曹喆 王靜 秦娜 李琨 呂嘉林 王敬慧 楊新杰 李曦 張卉 張權(quán) 龍洪清 舒誠(chéng)榮 馬麗 張樹才
表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)基因突變狀態(tài)對(duì)晚期肺腺癌患者合理選擇靶向藥物至關(guān)重要。由于心肺功能差,無(wú)法取材、取材組織少或?yàn)閴乃澜M織、病變位置特殊或質(zhì)地堅(jiān)韌活檢鉗不易著位等原因,晚期肺腺癌患者在初治或進(jìn)展后組織標(biāo)本基因檢測(cè)困難。2018版中國(guó)非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)血液EGFR檢測(cè)專家共識(shí)指出,外周血可作為檢測(cè)EGFR基因突變的標(biāo)本?,F(xiàn)階段臨床常用Super-擴(kuò)增阻滯突變系統(tǒng)(amplification refractory mutation system, ARMS)法來(lái)檢測(cè)外周血游離腫瘤DNA的EGFR基因突變,其具有操作方便、費(fèi)時(shí)少等優(yōu)勢(shì),然而其靈敏度有待提高[1]。當(dāng)血液標(biāo)本中EGFR基因突變的豐度較低時(shí),會(huì)造成一定的假陰性,使一部分患者EGFR基因突變被漏檢。多項(xiàng)研究表明微滴數(shù)字PCR(droplet digital polymerase chain reaction,ddPCR)在檢測(cè)循環(huán)腫瘤脫氧核糖核酸(circulating tumor DNA, ctDNA)時(shí)靈敏度可以達(dá)到0.01%,高于Super-ARMS法0.2%的靈敏度[2-4]。
本研究通過(guò)ddPCR法和Super-ARMS法檢測(cè)119例晚期肺腺癌患者血液標(biāo)本EGFR基因突變狀況,分析比較ddPCR和Super-ARMS技術(shù)檢測(cè)血漿ctDNAEGFR基因突變的敏感度、特異度,結(jié)合EGFR酪氨酸激酶抑制劑(tyrosine kinase inhibitors, TKI)藥物療效分析,為臨床選擇更佳的EGFR基因突變檢測(cè)方法提供依據(jù)。
1.1 研究對(duì)象 收集2016年2月-2019年2月首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京胸科醫(yī)院確診的初治晚期肺腺癌癌患者119例。入選標(biāo)準(zhǔn):(1)病理確診為肺腺癌;(2)臨床分期IIIb期-IV期(根據(jù)第8版TNM分期);(3)應(yīng)用一代EGFR-TKI治療前有充足的血液標(biāo)本用于本研究,不干預(yù)臨床實(shí)踐;(4)EGFR敏感突變的患者接受EGFR-TKI藥物口服治療;(5)有完整的臨床病理信息,包括吸煙、性別、年齡等。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)年齡<18歲;(2)懷孕女性。4例混有其他腫瘤成分,2例治療過(guò)程中出現(xiàn)嚴(yán)重并發(fā)癥死亡,被排除。納入研究119例晚期肺腺癌患者。本研究是一項(xiàng)回顧性、單中心臨床研究,由北京胸科醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批號(hào):BJC1216)?;颊呔橥獠⒑炇鹜鈺?。中國(guó)臨床試驗(yàn)注冊(cè)中心注冊(cè)號(hào)ChiCTR2000029773。
1.2 儀器及試劑 M×3000P即時(shí)熒光定量PCR儀(Aglient公司);QX200 Droplet微滴生成儀、讀取儀(Bio-Rad公司);微滴化試劑(Bio-Rad公司);QubitTM熒光定量?jī)x(Thermo Fisher Scientific公司);Applied Biosystems 9700 PCR儀(Thermo Fisher Scientific公司);QIAamp? Circulating Nucleic Acid Kit(Qiagen公司);ADx-Super-ARMSEGFR基因位點(diǎn)檢測(cè)試劑盒(廈門艾德生物醫(yī)藥科技股份有限公司);人血液樣本EGFR基因檢測(cè)試劑盒(上海源奇生物醫(yī)藥科技有限公司)。
1.3 方法
1.3.1 收集組織標(biāo)本和血液標(biāo)本 所有患者通過(guò)CT導(dǎo)引下經(jīng)皮肺腫物穿刺或經(jīng)支氣管鏡取活檢方法收集腫瘤組織標(biāo)本。收集到的標(biāo)本使用4%甲醛溶液浸泡,經(jīng)包埋固定后制成石蠟切片。蘇木精伊紅(HE)染色,在顯微鏡下病理學(xué)專家進(jìn)行細(xì)胞類型確診,保證至少80%以上的腫瘤細(xì)胞成分,通過(guò)顯微切割移除非腫瘤成分。QIAampDNA試劑盒定量提取石蠟切片腫瘤組織的DNA。血液樣本的收集:在應(yīng)用靶向藥物治療前及取組織標(biāo)本24 h前后利用EDTA抗凝管,抽取10 mL的靜脈血液樣本,離心后分離4 mL血漿。血漿游離腫瘤DNA采用QIAamp? Circulating Nucleic Acid Kit提取。上述提取的DNA樣本用QubitTM熒光定量?jī)x測(cè)濃度。
1.3.2 ddPCR檢測(cè)血漿EGFR基因突變 應(yīng)用ddPCR技術(shù)檢測(cè)血漿ctDNAEGFR基因突變類型。將DNA樣本加入含有相應(yīng)探針的ddPCR超級(jí)混合液中。充分混合并離心至20 mL ddPCR反應(yīng)液體系中,其中包含有探針、模板以及引物等,樣本在QX200 ddPCR系統(tǒng)中反應(yīng)。設(shè)置反應(yīng)條件:95oC孵育5 min,擴(kuò)增30個(gè)循環(huán),72oC延伸7 min后結(jié)束,降至4oC。通過(guò)quantasoft軟件進(jìn)行結(jié)果分析,陽(yáng)性界值定義為>2個(gè)突變微滴數(shù)。
1.3.3 Super-ARMS技術(shù)檢測(cè)患者腫瘤組織和血漿中EGFR基因突變類型 通過(guò)Super-ARMS技術(shù)檢測(cè)患者腫瘤組織和血漿中EGFR基因突變類型,廈門艾德公司ADx-ARMS試劑盒檢測(cè)29種突變類型,此部分結(jié)果均從北京胸科醫(yī)院病理科獲得。通過(guò)Super-ARMS技術(shù)檢測(cè)血漿EGFR基因突變類型,根據(jù)上海源奇生物醫(yī)藥有限公司血漿PCR應(yīng)用美國(guó)Applied Biosystems公司的7500型實(shí)時(shí)定量PCR系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。試劑盒設(shè)有內(nèi)部和外部質(zhì)控樣本,陽(yáng)性對(duì)照和陰性對(duì)照EGFR基因突變定量檢測(cè)試劑盒說(shuō)明進(jìn)行檢測(cè)。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。血漿ctDNAEGFR基因突變結(jié)果的敏感度與特異度以腫瘤組織檢測(cè)結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)。ddPCR和Super-ARMS檢測(cè)EGFR基因狀態(tài)一致性評(píng)價(jià)采用Cohen′s Kappa檢驗(yàn);組間差異運(yùn)用卡方檢驗(yàn)。依據(jù)RECIST 1.1標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行腫瘤治療療效評(píng)估??ǚ綑z驗(yàn)比較ORR及DCR。通過(guò)Kaplan-Meier檢驗(yàn)分析患者無(wú)進(jìn)展生存期(progression-free survival, PFS)。PFS指有EGFR基因敏感突變的肺癌患者從接受EGFR-TKI治療開始,到觀察到疾病進(jìn)展或發(fā)生因任何原因死亡的時(shí)間。末次隨訪時(shí)間為2019年6月18日。中位隨訪時(shí)間為19個(gè)月(2.4個(gè)月-40.3個(gè)月)。組間生存比較,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 臨床病理特征 本研究共納入患者 119例,其中男63例(52.9%),女56例(47.1%)。中位年齡66歲,<65歲者共54例(45.4%),≥65歲共65例(54.6%)。不吸煙或少吸煙者79例(66.4%),吸煙者40例(33.6%)。入組后組織檢測(cè)EGFR基因突變的患者有58例,接受EGFR-TKIs口服治療者42例。此42例均為EGFR基因經(jīng)典突變患者,其中19-DEL突變患者22例,L858R突變患者20例。42例患者均接受一代EGFRTKIs藥物治療,其中吉非替尼16例,厄洛替尼6例,??颂婺?0例。其中有2例患者組織突變檢出陰性但血漿基因突變檢出陽(yáng)性,分別接受了吉非替尼和??颂婺嶂委?。
2.2 肺腺癌組織EGFR基因突變檢測(cè)結(jié)果 119例患者腫瘤組織標(biāo)本中檢測(cè)到58例(4 8.7%)有EGF R基因突變。其中,26例(4 4.8%)含Exon 19 del突變,其中2例合并有Exon 20 T790M突變;27例(46.6%)含Exon 21 L858R突變;4例(6.9%)Exon 18 G719X突變,其中2例合并Exon 21 L861Q突變。另有1例(1.7%)Exon20Ins插入突變。以此結(jié)果作為金標(biāo)準(zhǔn),檢驗(yàn)ddPCR及Super-AR MS兩種方法的敏感度及特異度。
2.3 血漿EGFR基因突變檢測(cè)結(jié)果 ddPCR技術(shù)檢測(cè)到EGFR基因突變49例(41.2%),與腫瘤組織EGFR基因突變結(jié)果的符合率為82.4%(Kappa=0.647,P<0.001),靈敏度為74.1%,特異度為90.2%。而應(yīng)用Super-ARMS技術(shù)檢測(cè)到血漿ctDNA中EGFR基因突變44例(37.0%)。以組織檢測(cè)結(jié)果作為金標(biāo)準(zhǔn),血液Super-ARMS檢測(cè)靈敏度為58.6%,特異度為83.6%,與組織檢測(cè)的符合度為71.4%(Kappa=0.425,P<0.001)(表1)。
血漿標(biāo)本中使用ddPCR及Super-AR MS方法檢測(cè)EGFR突變,陽(yáng)性結(jié)果中同時(shí)檢出19-Del突變共14例,但其中2例組織檢測(cè)結(jié)果為野生型;ddPCR檢出而Super-ARMS技術(shù)未檢出共10例,此10例組織檢測(cè)19-Del突變均為陽(yáng)性;ddPCR未檢出而Super-ARMS技術(shù)檢出共2例,此2例組織檢測(cè)結(jié)果均為陰性;兩種方法檢測(cè)19-del均為陰性共44例,其中4例組織檢測(cè)19-del突變陽(yáng)性。以組織檢測(cè)結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn),ddPCR結(jié)果與組織的符合率達(dá)91.4%,Super-ARMS結(jié)果與組織符合率為74.3%(表2)。
血漿標(biāo)本中使用兩種方法陽(yáng)性結(jié)果中同時(shí)檢出L858R突變共16例,但其中3例組織檢測(cè)結(jié)果為野生型;ddPCR檢出而Super-ARMS技術(shù)未檢出共6例,此6例組織檢測(cè)L858R突變5例陽(yáng)性,1例野生型;ddPCR未檢出而ARMS技術(shù)檢出共10例,此10例組織檢測(cè)結(jié)果6例陽(yáng)性,4例陰性;兩種方法檢測(cè)L858R均為陰性共38例,其中3例組織檢測(cè)L858R突變陽(yáng)性。以組織檢測(cè)結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn),ddPCR結(jié)果與組織的符合率達(dá)81.4%,Super-ARMS結(jié)果與組織符合率為78.5%(表3)。
圖1 Kaplan-Meier法分析接受一代EGFR-TKI藥物治療的患者無(wú)進(jìn)展生存期。組1為ddPCR及Super-ARMS檢測(cè)EGFR基因突變結(jié)果均為陽(yáng)性。組2為ddPCR及SUPER-ARMS檢測(cè)EGFR基因突變結(jié)果均為陰性。組3為ddPCR檢測(cè)結(jié)果為陽(yáng)性而SUPER-ARMS檢測(cè)結(jié)果為陰性。Fig 1 Kaplan-Meier analysis of progression-free survival in patients treated with first-generation EGFR-TKI drugs.Group 1 was the patient with positive results of ddPCR and super-arms testing for EGFR gene mutation; group 2 was the patient with negative results of ddPCR and super-arms testing for EGFR gene mutation; group 3 was the patient with positive results of ddPCR testing and negative results of superarms testing.EGFR-TKIs: epidermal growth factor receptor-tyrosine kinase inhibitor.
2.4 組織與血漿EGFR經(jīng)典基因突變患者接受一代EGFRTKI治療后療效分析 在所有組織中檢測(cè)出EGFR突變陽(yáng)性的患者中,有42例檢出EGFR經(jīng)典基因突變的患者(即19-DEL與L858R)接受了一代EGFR-TKIs的治療。將這些患者進(jìn)行亞組比較,組1為ddPCR及Super-ARMS檢測(cè)EGFR基因突變結(jié)果均為陽(yáng)性,21例。組2為ddPCR及Super-ARMS檢測(cè)EGFR基因突變結(jié)果均為陰性,16例。組3為ddPCR檢測(cè)結(jié)果為陽(yáng)性而Super-ARMS檢測(cè)結(jié)果為陰性,5例。組4為ddPCR檢測(cè)結(jié)果為陰性而Super-ARMS檢測(cè)結(jié)果陽(yáng)性,因組4患者個(gè)數(shù)為0,不納入統(tǒng)計(jì)。近期療效以客觀緩解率(objective response rate, ORR)及疾病控制率(disease control rate, DCR)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估。以患者PFS時(shí)長(zhǎng)作為評(píng)估遠(yuǎn)期療效的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
近期療效評(píng)價(jià):1組的ORR為71.43%,DCR為90.48%;2組ORR為62.5%,DCR為93.75%;3組ORR為60.00%,DCR為80.00%(表4)。組3的ORR與DCR值低于組1、2,但組間ORR相比均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。遠(yuǎn)期療效評(píng)價(jià),接受一代EGFR-TKI治療的患者中位PFS為12.4個(gè)月(95%CI:10.6-16.9);1組中位PFS為12.4個(gè)月(95%CI: 9.9-14.9),2組中位PFS為 12.7個(gè)月(95%CI: 12.2-13.2),3組中位PFS為15.8個(gè)月(95%CI: 7.9-32.5)(表4),用Kaplan-Meier法分析各組PFS,結(jié)果見圖1。三組患者PFS比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=2.221,P=0.329>0.05)。
此外,有2例組織突變陰性但血漿突變陽(yáng)性者分別接受了吉非替尼和埃克替尼治療后,PFS分別為16.3個(gè)月及24個(gè)月。
表1 肺腺癌患者腫瘤組織及血漿檢測(cè)中EGFR基因突變結(jié)果比較Tab 1 Comparison of EGFR gene mutations in tumor tissues and plasma of lung adenocarcinoma patients
隨著基因技術(shù)的發(fā)展,靶向藥物在晚期肺腺癌患者的治療中起著越發(fā)重要的作用。然而因受患者心肺功能差無(wú)法取材、取材組織少或?yàn)閴乃澜M織、病變位置特殊或質(zhì)地堅(jiān)韌活檢鉗不易著位等因素[5]的影響,從腫瘤組織處組織取材多有不易。部分患者因腫瘤組織取樣艱難無(wú)法行靶向基因檢測(cè)而錯(cuò)過(guò)靶向藥物治療機(jī)會(huì)。為解決這一問(wèn)題,讓更多患者從靶向藥物治療中獲益,研究者們開始應(yīng)用液體基因檢測(cè)方法來(lái)代替組織基因檢測(cè)[6],哪一種液體基因檢測(cè)方法更高效準(zhǔn)確則逐漸成為了研究的熱點(diǎn)。在2015年發(fā)布的《NSCLC血液EGFR基因突變檢測(cè)中國(guó)專家共識(shí)》中,首次將ARMS技術(shù)作為一種成熟的液體檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行推薦和推廣。既往眾多研究人員[7-9]將Super-ARMS技術(shù)與腫瘤組織基因檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果均顯示Super-ARMS特異度較高,在98%-100%之間,但是其靈敏度較低,可能導(dǎo)致部分患者因檢測(cè)結(jié)果呈現(xiàn)假陰性而無(wú)法接受靶向藥物治療。為解決此問(wèn)題,本研究選擇ddPCR技術(shù)進(jìn)行研究對(duì)比,明確ddPCR技術(shù)在血漿檢測(cè)EGFR基因突變方面的臨床價(jià)值。
ddPCR技術(shù)首次被應(yīng)用于肺癌EGFR突變基因檢測(cè)是2015年[9],曾有研究結(jié)果顯示ddPCR技術(shù)在檢測(cè)血漿游離腫瘤ctDNA時(shí)敏感度可達(dá)0.01%,明顯高于Super-ARMS技術(shù)的0.2%[10,11]。馬麗等[12]的臨床研究結(jié)果也表明ddPCR技術(shù)在靈敏度方面明顯優(yōu)于ARMS技術(shù)。在本研究中,ddPCR檢測(cè)結(jié)果與組織檢測(cè)結(jié)果符合率為82.4%,高于Super-ARMS技術(shù)的71.4%;靈敏度為74.1%,明顯優(yōu)于Super-ARMS技術(shù)靈敏度58.6%;ddPCR技術(shù)特異度為90.2%,同樣高于Super-ARMS技術(shù)的特異度83.6%。這與既往研究中的結(jié)果相符合,也提示了ddPCR技術(shù)在不同實(shí)驗(yàn)室里操作結(jié)果的穩(wěn)定性。
EGFR基因的突變位點(diǎn)主要位于外顯子18-21上[13],其中19號(hào)外顯子的缺失(19-Del)以及21號(hào)外顯子的L858R突變(L858R)是靶向藥物療效較好的主要位點(diǎn)。因此,我們也對(duì)單個(gè)特異突變基因的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較中。19-Del突變的檢測(cè)中ddPCR結(jié)果與組織的符合率達(dá)91.4%,ARMS結(jié)果與組織符合率為74.3%。在L858R突變基因的檢測(cè)結(jié)果中,ddPCR結(jié)果與組織的符合率達(dá)81.4%,同樣高于Super-ARMS技術(shù)的符合率78.5%。相較而言,ddPCR比ARMS技術(shù)結(jié)果更靈敏,再次證明了ddPCR技術(shù)的優(yōu)越性。并且在兩個(gè)主要突變位點(diǎn)的檢測(cè)中對(duì)19-Del突變基因檢測(cè)的準(zhǔn)確率更高。
此外,ddPCR技術(shù)與Super-ARMS技術(shù)相比較而言還具有以下兩點(diǎn)優(yōu)勢(shì):①系統(tǒng)簡(jiǎn)單,成本較低,操作簡(jiǎn)便,一般實(shí)驗(yàn)室即可完成;②結(jié)果可絕對(duì)定量定量分析,無(wú)需依賴擴(kuò)增曲線及循環(huán)閾值(Ct),結(jié)果判讀簡(jiǎn)單。
既往有研究表示EGFR基因突變結(jié)果對(duì)晚期肺腺癌患者的無(wú)進(jìn)展生存期(progression-free survival, PFS)有極大的影響[14],而EGFR基因突變陽(yáng)性患者可從EGFR-TKIs藥物治療中明顯獲益[15,16]。最近的研究顯示[12],EGFR基因突變陽(yáng)性者接受一代EGFR-TKIs藥物治療后中位PFS可達(dá)12.1個(gè)月,而EGFR基因突變陰性患者的中位PFS僅2.4個(gè)月。本研究結(jié)果顯示:腫瘤組織標(biāo)本EGFR基因突變陽(yáng)性患者接受一代EGFR-TKIs藥物治療的中位PFS為12.4個(gè)月,與既往研究結(jié)果相符。同時(shí)組1的中位PFS也為12.4個(gè)月(95%CI:9.9-14.9)與總體相比,無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05),表明ddPCR技術(shù)檢測(cè)結(jié)果與組織學(xué)檢測(cè)具有一致性。同時(shí),為評(píng)估近期療效,本研究計(jì)算并比較了三組的ORR與DCR,結(jié)果發(fā)現(xiàn)雖然組3的值均低于組1和組2,但的組間的比較結(jié)果無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),進(jìn)一步證明了血漿ddPCR檢測(cè)結(jié)果與組織檢測(cè)結(jié)果的一致性。
表2 Super-ARMS和ddPCR檢測(cè)血漿ctDNA中EGFR突變基因19-Del結(jié)果比較Tab 2 Comparison of EGFR mutant gene 19-del in plasma ctDNA detected by Super-ARMS and ddPCR
表3 Super-ARMS和ddPCR檢測(cè)血漿ctDNA中EGFR突變基因L858R結(jié)果比較Tab 3 Comparison of EGFR mutated gene L858R in plasma ctDNA detected by super-ARMS and ddPCR
表4 分組療效對(duì)比Tab 4 Efficacy comparison of the three groups
此外,本研究中發(fā)現(xiàn)比較特殊的兩位患者,其組織檢測(cè)EGFR突變基因結(jié)果為陰性,而血漿檢測(cè)結(jié)果為陽(yáng)性,同樣接受了TKI藥物治療,分別為吉非替尼和??颂婺?,PFS則分別為16.0個(gè)月和24.1個(gè)月,均高于中位PFS,顯示同樣從EGFR-TKI藥物中獲益。
血漿ctDNA來(lái)源于腫瘤細(xì)胞,為原發(fā)腫瘤以及轉(zhuǎn)移形成的腫瘤細(xì)胞破裂脫落的DNA片段,進(jìn)入外周血液循環(huán)系統(tǒng)。ctDNA通常片段化為170 bp左右,在手術(shù)摘除腫瘤或者化療之后會(huì)快速清除。因抽提ctDNA的過(guò)程中來(lái)自白細(xì)胞的正常DNA污染導(dǎo)致血液中ctDNA不一定與原發(fā)灶有一致性,通??梢匀x心的方法去除所有的細(xì)胞,以降低DNA污染,然后分析余下的血漿。同時(shí)本研究在取血液標(biāo)本及組織標(biāo)本時(shí)保持在24 h之內(nèi),這保證了組織和血漿的檢測(cè)結(jié)果一致性和可參考性。但本研究仍存在不足之處,如:組4的患者例數(shù)為0,無(wú)法比較此組患者與其它組患者的用藥效果,少量隨訪數(shù)據(jù)的丟失導(dǎo)致PFS研究結(jié)果可能存在一定的偏倚等。
綜上所述,隨著技術(shù)的發(fā)展,外周血ctDNAEGFR基因突變檢測(cè)已成為晚期肺腺癌患者EGFR基因突變檢測(cè)的一種趨勢(shì),可作為靶向藥物選擇以及療效預(yù)測(cè)的可靠依據(jù)。此種方法,取材方便,特異度及靈敏度均較高,一方面可減少患者接受組織取樣的痛苦,從而提高患者的依從性,另一方面可使更多患者從EGFR-TKI藥物獲益。因各種檢測(cè)方法優(yōu)劣不等,臨床所選方法不同可能對(duì)患者的治療和預(yù)后產(chǎn)生極大的影響。本研究證實(shí)了ddPCR技術(shù)具有高敏感度和特異度,相較于SUPER-ARMS技術(shù)具有更高的符合度,有望成為檢測(cè)現(xiàn)有EGFR基因突變位點(diǎn)、指導(dǎo)晚期肺腺癌治療以及療效評(píng)估的一種可靠方式。