国际研究小组报道,一项鉴定肿瘤DNA与非肿瘤DNA突变的血液检测技术能够在一半以上的早期恶性肿瘤患者中检测到癌症相关突变。
通过使用这项被称为靶向错误校正测序技术,研究人员能够确定59%~71%的I-II期结直肠癌、乳腺癌、肺癌和卵巢癌患者的基因突变。巴尔的摩约翰·霍普金斯大学的Victor Velculescu博士及其同事们将液体活检与肿瘤活检标本进行回顾性比较后发现组织和血液检测结果之间存在良好的相关性。此外,他们还发现在可切除结直肠癌患者亚组中,较高的术前循环DNA水平越高,疾病复发风险和生存率均较差,这些结果都发表在 Science Translational Medicine杂志上。
液体活检技术用于诊断早期肿瘤的突破
Velculescu教授认为,液体活组织活检越来越受关注,相关的研究也越来越多。“几乎所有的研究涉及的都是晚期癌症患者,或根据肿瘤标本的信息回顾性分析患者的血液标本,而这项研究是首次使用不偏倚的方法(我们无法提前预知存在哪些突变)且对早期癌症患者的血液进行突变基因的检测。在血液中发现这些突变其实很难,尤其是当你不知道哪些突变是早期发生的。会出现一些混乱的错误,除了排序和技术错误之外,血液中还可能存在其他的突变,如来自种系的改变或者血细胞本身的突变等。为此,我们开发了一种方法,能够区分肿瘤的驱动基因突变和血液中可能存在的其他改变等。”
该研究提示,液体活检在肿瘤诊断和管理中具有潜在的应用价值。然而开发非侵入性方法来鉴定早期肿瘤是一项很有挑战性的工作。许多成熟的癌症生物标志物也会出现在其他疾病中,如癌胚抗原(CA)125、CA-19、癌胚抗原和前列腺特异性抗原等。
循环细胞游离(cf)DNA可作为诊断手段的建议可追溯到几十年前,然而直到最近才明确这种技术能够确定患者的cfDNA异常。下一代测序技术的成熟和计算科学的进步使得在某些癌种中基于cfDNA的基因分型成为可能,但迄今为止的研究主要涉及晚期癌症患者或使用肿瘤组织来指导血液分析。
研究概况
Velculescu的研究小组报告了在没有肿瘤标本的指导下直接分析cfDNA中常见序列突变的结果,共分析了194例患者的血浆样本,其中包括45例乳腺癌,42例结直肠癌,65例肺癌和42例卵巢癌患者,总研究人群包括138例I期或II期疾病患者。为了比较,研究人员同样分析了44例健康人群的血液样本。
每个血液样品用一组包含与各种癌症相关的常见58个基因的基因组进行筛选,与健康人相比,患者血清cfDNA浓度显著升高(29ng / mL,健康对照组为7ng / mL,P = 0.001)。在结直肠癌亚组中,与I-III期癌症患者相比,IV期疾病患者的cfDNA浓度显著升高(66 vs 21 ng / mL,P = 0.006)。
研究还发现,四分之三的结直肠癌患者在肿瘤驱动基因中存在可检测突变,三分之二其他癌症患者也是如此。所有癌症患者检测到的突变类型与先前报道的常见基因突变相似。
此外,在所有癌症患者中都观察到一个现象,即随着疾病的分期的增加,血液检测的诊断准确性也有所提高。在结直肠癌亚组中,8例Ⅰ期疾病患者中有4例能够监测到cfDNA突变,9例II期疾病中有8例,10例III期中9例,15例IV期中14例准确。在肺癌队列中,该检测方法能够准确预测29例I期癌症中的13例以及32例II期癌症中的23例的突变。在卵巢癌中,准确性为24例I期卵巢癌中的16例以及4例II期癌症中的3例。同样地,乳腺癌患者为3例I期乳腺癌中的2例和29例II期癌症中的17例。该研究还发现,44例健康个体的血液样本中没有发现与癌症相关的突变。
Velculescu教授表示,他们下一步的研究计划是扩大检测范围,纳入更多的肿瘤患者和不同的肿瘤类型,并进行临床试验以明确早期检测对临床结果的影响。这种血液检测技术可以提供更多关于肿瘤基因组以及驱动突变的信息,并且在将来的癌症筛查以及肿瘤的疗效监测方面有潜在的应用价值。