薛崇祥,張 旭,魯星妤,崔慧娟
(1.北京中醫(yī)藥大學(xué),北京 100029;2.中日友好醫(yī)院/國家呼吸醫(yī)學(xué)中心/國家中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)學(xué)中心 中西醫(yī)結(jié)合腫瘤內(nèi)科,北京 100029)
肺癌是全球癌癥死亡的首要原因,其中非小細(xì)胞 肺 癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)約 占85%[1]。EGFR是NSCLC 患 者 中 最 常 見 的 驅(qū) 動 基因,突變頻率可達(dá)48%~56%,亞洲女性人群中突變率甚至更高[2]。以表皮生長因子抑制劑(epidermal growth factor receptor inhibitors, EGFRIs)為代表的肺癌靶向藥物,顯著提高了患者的生存獲益[3]。
精準(zhǔn)的分子分型是NSCLC 靶向治療的基礎(chǔ)條件,所以準(zhǔn)確、可靠的基因檢測方法對靶向用藥的患者篩選及臨床預(yù)后監(jiān)測具有積極意義。EGFR 是最早發(fā)現(xiàn)的驅(qū)動基因,1990 年首個EGFR 抑制劑苯胺基喹唑啉誕生。2003 年,吉非替尼作為首個小分子EGFR 酪氨酸激酶抑制劑研發(fā)成功,并于2005 年在國內(nèi)上市,肺癌靶向治療時代開啟[4]。同年,“鉆石突變”ALK 融合突變被發(fā)現(xiàn),2010 年首個ALK 抑制劑克唑替尼研發(fā)上市,2013 年國內(nèi)外指南開始推薦將ALK 與EGFR 納入治療前檢測[5]。ROS1 融合基因于2007 年由Rikova 等[4]首次發(fā)現(xiàn),2016 年納入美國臨床實(shí)踐指南推薦。后續(xù)NSCLC 分子靶點(diǎn)的研究及相應(yīng)靶向藥物開發(fā)不斷推進(jìn),越來越多的驅(qū)動基因及伴隨基因被發(fā)現(xiàn)。按最新指南推薦,肺腺癌患者驅(qū)動基因檢測內(nèi)容已擴(kuò)展為至少包括EGFR、ALK、ROS1、BRAF、RET、NTRK、MET、HER-2 等基因[6]。
通過對組織樣本或體液標(biāo)本進(jìn)行基因檢測,攜帶特定驅(qū)動基因的患者可以選擇針對該驅(qū)動基因的靶向藥物,并可以科學(xué)地預(yù)測用藥效果以及副作用。其中,外周血循環(huán)腫瘤DNA(circulating tumor DNA, ctDNA)是目前腫瘤液體活檢最主要的標(biāo)本來源,已成為腫瘤基因檢測的有力手段[7]。有研究表明,放化療等治療方式可能會影響EGFR 突變的狀態(tài),可見肺癌基因檢測結(jié)果并非都是一成不變的[8]。因此,初始標(biāo)本所檢測的基因突變狀態(tài)可能不足以預(yù)測一線化療后的藥物療效,所以需要動態(tài)監(jiān)測患者的基因突變狀態(tài)[8,9]。另一方面,盡管驅(qū)動基因陽性NSCLC 患者對特定靶向藥物的客觀緩解率較高,但幾乎所有患者均會出現(xiàn)耐藥。隨著二代測序技術(shù)(next-generation sequencing,NGS)的發(fā)展,耐藥后的伴隨基因突變檢測對于早期耐藥預(yù)警、后續(xù)治療指導(dǎo)以及肺癌病人的全程管理和長期獲益具有重要影響。因此,本文就非小細(xì)胞肺癌ctDNA 動態(tài)監(jiān)測及耐藥相關(guān)伴隨基因研究進(jìn)展作一綜述。
ctDNA 檢測的方法主要包括Sanger 測序、即時定量PCR(qRT-PCR)、NGS 等,各有不同優(yōu)缺點(diǎn),需根據(jù)檢測內(nèi)容及臨床需求選擇恰當(dāng)?shù)臋z測方法[10]。
即雙脫氧鏈末端終止測序法,是最原始的一代基因測序技術(shù)。Sanger 測序讀取片段較長,準(zhǔn)確度接近100%,早期廣泛應(yīng)用于EGFR 等基因突變檢測。單次檢測可覆蓋已知少量突變位點(diǎn),檢測速度快,但如需檢測多位點(diǎn)突變情況需要大量寶貴的樣本多次檢測[11]。另外,Sanger 測序的靈敏度不足,容易產(chǎn)生樣本稀釋甚至污染,已不能滿足現(xiàn)階段臨床基因檢測的現(xiàn)實(shí)需求[12]。
qRT-PCR 檢測的基礎(chǔ)是已知基因突變類型設(shè)計的引物探針,費(fèi)用相對低廉,檢測流程和判讀結(jié)果簡捷,通過閉管操作改進(jìn)Sanger 測序擴(kuò)增產(chǎn)物污染的不足,便于臨床實(shí)際開展,于是成為目前基因檢測常用方法之一[13]。雖然靈敏度相對較高,但qRT-PCR 檢測無法檢測出所有可能的突變;對肺癌早期或低DNA 脫落腫瘤細(xì)胞狀態(tài)患者的基因檢測來說,也仍具有一定挑戰(zhàn)性[14]。
NGS 屬于高通量測序技術(shù),靈敏度高,所需檢測樣本量小,以其在DNA 及RNA 水平上可進(jìn)行多位點(diǎn)、廣深度且同時檢測的優(yōu)勢,逐步成為肺癌分子病理臨床檢測領(lǐng)域的主流[6]。相較于傳統(tǒng)測序技術(shù),NGS 技術(shù)可以檢測重要的未知罕見伴隨突變,涉及多種變異類型,為NSCLC 患者的全程管理提供更加全面可靠的診療依據(jù)[15]。而且,NGS 技術(shù)還可同時檢測免疫治療相關(guān)指標(biāo),而且也是目前分子殘留病灶的主要檢測方法,占據(jù)臨床診斷與科研熱點(diǎn)前沿[16]。
然而,NGS 并非絕對完美。技術(shù)層面上,NGS測序步驟多、程序復(fù)雜,讀長較之前的方法更短,后續(xù)數(shù)據(jù)拼接難度增加,且結(jié)果的判讀對于生物信息的準(zhǔn)確分析具有依賴性。目前,基因檢測市場并不規(guī)范,第三方檢測標(biāo)本缺乏病理科質(zhì)控而造成結(jié)果準(zhǔn)確性參差不齊??杉靶苑矫?,因NGS 檢測對設(shè)備和技術(shù)要求較高,故而檢測費(fèi)用也相對較高,并未全部納入醫(yī)保,患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)相對更大,所以還難以全面普及[17]。
由于相當(dāng)一部分患者尚無法獲取足夠組織標(biāo)本,則推薦外周血ctDNA 活檢,以彌補(bǔ)樣本不足和不可及性[6]。在NSCLC 中,外周血ctDNA 檢測能夠較好地反映當(dāng)前患者的腫瘤負(fù)荷與基因突變狀態(tài),已成為組織檢測的有效代替,兩者的臨床指導(dǎo)價值相當(dāng)[18]。且組織+ctDNA 聯(lián)合檢測(35.8%)對比僅單純組織檢測(20.5%)或僅ctDNA 檢測(28.8%),驅(qū)動基因檢出率更高[19]。
對于早中期肺癌患者,與影像學(xué)檢測同時,基于NGS 技術(shù)的ctDNA 圖譜在早期NSCLC 病理亞型分類中也具有潛在的應(yīng)用價值[20]。手術(shù)后ctDNA 動態(tài)監(jiān)測在預(yù)測復(fù)發(fā)方面相比于影像學(xué)更早,未來甚至或許能發(fā)揮蛋白類腫瘤標(biāo)志物的作用,用于監(jiān)測肺癌高?;颊叩哪[瘤復(fù)發(fā)風(fēng)險[21]。
目前肺癌治療的療效評估仍主要依據(jù)影像學(xué)Recist 或iRecist 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價,但傳統(tǒng)影像學(xué)手段難以預(yù)測患者的預(yù)后,且存在滯后效應(yīng)和輻射損傷風(fēng)險[22,23]。晚期肺癌患者腫瘤負(fù)荷更大,初診時外周血ctDNA 濃度一般更高;經(jīng)治療后其ctDNA 顯著降低,則其對放化療敏感,說明臨床治療有效[24]。但對于局部晚期肺癌患者,倘若治療前ctDNA 就為陰性,可能是腫瘤ctDNA 因位置局限的原因未釋放到血液中,或此時外周血ctDNA 無法反映腫瘤真實(shí)狀態(tài)。一項(xiàng)真實(shí)世界研究[25]驗(yàn)證了ctDNA 監(jiān)測對肺癌治療中的療效預(yù)測價值,基線ctDNA 狀態(tài)與患者總生存期(overall survival, OS)呈負(fù)相關(guān),ctDNA清除可作為臨床獲益的預(yù)測依據(jù)之一。有研究發(fā)現(xiàn)[26,27],相對于常規(guī)影像學(xué)檢查,ctDNA 監(jiān)測能夠提前4~9 周時間判斷治療效果,并可能彌補(bǔ)影像學(xué)評效的不足,所以ctDNA 監(jiān)測更具優(yōu)勢。
目前NGS 技術(shù)不僅可以一次性獲得大量腫瘤組織內(nèi)部變異信息,還具備了足夠的靈敏性進(jìn)行ctDNA 的基因變異檢測,為我們從基因水平深入了解腫瘤復(fù)發(fā)提供了堅實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)[28]。
在國內(nèi)外研究中,Tuononen 等[29]和支修益等[30]團(tuán)隊(duì)先后對腫瘤組織樣本進(jìn)行了NGS 和qPCR 技術(shù)檢測比較,結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者檢測靈敏度和準(zhǔn)確率相似,且NGS 技術(shù)提供的基因突變信息更加豐富、精確。目前,越來越多的實(shí)體瘤NGS 伴隨診斷產(chǎn)品獲批,以Guardant 360 CDx 為例,其在組織和液體活檢結(jié)果一致性98.2% 以上,ctDNA 陽性預(yù)測值100%[31]。
NGS 技術(shù)的檢測通量和單堿基成本均優(yōu)于Sanger 測序,甚至能夠檢測ROS1 重排、MET 擴(kuò)增、NTRK 融合、NGR1 融合等PCR 法無法檢測的罕見突變[28]。對于ALK 等適用于免疫組化或熒光原位雜交檢測的特定基因,NGS 檢測則可避免多基因不同檢測方法的重復(fù),節(jié)省檢測成本和時間[32]。隨著檢測技術(shù)的進(jìn)步,更大panel 的伴隨基因診斷產(chǎn)品逐漸從研究走向市場,實(shí)現(xiàn)NSCLC 驅(qū)動基因與伴隨基因一網(wǎng)打盡的目的。
NGS 檢測助力臨床用藥,能實(shí)時監(jiān)測腫瘤療效,早期發(fā)現(xiàn)NSCLC 耐藥突變靶點(diǎn),并協(xié)助研究者對 耐 藥 機(jī) 制 進(jìn) 行 深 入 探 索[33,34]。NGS 檢 測 指 導(dǎo) 臨床決策者及時調(diào)整患者的個性化治療方案,并為NSCLC 患者帶來確實(shí)可靠的生存獲益。而且,NGS 或取更廣泛的基因圖譜,是成藥靶點(diǎn)與新藥研發(fā)的重要途經(jīng)[32]。
近年來,肺癌少見基因變異被逐漸鑒定,靶向藥物獲得性耐藥機(jī)制也隨之更加完善,臨床對基因檢測提出了更高需求。ctDNA 檢測允許患者可實(shí)時取樣評估病情,對于監(jiān)測NSCLC 伴隨基因動態(tài)變化具有明顯優(yōu)勢。如此,患者可及時掌握腫瘤狀態(tài)和病情變化,提高療效評價準(zhǔn)確度,從而更好地及時調(diào)整治療方案[19]。國內(nèi)外各大指南均建議使用更大panel 的基因檢測產(chǎn)品以獲取更多基因圖譜信息,識別罕見變異或耐藥相關(guān)伴隨基因,確定可用于臨床治療靶點(diǎn)[32]。
從基因?qū)用鎭碚f,EGFR 突變合并其他伴隨基因突變,容易導(dǎo)致下游或旁路信號通路激活[35]。檢測出的伴隨基因突變越多,越容易出現(xiàn)EGFR-TKI耐藥[35-37]。
肺癌伴隨基因譜系主要包括TP53、KRAS、ERBB2、MET、NRAS、BRAF 等,肺鱗癌中伴隨基因 多 見 中FGFR1 擴(kuò) 增、PIK3CA 和BRAF 等,其 突變頻率或可高達(dá)50%以上[38]。抑癌基因TP53 突變后損害基因監(jiān)視功能,導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生[39]。伴隨TP53 基因突變的患者無進(jìn)展生存期(progression free survival, PFS)和OS 明顯縮短,提示TP53 伴隨突變患者預(yù)后不良[39]。例如,BENEFIT 研究發(fā)現(xiàn)僅存在EGFR 敏感突變患者,PFS 可達(dá)13.2 個月,合并TP53 突變組PFS 減少為9.3 個月[37]。Blakely等[40]將1 122 例 晚 期EGFR 突 變 型 與944 例EGFR野生型肺癌患者ctDNA 檢測結(jié)果對比,鑒定出PIK3A、BRAF、MET、MYC、CDK6 和CTNNB1 等具有功能意義的伴隨基因,而CTNNB1 或PIK3CA等伴隨突變通過協(xié)同作用以利于腫瘤耐藥和轉(zhuǎn)移的發(fā)生。
總之,伴隨突變對NSCLC 的預(yù)后差異有較大影響,臨床上應(yīng)根據(jù)不同分子分型結(jié)果,并結(jié)合患者實(shí)際情況制定個體化治療方案,從而更有利于控制疾病進(jìn)程,提高患者生存獲益[41,42]。
對NSCLC 患者進(jìn)行ctDNA 動態(tài)監(jiān)測,不僅能夠幫助研究經(jīng)典驅(qū)動基因突變對靶向治療療效獲益的影響,還能夠識別非經(jīng)典伴隨基因突變的致病差異以及對臨床預(yù)后的影響。臨床對外周血液體活檢標(biāo)準(zhǔn)制定和質(zhì)量控制尚未統(tǒng)一,仍然需要改進(jìn)基因檢測技術(shù),以提高其精確性、及時性和臨床實(shí)用性。而且,仍有太多的伴隨基因機(jī)制尚不清楚,未來對于伴隨基因在臨床用藥和療效監(jiān)測中的實(shí)際意義、基因檢測技術(shù)的優(yōu)化提升等方面仍需深入研究,以期擴(kuò)大靶向治療的受益人群范圍,改善患者預(yù)后與生活質(zhì)量。
作者貢獻(xiàn)度說明:
薛崇祥:文獻(xiàn)的整理和文章撰寫;張旭:文獻(xiàn)資料檢索與整理;魯星妤:為本文寫作思路提供了指導(dǎo),參與了文獻(xiàn)的搜索和文章修改;崔慧娟:負(fù)責(zé)論文設(shè)計、修改并審校。
所有作者聲明不存在利益沖突關(guān)系。