【MRD！第18届肺高论坛】层层剖析-国内外MRD检测策略现状及进展

2021年3月6日，由中国抗癌协会肺癌专业委员会和广东省临床试验协会/中国胸部肿瘤研究协作组主办，广东省抗癌协会肺癌专业委员会，广东省医学科学院&广东省人民医院，广东省肺癌研究所承办的“第18届中国肺癌高峰论坛”在广州隆重召开。

“第18届中国肺癌高峰论坛”围绕MRD的定义、检测和管理展开讨论，会议议程共分为“开拓篇——探微索道：肺癌MRD定义及检测标准”、“谋略篇——术后寻迹：早期肺癌MRD研究现状及前景”、“谋略篇——雕镂求精：局部晚期/晚期肺癌MRD研究现状及前景”、“共识篇——鉴往知来：肺癌MRD定义、检测及未来应用前景”四大篇章。受组委员邀请，燃石医学COO揣少坤博士为与会专家分享了演讲“国内外MRD检测策略现状及进展”，层层剖析了MRD技术路线的演变路径和逻辑。

什么是肿瘤的MRD（分子残留病灶）？当患者接受了手术以及辅助治疗等根治性治疗之后，对患者进行术后或治疗后的肿瘤循环DNA（ctDNA）检测。MRD阳性意味着癌症治疗后血液中可检测到来自肿瘤的DNA（发现癌细胞，癌症治疗后残留的癌细胞会变得活跃并开始繁殖，导致疾病复发）；阴性结果表示癌症治疗后未检测到残留（剩余）病灶。实体肿瘤领域，基于ctDNA指导的MRD，优于传统的临床或影像学方法鉴定出有MRD的患者。

MRD的生物学极限和技术边界：

敏感性是MRD检测的最大瓶颈

TracerX研究的复盘为我们呈现了肿瘤大小和血液中ctDNA浓度的一个线性关系轴线图，从中我们可以推导出，每cm³肿瘤病灶（直径1.2cm）相当于每毫升血浆里面具有0.19个肿瘤基因组的拷贝，它意味着ctDNA丰度大约在0.01-0.02%。结合现有文献报道的MRD检测中位MaxAF分布是在0.1-0.01%之间，都无不在提示当我们进行一个微小残留病灶的检测时，ctDNA检测的敏感性需要触达万分位的数量级。

而现有应用在晚期液体活检panel能不能达到万分级？

在燃石医学获邀参加的由FDA组织的SEQC2研究中，一个关键结果显示，当VAF高于0.5%时，性能俱佳的液体活检panel敏感性均有卓越表现，而当VAF到达0.1-0.2%时，则开始呈现敏感性的下降。

0.5% 的VAF已经成为了现有技术在单点敏感性检测稳定性的天花板，而且在建库效率受限时，如果继续增加测序深度，对敏感性提升亦非常有限。还可以通过什么技术手段来提升MRD检测敏感性和特异性？

两大主流路线

MRD技术路线的检测策略

01

tumor-naïve路线

tumor-naïve路线极致代表是CAPP-seq的 Lung-CLiP 研究，该研究期望在不借助任何来自肿瘤组织信息的情况下，采用UMI、加深测序深度、算法等方法去做到极致，通过仅仅凭血液的检测能够得到的最高的敏感性。

其测序深度20000x（unique depth 5000X），在98%特异性下，I/II/III期敏感性仅为41%/54%/67%，远远不足以应用于早期检测。

同时在这个研究中我们可以看到，针对MRD场景，研究者发现手术前的ctDNA定量对预后具有预测效能，基线MRD阳性的患者预后显著更好，同时提示在基线无法检出ctDNA的患者后续监控很难获益。

02

tumor informed路线

现成的panel能够覆盖的位点相对比较有限，CAPP-seq panel平均在每个肺癌患者中能够检出3-4个突变，这意味着提供辨认是否是MRD阳性的只有3-4个位点。这里诞生了另外一种思路：tumor informed路线——除了在单点上增加敏感性之外，是否可以通过增加更多有潜力、可监控的阳性位点来增加整个样本的敏感性？ 

MRDetect研究因为检测区域的广泛覆盖，需要参考肿瘤组织携带的突变信息来确认是否有MRD，所以采用了tumor informed的方法，研究增加了WGS检测，通过观测整个基因组寻找肿瘤组织已经存在的突变，从而保证特异性。MRDetect研究除了呈现出比较好MRD边界的敏感性和特异性之外，另一个贡献是引入了新的ctDNA定量算法。

目前，ctDNA最主要的定量方法依赖于AF或者用AF反算ctDNA浓度/基因组拷贝数浓度（hGE/mL），在TRACERx研究中我们可以看到两者的定量是相似的，而拷贝数浓度跟肿瘤负荷的关联率好，但突变丰度会受到CNV/LOH等事件的影响而波动。

MRDetect研究则使用SNV/CNA两种模型反算ctDNA丰度，提供了一个非常好的新思路和新可能：除了AF之外，未来如果我们去监测足够大的区域、足够多的位置，有可能能有一个整合的分数来反算ctDNA丰度。

03

合二为一，个体化定制方案

如何在保证观测足够多的位点时同时保证在每个位点上有足够的深度？Signatare给了我们答案：首先使用肿瘤的对照测出所有这颗肿瘤携带的突变（WES），然后针对这些突变去定制患者专属的panel，最大化的去同步跟踪突变个数。Archer Dx在这个基础上，单点上又增加了UMI。

Signatare和Archer Dx这两种方法整合起来可以成为PCM，即个体化定制方案personalized monitoring。它最大的挑战在于对于每一个患者定制专属panel，一旦实现，在观测的广度和深度上来说是比较完美的结合。

但PCM在最佳准确性的同时无法用于新源发肿瘤的监控。TRACERx I期采用Signatera，II期采用Archer Dx，其中大约12%的患者复发时是一个新原发肿瘤，而对于这种患者来说PCM的方法无法监控，因此，这些方法各有优势和劣势。

综上，MRD检测已经呈现出以下临床价值：1）在基线时帮助我们去辨基线阳性的患者，更好的辨别预后获益佳的患者；2）术后Landmark节点进行预后的预测，对于术后6~9个月的预测具有非常良好的准确性；3）在后续的MRD监控预示复发。此外，揣少坤博士还分享了MRD与药物研究的联动这一价值目前研究的进展和启发。

更上一层楼

甲基化升级MRD检测

不同的方法现在已经产出了多维度的临床证据，是否还可以引入新的方法学进一步升级MRD检测呢？

鉴于甲基化在肿瘤发生早期已有显著变异、变异位点数目丰富，以及变异多发在特定区域适合靶向富集等特征，使其具备了成为ctDNA检测（尤其是早期患者）一个潜在的优良生物标记物的可能。

燃石医学跟北大人民医院合作的MEDAL研究显示，甲基化与突变双维度的MRD应用探索中，对非小细胞肺癌患者同时进行突变和基于甲基化的检测发现：

· 基于甲基化和突变的ctDNA定量/清零的显示了显著的一致性或相关性；

· 在基线和随访中，基于突变的MRD与预后有很好的相关性；

· 基于甲基化的MRD检测显示了更大的动态范围，可以进一步将基于突变划分的低分险患者归类为不同的风险亚群。

本届中国肺癌高峰论坛，全国肺癌临床、基础和检测领域的顶尖专家围绕“肺癌微小/分子残留病灶(MRD)研究进展和临床应用”进行了深入地交流和探讨，大会最后，广东省人民医院吴一龙教授分享了“肺癌分子(微小)残留病灶(MRD)：共识和争鸣”，将会议推向高潮。相信在本届肺癌高峰论坛达成的“肺癌MRD的检测和临床应用共识”指引下，肺癌MRD定义、ctDNA检测标准等临床关注的问题将逐步解决，肿瘤NGS检测企业也将携手临床专家，为肺癌患者提供精准、规范的检测服务。

关于燃石医学

燃石医学（纳斯达克代码：BNR）成立于2014年，公司使命为“用科学守护生命之光”，专注于为肿瘤精准医疗提供具有临床价值的二代基因测序（NGS）。公司业务及研发方向主要覆盖：1）基于NGS的肿瘤患病人群检测；2）基于NGS的癌症早检，目前已经进入产品验证阶段。燃石医学于2018年7月获国家药品监督管理局（NMPA）颁发的中国肿瘤NGS检测试剂盒第一证，在体外诊断领域具有里程碑式意义。实验室获得广东省临检中心颁发的“高通量测序实验室”技术审核，以及美国CLIA和CAP实验室质量体系资质认证。公司将继续致力于开发创新可靠的NGS检测产品，推动肿瘤精准医疗领域的发展。