个局部。这对于已经发生转移的患者尤其重要,因为单一部位的活检可能无法反映全身肿瘤的整体情况。


求臻医学·MRD“黑科技”

虽然基于ctDNA的MRD检测技术非常先进,但它的临床应用依然存在诸多挑战。求臻医学通过一系列创新技术,克服了这些难题:

1.早期肿瘤检测的挑战

对于非常早期的肿瘤,由于释放到血液中的ctDNA量很少,可能会出现假阴性结果。

“黑科技”:因此需要采取超高深度测序,一般需要10万×以上。


2.成本因素

超高深度测序同样会带来检测的成本大幅增高,因此难以纳入大量位点。

“黑科技”:针对组织基线数据,筛选个性化追踪位点(每个患者都不同),定制化Panel,以提升数据利用率。


3.假阳性问题

超高深度的NGS测序会带来大量的背景噪音。

“黑科技”:采用UMI技术,构建健康人背噪库,自研ChosenMIP®人工智能算法过滤。

非肿瘤来源的DNA突变(如克隆性造血)可能导致假阳性结果。

“黑科技”:建立克隆性造血库+针对性的生信算法。


4.异质性问题

基线组织无法完全展现肿瘤的全态,多次监测过程中肿瘤的发展带来了时空异质性的难题,因此仅依靠少量的定制位点存在诸多局限。

“黑科技”:首创AI(Agnostic+Informed)双驱动策略,定制化Panel+固定化Panel,涵盖重要位点的固定panel是MRD临床实践的有效补充。


MRD检测·临床意义明确

MRD检测能预测复发风险,精确评估治疗效果,从而指导个体化治疗方案,显著改善患者预后,在肿瘤诊治中扮演着关键角色,相关研究结果已逐渐清晰。

1.预测复发风险

多项研究表明,ctDNA阳性患者的复发风险显著高于阴性患者,并且比常规影像学检查更早地发现疾病复发。

一项针对结直肠癌的研究显示,ctDNA检测可以比常规影像学检查提前6-12个月发现复发。这意味着患者可以更早地开始治疗,大大提高治愈的可能性。[PMID: 31562764]。另一项研究发现,乳腺癌术后,如果患者的ctDNA检测结果为阳性,其复发风险是ctDNA阴性患者的14倍以上。[PMID: 31369045]


2.实时监测治疗效果

即使常规检查显示完全缓解,ctDNA检测仍可能发现残留的肿瘤DNA。通过治疗前后ctDNA水平的变化,医生可以及时了解治疗是否有效,以决定是否需要加强治疗或延长治疗时间。

研究表明,在接受化疗的晚期乳腺癌患者中,ctDNA水平的下降与影像学评估的肿瘤缩小高度相关。[PMID: 31369045]


3.指导治疗决策

参考MRD的结果可以更全面且个性化地制定治疗策略。《非小细胞肺癌适应性治疗中国专家共识》指出:目前证据支持ctDNA-MRD阳性用于指导升阶治疗,阴性用于降阶治疗。甚至对于晚期患者,MRD也可辅助制定治疗方案。

共识还推荐:EGFR 突变IV期非小细胞肺癌经过系统和局部治疗后,影像学无可见或无代谢肿瘤病灶时,可考虑药物假期。


4.监测耐药突变

ctDNA不仅能告诉我们肿瘤的存在,还能实时提供肿瘤的基因信息,帮助医生选择最适合的靶向治疗药物以及耐药后下一步治疗方案。

例如:在非小细胞肺癌患者中,通过ctDNA检测EGFR突变,医生可以快速决定是否继续使用EGFR-TKI靶向药物,动态监测是否存在耐药突变,以更早地掌控疾病进展,而不需要进行侵入性的组织活检。


MRD检测·过程简约舒适无痛

别担心,这并不是一个复杂的过程。在检测了组织基线的基础上,它就像普通的抽血检查一样简单。整个过程对患者来说几乎没有痛苦,比起传统的组织活检或影像学检查要舒适得多。

相关共识建议:根治性治疗后需间隔7天至一个月采血,后续基于随访策略,每3-6个月可进行一次MRD动态监测。

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MRD检测的临床切入路径


   MRD检测的无限未来

基于ctDNA的MRD检测技术为我们提供了一个"分子显微镜",让我们能够看到常规检查无法发现的"隐形敌人"。这项技术不仅提高了癌症治疗的精准度,也为患者带来了更多希望。

虽然ctDNA-MRD检测还面临一些挑战,但它无疑是癌症诊疗领域的一个重要突破。求臻医学开发的ChosenPace®MRD动态监测2.0方案,首创AI双驱动策略,兼顾了准确性和异质性,适用于有组织和无组织等多种复杂的临床场景。

随着技术的不断进步和临床经验的积累,MRD检测将在未来发挥更大的作用,帮助更多的癌症患者制定更佳的治疗策略。