Průlomová prospektivní studie: Technologie metylace krevní ctDNA založená na PCR otevírá novou éru sledování MRD u kolorektálního karcinomu.

Nedávno JAMA Oncology (IF 33.012) publikovala důležitý výzkumný výsledek [1] týmu prof. Cai Guo-ringa z Onkologické nemocnice Univerzity Fudan a prof. Wang Jinga z Nemocnice Renji Lékařské fakulty Univerzity Jiao Tong v Šanghaji ve spolupráci s KUNYUAN BIOLOGY: „Včasná detekce molekulárního reziduálního onemocnění a stratifikace rizika pro kolorektální karcinom stádia I až III prostřednictvím metylace DNA cirkulujícího nádoru a stratifikace rizika)“. Tato studie je první multicentrickou studií na světě, která aplikuje technologii metylace multigenů ctDNA v krvi založenou na PCR pro predikci a monitorování recidivy kolorektálního karcinomu. Poskytuje tak nákladově efektivnější technickou cestu a řešení ve srovnání se stávajícími metodami detekce MRD. Očekává se, že toto řešení výrazně zlepší klinické využití predikce a monitorování recidivy kolorektálního karcinomu a významně zlepší přežití a kvalitu života pacientů. Studie byla také vysoce hodnocena časopisem a jeho redaktory a v tomto čísle byla uvedena jako klíčový doporučující článek. Profesor Juan Ruiz-Bañobre ze Španělska a profesor Ajay Goel ze Spojených států byli pozváni k jejímu posouzení. O studii informoval také GenomeWeb, přední biomedicínské médium ve Spojených státech.

Kolorektální karcinom (CRC) je v Číně běžným maligním nádorem gastrointestinálního traktu. Data Mezinárodní agentury pro výzkum rakoviny (IARC) z roku 2020 ukazují, že 555 000 nových případů v Číně představuje přibližně 1/3 světové populace, přičemž incidence se v Číně posunula na druhé místo mezi běžnými druhy rakoviny; 286 000 úmrtí představuje přibližně 1/3 světové populace, což je pátá nejčastější příčina úmrtí na rakovinu v Číně. Pátá nejčastější příčina úmrtí v Číně. Za zmínku stojí, že mezi diagnostikovanými pacienty tvoří stadia TNM I, II, III a IV 18,6 %, 42,5 %, 30,7 % a 8,2 %. Více než 80 % pacientů je ve středním a pozdním stádiu a 44 % z nich má simultánní nebo heterochronní vzdálené metastázy do jater a plic, které vážně ovlivňují délku přežití, ohrožují zdraví našich obyvatel a způsobují těžkou sociální a ekonomickou zátěž. Podle statistik Národního onkologického centra se průměrný roční nárůst nákladů na léčbu kolorektálního karcinomu v Číně pohybuje mezi 6,9 % a 9,2 % a osobní výdaje pacientů na zdravotní péči do jednoho roku od diagnózy mohou činit až 60 % rodinného příjmu. Pacienti s rakovinou trpí touto nemocí a zároveň jsou vystaveni velkému ekonomickému tlaku [2].
Devadesát procent lézí kolorektálního karcinomu lze chirurgicky odstranit a čím dříve je nádor detekován, tím vyšší je pětiletá míra přežití po radikální chirurgické resekci, ale celková míra recidivy po radikální resekci je stále asi 30 %. Pětiletá míra přežití kolorektálního karcinomu v čínské populaci je 90,1 %, 72,6 %, 53,8 % a 10,4 % pro stadia I, II, III a IV.
Minimální reziduální onemocnění (MRD) je hlavní příčinou recidivy nádoru po radikální léčbě. V posledních letech se technologie detekce MRD u solidních nádorů rychle rozvíjela a několik rozsáhlých observačních a intervenčních studií potvrdilo, že pooperační stav MRD může indikovat riziko pooperační recidivy kolorektálního karcinomu. Testování ctDNA má výhody neinvazivnosti, jednoduchosti, rychlosti, vysoké dostupnosti vzorku a překonávání heterogenity nádoru.
Pokyny americké NCCN pro rakovinu tlustého střeva a čínské pokyny CSCO pro kolorektální karcinom uvádějí, že pro stanovení rizika pooperační recidivy a výběr adjuvantní chemoterapie u rakoviny tlustého střeva může testování ctDNA poskytnout prognostické a prediktivní informace, které pomohou při rozhodování o adjuvantní léčbě u pacientů s rakovinou tlustého střeva ve stádiu II nebo III. Většina stávajících studií se však zaměřuje na mutace ctDNA založené na technologii vysoce výkonného sekvenování (NGS), která má složitý proces, dlouhou dodací lhůtu a vysoké náklady [3], s mírným nedostatkem zobecnitelnosti a nízkou prevalencí u pacientů s rakovinou.
V případě pacientů s kolorektálním karcinomem ve třetím stádiu stojí dynamické monitorování ctDNA založené na NGS až 10 000 dolarů za jednu návštěvu a vyžaduje čekací dobu až dva týdny. S multigenovým metylačním testem v této studii, ColonAiQ®, mohou pacienti podstoupit dynamické monitorování ctDNA za desetinu ceny a zprávu získat již za dva dny.
Podle 560 000 nových případů kolorektálního karcinomu v Číně každý rok mají kliničtí pacienti, převážně s kolorektálním karcinomem ve stádiu II-III (podíl je přibližně 70 %), naléhavější poptávku po dynamickém monitorování, než kolik trhu s dynamickým monitorováním kolorektálního karcinomu pomocí MRD dosahuje každoročně milionů lidí.
Je zřejmé, že výsledky výzkumu mají důležitý vědecký i praktický význam. Prostřednictvím rozsáhlých prospektivních klinických studií bylo potvrzeno, že technologie PCR pro stanovení multigenové metylace ctDNA v krvi může být použita pro predikci a monitorování recidivy kolorektálního karcinomu, a to jak s ohledem na citlivost, včasnost, tak i nákladovou efektivitu, což umožňuje precizní medicíně lépe prospívat více pacientům s rakovinou. Studie je založena na testu ColonAiQ® pro stanovení multigenové metylace kolorektálního karcinomu vyvinutém KUNY, jehož klinická aplikační hodnota v časném screeningu a diagnostice byla potvrzena centrální klinickou studií.
Časopis Gastroenterology (IF33.88), přední mezinárodní časopis v oblasti gastrointestinálních onemocnění v roce 2021, informoval o výsledcích multicentrického výzkumu nemocnice Zhongshan Univerzity Fudan, onkologické nemocnice Univerzity Fudan a dalších autoritativních zdravotnických zařízení ve spolupráci s KUNYAN Biological, které potvrdily vynikající výkonnost ColonAiQ® ChangAiQ® v časném screeningu a včasné diagnostice kolorektálního karcinomu a zpočátku zkoumaly jeho potenciální využití v prognóze kolorektálního karcinomu.

Pro další ověření klinického využití metylace ctDNA ve stratifikaci rizika, při rozhodování o léčbě a včasném monitorování recidivy u kolorektálního karcinomu ve stádiu I-III zahrnul výzkumný tým do studie 299 pacientů s kolorektálním karcinomem ve stádiu I-III, kteří podstoupili radikální chirurgický zákrok a v každém sledovaném bodě (s odstupem tří měsíců) jim byly odebrány vzorky krve během jednoho týdne před operací, jednoho měsíce po operaci a v pooperační adjuvantní terapii pro dynamické testování ctDNA v krvi.
Zaprvé bylo zjištěno, že testování ctDNA může predikovat riziko recidivy u pacientů s kolorektálním karcinomem v časném stádiu, a to jak před operací, tak i časně po operaci. Pacienti s pozitivní ctDNA nálezem před operací měli vyšší pravděpodobnost pooperační recidivy než pacienti s negativním ctDNA nálezem před operací (22,0 % > 4,7 %). Testování ctDNA v časném pooperačním stádiu stále predikovalo riziko recidivy: jeden měsíc po radikální resekci měli pacienti s pozitivní ctDNA 17,5krát vyšší pravděpodobnost recidivy než pacienti s negativním nálezem; tým také zjistil, že kombinované testování ctDNA a CEA mírně zlepšilo výkonnost v detekci recidivy (AUC=0,849), ale rozdíl nebyl statisticky významný ve srovnání se samotným testováním ctDNA (AUC=0,839). Rozdíl nebyl statisticky významný ve srovnání se samotnou ctDNA (AUC=0,839).
Klinické staging v kombinaci s rizikovými faktory je v současnosti hlavním základem pro stratifikaci rizika pacientů s rakovinou a v současném paradigmatu stále dochází k velkému počtu recidivujících pacientů [4] a existuje naléhavá potřeba lepších stratifikačních nástrojů, protože v klinické praxi koexistuje nadměrná a nedostatečná léčba. Na základě toho tým klasifikoval pacienty s kolorektálním karcinomem ve stádiu III do různých podskupin na základě posouzení rizika klinické recidivy (vysoké riziko (T4/N2) a nízké riziko (T1-3N1)) a doby adjuvantní léčby (3/6 měsíců). Analýza zjistila, že pacienti ve vysoce rizikové podskupině pacientů s pozitivní ctDNA měli nižší míru recidivy, pokud dostávali šest měsíců adjuvantní terapie; v nízko rizikové podskupině pacientů s pozitivní ctDNA nebyl zjištěn žádný významný rozdíl mezi cyklem adjuvantní léčby a výsledky pacientů; zatímco pacienti s negativní ctDNA měli výrazně lepší prognózu než pacienti s pozitivní ctDNA a delší pooperační období bez recidivy (RFS); kolorektální karcinom ve stádiu I a nízkém riziku ve stádiu II neměli u všech pacientů s negativní ctDNA recidivu do dvou let; Proto se očekává, že integrace ctDNA s klinickými znaky dále optimalizuje stratifikaci rizika a lépe predikuje recidivu.

Obrázek 1. Analýza plazmatické ctDNA v POM1 pro včasnou detekci recidivy kolorektálního karcinomu
Další výsledky dynamického testování ctDNA ukázaly, že riziko recidivy bylo během fáze sledování recidivy onemocnění po definitivní léčbě (po radikální operaci + adjuvantní terapii) významně vyšší u pacientů s pozitivním dynamickým testováním ctDNA než u pacientů s negativní ctDNA (obrázek 3ACD) a že ctDNA může indikovat recidivu nádoru až o 20 měsíců dříve než zobrazovací vyšetření (obrázek 3B), což nabízí možnost včasné detekce recidivy onemocnění a včasné intervence.

Obrázek 2. Analýza ctDNA založená na longitudinální kohortě pro detekci recidivy kolorektálního karcinomu

„Velký počet translačních studií v oblasti kolorektálního karcinomu je v tomto oboru na špici, zejména testování MRD založené na ctDNA prokazuje velký potenciál pro zlepšení pooperační léčby pacientů s kolorektálním karcinomem tím, že umožňuje stratifikaci rizika recidivy, usměrňuje rozhodnutí o léčbě a monitoruje včas recidivu.“

Výhodou volby methylace DNA jako nového MRD markeru oproti detekci mutací je, že nevyžaduje screening nádorových tkání pomocí sekvenování celého genomu, používá se přímo pro krevní testy a zabraňuje falešně pozitivním výsledkům v důsledku detekce somatických mutací pocházejících z normálních tkání, benigních onemocnění a klonální hematopoézy.
Tato studie a další související studie potvrzují, že testování MRD založené na ctDNA je nejdůležitějším nezávislým rizikovým faktorem pro recidivu kolorektálního karcinomu stadia I-III a může být použito k podpoře rozhodnutí o léčbě, včetně „eskalace“ a „snížení“ adjuvantní terapie. MRD je nejdůležitějším nezávislým rizikovým faktorem pro recidivu po operaci kolorektálního karcinomu stadia I-III.
Oblast MRD se rychle vyvíjí s řadou inovativních, vysoce citlivých a specifických testů založených na epigenetice (metylace DNA a fragmentomika) a genomice (ultrahluboké cílené sekvenování nebo sekvenování celého genomu). Očekáváme, že ColonAiQ® bude i nadále organizovat rozsáhlé klinické studie a může se stát novým indikátorem testování MRD, který kombinuje dostupnost, vysoký výkon a cenovou dostupnost a může být široce používán v běžné klinické praxi.“
Reference
[1] Mo S, Ye L, Wang D, Han L, Zhou S, Wang H, Dai W, Wang Y, Luo W, Wang R, Xu Y, Cai S, Liu R, Wang Z, Cai G. Včasná detekce molekulárního reziduálního onemocnění a stratifikace rizika pro kolorektální karcinom stádia I až III pomocí metylace cirkulující nádorové DNA. JAMA Oncol. 2023, 20. dubna.
[2] „Zátěž kolorektálního karcinomu v čínské populaci: změnila se v posledních letech?“, Chinese Journal of Epidemiology, sv. 41, č. 10, říjen 2020.
[3] Tarazona N, Gimeno-Valiente F, Gambardella V a kol. Cílené sekvenování DNA cirkulujícího nádoru nové generace pro sledování minimální reziduální choroby u lokalizovaného karcinomu tlustého střeva. Ann Oncol. 1. listopadu 2019;30(11):1804-1812.
[4] Taieb J, André T, Auclin E. Zdokonalení adjuvantní terapie pro nemetastatický karcinom tlustého střeva, nové standardy a perspektivy. Cancer Treat Rev. 2019;75:1-11.