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ctDNA可靠性又遭质疑?一文助你真正理解ASCO&CAP联合综述

 ye9030 2018-04-10

编者按

近日,美国临床肿瘤学会(ASCO)和美国病理学家协会(CAP)共同发表了一项联合综述,针对实体肿瘤ctDNA测序的临床有效性和实用性进行讨论。在液体活检技术飞速发展的关键节点,ASCO和CAP的这一举动旨在通过对现有证据的分析,规划肿瘤ctDNA检测的临床实践和未来研究的方向和框架,指引这一有能力推动肿瘤医学不断进步的检测方法更好地服务临床。

 

然而,多篇国内评论文章却就此事直指液体活检再次遭遇尴尬,前路迷惘;这不禁令人回想起2017年底一则JAMA子刊的发文, 如只看结论本身,提示美国两家顶尖基因检测公司为同一批癌症患者做了液体活检,结果大相径庭,但仔细分析其中原因,会发现这一差异并不缘于两家公司的检测平台均不可靠,而可能只是其中一家出现质量失控造成的极大差异。(点此阅读燃石医学此前的深入解读文章)

 

ASCO与CAP联合对于液体活检的讨论,究竟是在质疑ctDNA检测路在何方?还是更加笃定地指明了前进的方向?燃石医学请来医学专家为您深入解读。(完整阅读本文需要约3分钟,但干货满满,非常值得一读)

文章回顾

循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA ctDNA)检测,凭借其无创、快速、全面等特点,被认为是能够克服组织标本局限性的理想选择在近年备受关注。此次评估最终纳入2007-2017年发表的77篇相关研究,关注的内容包括:ctDNA检测的可靠性和准确性;ctDNA是否可预测患者临床治疗的效果;ctDNA监测能否改善患者临床结局;以及其在癌症普筛的现状。

 

主要结论如下:

  1. 一些ctDNA检测对某些类型晚期癌症的临床有效性和实用性已被证实;

  2. 目前大多数ctDNA检测还缺乏足够的临床试验数据表明其临床有效性和实用性;在晚期癌症患者中,ctDNA检测结果与肿瘤组织样本检测结果并不完全一致;

  3. ctDNA检测对早期癌症的治疗疗效或残留疾病监控,目前还没有足够的临床实用性和有效性方面的证据;

  4. 目前还没有临床试验数据证据表明ctDNA可用于癌症普筛;

  5. 鉴于研究的快速进展,基于此类对文献和数据的综合评估将会快速更新。

 

其实,本文中ASCO和CAP的科学家们在总结现状,提出问题的同时,已经明确指出了针对目前较为混乱的液体活检市场,ctDNA检测之路该如何规范前行:

 

下面划重点     

1

ctDNA检测本身该如何规范? 

1

质控!质控!质控!

从收取样本、运输,到DNA提取、上机检测,这一系列流程的操作都有可能影响最终检测结果的准确与否。ctDNA检测作为一项新入临床的技术,与任何临床检测一样,在检测前阶段就应尽量避免影响事件必须在有规范的SOP,并在取得权威资质认证的实验室进行

 

截至目前,燃石医学已经获得包括EMQN、NCCL、PQCC等家权威机构颁发的30余项室间质评认证;也是中国唯一符合NCCN指南要求的通过美国CLIA认证的NGS临床检验所;并且已获得CFDA发出的首张基于Illumina测序平台肿瘤应用方向NGS检测产品的《医疗器械注册申请受理通知书》

 

同时,燃石一直积极倡导ctDNA检测质控规范化。截止目前,燃石是国内唯一一家在每一份临检报告中详细给出样本质量评估的公司(如下图,针对血检的质控内容包括:测序前的DNA质量(DNA总量,片段降解程度,预文库总量)和测序质量评估。针对在测序前就发现的警戒或者不合格的样本,会及时与医生和患者沟通,尽量将检测前事件的影响降到最低。

2

看似无章可寻的液体活检其实乱中有序

JCO文中明确指出:不同的检测平台/方法,即使包括的基因和基因数目相似,但实际检测的内容还是千差万别,大家往往忽略的是每个基因真正覆盖的检测区域,还有有效检测深度是多少,而这些因素在液体活检非常重要,往往直接关乎是否能检测到直接与治疗指导、疗效评估相关的目标基因。而当覆盖范围和测序深度不同,即使对于同一患者的同一样本,检测结果往往大相径庭。正如之前提到的JAMA Oncology的文章,但这并不代表所有的检测技术均存在问题。

 

临床实际中针对不同的临床场景,所设计的检测也确实也不可能完全一致,例如癌症早期和晚期患者的血检、脑转移患者脑脊液和外周血的检测、体系变异和胚系变异的检测等,所必需的检测深度就不一样。

 

但看似无章可寻的液体活检其实是乱中有序的,例如针对晚期癌症患者,在所有ctDNA突变中16.1%的突变丰度均在0.5%以下(基于燃石内部数据,如下图),这意味着只有有效检测深度达到4000-5000X才能有效捕获这些低丰度变异,而降噪技术是正确辨识低频突变的重中之重

3

客观、科学地分析血液与组织检测的差异性

JCO文中特别强调:对于检测下限和低丰度突变需要仔细分析,推荐与配对组织结果对比来验证ctDNA检测有效性。基于肿瘤组织空间异质性等问题,追求血检与组织检测结果100%的一致性是不符合肿瘤生物学行为和临床实际的。所以,我们需要客观、科学地分析血液与组织检测的差异性。

 

总结已有数据,在晚期NSCLC中针对EGFR的组织和血浆检测,国际领先的检测平台的一致性波动于70-90%之间。


燃石医学在上海胸科医院的单中心验证项目中,燃石朗清™在一线晚期NSCLC患者中ctDNA检测敏感性整体达87.2%,其中主要驱动基因的敏感性达96.2%(与配对组织对比),在与国际同行比较中,血检敏感和特异性均处于领先水平。针对晚期癌症患者,燃石坚持平均超过10000X的深度测序,通过燃石自研的HS优化建库流程(已获国家专利),将有效测序深度提升至平均超过5000X,有效覆盖晚期肿瘤患者血液中的低丰度突变。

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跨平台交叉对比是新兴技术结果验证的试金石

JCO的评论中大力倡导,建议开展更多大型多平台交叉验证来进一步规范ctDNA检测。


2017年WCLC公布的ADELOS研究中,采用4个不同的检测平台(cobas、super-ARMS、NGS和ddPCR,其中NGS采用燃石技术),检测患者血浆ctDNA T790M突变状态。在前期数据中,4种方法检测T790M阳性率依次为37%、42%、54%、64%。以cobas作为参考,NGS的敏感性最高,达99%;而ddPCR法的特异性和一致性较低,分别为52%和67%。以组织作为对照,NGS血检敏感性和一致性最高(均超过70%)。目前,血浆检出T790M突变阳性的患者正在接受奥希替尼治疗,期待后续研究结果,这一前瞻性研究结果将验证采用血浆筛选患者的临床意义。

2

如何对测序结果提供专业规范的解读?

即使通过检测获得了质量较高的原始数据,如何解读这些数据也非常重要。将原始的检测数据转化为与临床治疗指导相关的信息还需要大量专业和规范的分析解读工作


例如,在临床实践中,肿瘤生长的部位不同,可能释放入血的能力也不尽相同。JCO文章特别提出了针对中枢神经系统肿瘤的患者,如何解读血检阳性率低的结果?


其实这一现象早就被研究者们关注,2015年Nature Communication已发表研究,在外周血ctDNA几乎全军覆没的对比下,在脑脊液ctDNA中有效检出主要驱动变异,且脑脊液反映的突变丰度与疾病的进展紧密吻合。2018年1月,燃石医学与广东省人民医院合作的研究在Ann Oncol发表,在脑膜转移的EGFR突变型NSCLC患者中,驱动基因突变在100%的脑脊液上清样本、84.6%的脑脊液沉渣样本、73.1%的血液cfDNA样本中被检出,且92.3%的患者在脑脊液上清中显示更高的肿瘤突变丰度,再次印证了脑脊液上清是反映脑膜转移突变全景的最佳取材。


3

如何转化为临床实际获益?

一大波临床试验数据正在路上……

虽然基于目前的临床试验数据,在大部分临床实践中,组织仍是肿瘤基因检测的首选,但组织标本取材困难、处理复杂以及标本异质性等都对临床检测产生了一定的局限性,特别是晚期以及耐药后进展的患者,组织可及性和肿瘤的空间异质性明显成为这一人群再次获得用药机会的阻碍,液体活检尤其是ctDNA检测的确是突破这些限制的理想之选


对肿瘤患者而言,评估ctDNA准确性最可靠的策略是进行前瞻性临床试验。


虽然目前此类研究数据尚缺乏,值得一提的是ctDNA测序技术真正在临床开展才3年左右,2014年5月,美国Stanford大学实验室的Newman等在Nature medincine发表了利用CAPP-Seq针对肺癌进行的ctDNA检测,展望了这一技术可常规应用于恶性肿瘤的临床检测并将促进癌症的个体化检测,治疗和监控。

 

3年来,全球的科学家们积极推动着ctDNA技术的进步,直到近两年才有研究开始回顾性纳入ctDNA作为分析指标。2017 ASCO会议上已有数十篇基于ctDNA检测结果反映肿瘤复发风险或疗效预测的回溯性研究(包括肺癌,肠癌、食管癌,乳腺癌,膀胱癌等恶性肿瘤)被报道,并且均取得显著性相关的结果。在深受关注的免疫治疗上,也看到了基于ctDNA检测反映的bTMB(Tumor mutation burden in blood)与atezolizumab疗效相关的Ⅱ-Ⅲ期研究结果(POPLAR AND OAK,2017 ESMO)。


第一个基于ctDNA前瞻性入组的研究BENEFIT,其数据已经在2017 WCLC公布(该单臂研究是基于ddPCR血检EGFR突变入组患者),其中基于基线NGS血检(燃石朗清™)的结果,将EGFR敏感突变患者进行了进一步分层,合并其他驱动突变患者的PFS较EGFR单突变患者缩短7.7月(5.5m vs.13.2m)。


在JCO报道中,ASCO和CAP积极倡导将ctDNA检测用于前瞻性临床研究,建议未来开展ctDNA检测临床有效性的验证实验时,应包括尽量接近预期使用人群的患者队列,样本需从明确定义入组标准的前瞻性研究中采集。


从Clinical Trail官网注册研究的数目来看,关于ctDNA的临床研究,2015-2016共启动了87项研究,2016至今又有130项研究开展,仔细查阅这些研究,绝大部分均处于Recruiting(招募)或数据收集整理阶段,也就是为什么确实目前已发表的来源于前瞻性临床研究的数据并不多的原因。

 

但是,从研究的数量和递增的趋势我们可以预估,就在今年或者明年,将会有大批的临床研究数据证实,某些ctDNA检测的准确性和临床实用性,这些数据也将约束并且规范ctDNA检测的发展方向,从井喷式地、大面积横向铺展,转变成向少数规范且经得起严格评估的检测平台和实验室立体提升,为临床服务。


参考文献:

  1. Merker JD, Oxnard GR, Compton C, et al. Circulating Tumor DNA Analysis in Patients With Cancer: American Society of Clinical Oncology and College of American Pathologists Joint Review. Journal of clinical oncology : official journal of the American Society of Clinical Oncology. 2018:JCO2017768671.

  2. Torga G, Pienta KJ. Patient-Paired Sample Congruence Between 2 Commercial Liquid Biopsy Tests. JAMA Oncol. 2017.

  3. Mao X, Zhang Z, Zheng X, et al. Capture-Based Targeted Ultradeep Sequencing in Paired Tissue and Plasma Samples Demonstrates Differential Subclonal ctDNA-Releasing Capability in Advanced Lung Cancer. Journal of thoracic oncology : official publication of the International Association for the Study of Lung Cancer. 2017;12(4):663-672.

  4. Newman AM, Bratman SV, To J, et al. An ultrasensitive method for quantitating circulating tumor DNA with broad patient coverage. Nature medicine. 2014;20(5):548-554.



燃石医学成立于2014年,专注于为肿瘤精准医疗提供最具临床价值的精准二代基因检测(NGS),针对不同癌种和不同临床阶段的20余种检测产品涉及肿瘤良恶性检测、肿瘤靶向用药伴随检测、肿瘤复发监控及肿瘤遗传检测。


燃石医学拥有中国第一间获得美国CLIA认证的ctDNA和肿瘤组织二代测序临床检测实验室,公司与全国各省400多家顶尖医院广泛开展合作,并累积有中国最大肺癌基因组数据库。


此外,燃石医学提供一站式NGS平台解决方案,致力于推进NGS检测落地医院病理科,惠及更多肿瘤患者。目前,燃石是首个通过国家食品药品监督管理总局(CFDA)审核进入《创新医疗器械特别审批程序》的肿瘤应用方向NGS公司,更已于近期获得CFDA发出的首张基于Illumina测序平台肿瘤应用方向NGS检测产品的《医疗器械注册申请受理通知书》。


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