臻知识·专家访谈 | 第16期
血浆ctDNA动态监控是尿路上皮癌实时疗效监控、预后预测及指导下一步治疗的有力工具。求臻医学特邀仁济医院泌尿科膀胱肿瘤诊疗中心曹明教授，结合近期发表在British Journal of Cancer杂志上的文章进行解读。
曹明教授：血浆循环肿瘤DNA（ctDNA）动态监控可预测晚期尿路上皮癌患者预后，尿路上皮癌（UC）是泌尿系统常见恶性肿瘤之一，发病率男性高于女性，90%的UC发生于膀胱，5%~10%发生于肾盂及输尿管。晚期UC患者的预后较差，含铂化疗是局部晚期或转移性UC的标准一线治疗方案。目前基于ctDNA检测的液体活检技术已经在多癌种中广泛应用，UC是ctDNA检出率最高的肿瘤类型之一，约为75%-90%，通过ctDNA动态检测来监控晚期UC的预后值得探索。
近期在《British Journal of Cancer》杂志上发表了一篇UC患者ctDNA动态监控的研究文章。该研究共纳入53例晚期UC患者，其中39例（74%）患者存在远处转移；24例（45%）存在内脏转移；36例（68%）患者一线接受铂类化疗，中位治疗线数为2。共收集了182例血浆样本进行NGS靶向测序，每例患者中位血浆样本数量为3个。结合突变基因累计等位基因频率（aVAF）和临床因素，重点分析了ctDNA动态变化对晚期UC患者临床进展的预测作用。
182例血浆样本中有136例（76%）样本为ctDNA阳性（存在一个或多个基因突变）。最常见的突变基因为TP53、BRCA1/2、PIK3CA、EGFR及ERBB2。首次血浆样本ctDNA 的累计等位基因频率（aVAF）较低患者的OS较长（HR=0.31，p = 0.03），反之较高aVAF水平与OS较差相关（HR=1.07，p < 0.0001）。
连续ctDNA监控比首次血浆样本ctDNA检测识别出更多可用药的突变（58.5% vs 26.4%，p = 0.02），两者的检出突变的中位数分别为10个 vs 3个（p = 0.003），这表明基于单次的ctDNA检测结果去筛选可入组临床试验的患者可能会遗漏大量患者。文章进一步根据aVAF差值及疾病是否进展，将患者分为四组。aVAF差值降低/非进展亚组患者的OS最长，其中8/9例患者达到六个月的持续缓解，其连续三次aVAF值≤0.7。aVAF值升高＞1的患者在6个月内可能会出现疾病进展。通过ctDNA动态监控可预测晚期UC患者的临床转归，辅助影像学评估患者病情。
总之，本研究证实aVAF值和可用药突变数量是UC患者的独立的预后因子，连续采集血浆样本中的ctDNA清除与死亡风险降低呈显著相关。血浆ctDNA动态监控是UC实时疗效监控、预后预测及指导下一步治疗的有力工具。
摘要
ctDNA的靶向测序可用于监测基因组突变等位基因频率（VAF）的动态变化，预测晚期尿路上皮癌（UC）患者的临床结局。本研究对53例晚期UC患者的 182 个连续血浆样本进行ctDNA靶向测序。结合连续ctDNA样本的累计等位基因频率（aVAF）值与临床因素（包括年龄、性别、肝转移），可提高预后模型的性能。连续ctDNA样本中aVAF值增加≥1可预测90%患者6个月内疾病进展。三次连续ctDNA样本aVAF值≤0.7的多数患者存在临床持续缓解（6个月）。因此，通过持续动态监测ctDNA可指导晚期UC患者的个体化精准治疗。
研究背景
众所周知，尿路上皮癌（UC）患者的TMB（肿瘤突变负荷）较高。通过对肿瘤组织原发灶-转移灶配对样本的全外显子测序可发现克隆异质性和进化。但通过侵入性转移灶活检获取组织样本存在一定并发症风险。UC是ctDNA检出率最高的肿瘤类型之一，约为75%-90%。早期临床研究的探索性分析结果显示ctDNA VAF的变化水平可用于预后预测以及靶向/免疫治疗疗效预测。本研究意在评价ctDNA动态检测对于进展期UC克隆轨迹绘制以及临床进展的预测作用。
研究方法
本研究入组两家中心（Weil Cornell医学中心、内华达综合癌症中心）的53例进展期UC患者，收集其临床病理学资料及182个连续血浆样本进行NGS检测与分析。
研究结果
入组人群
患者的临床病理特征见表1。每例患者中位血浆样本收集数量为3个。39例（74%）患者存在远处转移，24例（45%）存在内脏转移。中位治疗线数为2。36例（68%）患者一线接受铂类化疗（表1）。自初诊时起，中位OS为70个月。
研究收集2015年至2020年的中182例血浆样本（表1）。如存在一个或多个GAs（基因组改变），则此单个血浆样本被视为ctDNA阳性。共136个（76%）样本为ctDNA阳性。最常见治疗为免疫检查点抑制剂（35%）、抗体偶联药物（ADC）（9.3%）、铂类化疗（8.2%）（图1）。
表1. 患者基线特征（向上滑动查看）
图1. 泳图显示每例患者的疾病进程、治疗方案、ctDNA状态及疗效评估
连续ctDNA监控发现更多治疗靶点（GAs）
携带GAs的最常见基因为TP53、BRCA1/2、PIK3CA、EGFR及ERBB2（图2a）。10例患者出现FGFR3 GAs，此前并未见报道于COSMIC数据库中。15个GAs有FDA批准的对应靶向药物。研究发现可治疗GAs经常同时存在，每个基因中携带可治疗GAs患者的中位发生率为7.5%。ctDNA中同源重组修复相关基因BRCA1/2和ATM的发生频率是32%（17/53），经OncoKB等数据库注释，6名患者携带的突变为致病性突变。
连续ctDNA监控可较一次ctDNA检测识别出更多可治疗、有对应药物的GAs（58.5% vs 26.4%，p = 0.02），患者中位数分别为10个vs 3个（p = 0.003，图2b），表明基于单次的ctDNA检测结果去筛选可入组临床试验的患者可能会遗漏大量携带可治疗GAs的患者。
在最常见的10个基因变异中，CDKN2A、FGFR3、ERBB2 GAs与所有样本中最高中位ctDNA aVAF值相关（图2c），表明在基于ctDNA检测的治疗策略中，这些基因的GAs应被优先考虑。本研究中120/462个GAs的突变率非常低（VAF≤0.2），经过验证这些低频GAs有潜在提示意义，在进行连续的ctDNA分析时不应被排除在外。
图2. 连续ctDNA监控发现更多可用药突变
初始及连续ctDNA监控具有预后价值
研究发现初始ctDNA aVAF较低患者的OS较长（HR=0.31，p = 0.03，图3a）。较高aVAF水平与OS较差相关（HR=1.07，p < 0.0001）。多变量回归分析中，这些关联仍然存在。因此，aVAF值及可治疗GAs数量是预后的独立因子。任何连续样本中的ctDNA清除与死亡风险降低显著相关（HR=0.26， p = 0.027，图3b）。
研究对比了基线临床特征联合初始样本（ctDNA1）和二次样本（ctDNA2）的aVAF值对于患者生存的预测能力，发现连续采样的aVAF值可提高预后模型对OS的预测能力（一致性指数由0.65提升至0.84，图3c）。研究还分析了一些ctDNA中胚系GAs与预后的关联性，发现无论何时检出PIK3CA突变，患者的OS均缩短（HR: 3.27，p = 0.03，图3d）。
图3. ctDNA GAs可预测患者预后
连续的ctDNA监测可预测疗效
假设ctDNA中的GAs与影像学提示的肿瘤负荷相关，只分析疗效评价前后4周内的血液样本，则共127个ctDNA样本，45个PD事件、82个非PD事件。与未发生PD的患者相比，发生PD的患者中位aVAF值更高（12.31 vs. 2.10，p < 0.0001，图4a），每份ctDNA样本的中位GAs也显著增加（3 vs. 1, p = 0.0006，图4b），表明新的基因变异可能与疾病进展相关。研究还发现发生PD的患者通过两次连续ctDNA检测得到的aVAF差值升高，而非PD事件中则呈降低趋势（8.64 vs −1.12，p = 0.0017图4c）。aVAF差值≤0的患者（不变或降低）在之后的疗效评价中很可能为非进展。CR/PR患者的aVAF差值较SD/PD患者显著降低（CR患者ctDNA aVAF差值是 −0.28 ，PR是−10.41 ，SD是0.51 ，PD是8.64， p = 0.011）。
图4. ctDNA动态变化反映疾病负荷
连续的ctDNA监测可预测UC患者临床结局
根据aVAF差值升降及疾病进展与否，将患者分为四组。aVAF差值降低/非PD亚组患者的OS最长（图5a）。8/9例患者达到六个月的持续缓解，其连续三次aVAF值≤0.7（图5b）。aVAF值升高＞1的患者在6月内可能会出现疾病进展。
图5. 连续ctDNA监测可预测临床转归
讨论
本研究表明可以通过连续ctDNA检测发现潜在的亚克隆变化，用于评估UC患者疾病进展或预测治疗反应。本研究为连续ctDNA样本追踪基因组变异的可行性提供了直接证据。研究验证了连续ctDNA测量值与临床预后的联系，发现在疾病进展期间，ctDNA连续监测患者较单时间点检测患者可发现更多可治疗GAs。30%患者存在至少一个可治疗GA。因此，连续ctDNA检测在发现更多可治疗靶点过程中起到关键作用。
本研究中，aVAF≤0.2的进展期UC患者的OS较长。从未检测出GAs的患者OS较长，表明ctDNA阳性可能是负性预后因素。在基线模型基础上增加aVAF值显著增加其预测生存的能力。血浆样本是一种非侵入性或微创的检查方法，标本极易获取，将其纳入患者初始危险分层因素可潜在提高预后预测的准确性。
同时，aVAF值的动态变化也可作为疗效预测的工具。临床疗效与aVAF的值的升降显著相关。aVAF差值≥1者预示其可能在6月内出现疾病进展，从而在进展前提供疾病信息。监测aVAF值能够辅助影像学评估患者病情。局限性疾病患者中出现ctDNA阳性可能与复发相关。转移性患者中，动态的ctDNA变化可用于预测疗效和提示疾病是否进展。
结论
本项研究证实连续ctDNA监测可预测进展期尿路上皮癌患者的临床转归，辅助影像学进行疗效的评估，并且可洞察到疾病的克隆进化轨迹。微创连续的ctDNA监测是实时监测疗效、预测预后及指导下一步治疗的有力工具。
参考文献：
Serial ctDNA analysis predicts clinical progression in patients with advanced urothelial carcinoma. British Journal of Cancer. 2022 Jan 19.
