纽约——由布罗德研究所和哈佛医学院的研究人员领导的一个小组发现，液体活检可以捕获肿瘤活组织检查无法识别的癌症遗传异质性，以及癌症如何产生靶向耐药性。
因此，研究小组认为，液体活检和标准组织活检应该结合起来，以识别导致获得性耐药的基因改变，并最终改进下游治疗技术。
“标准的方法是对患者进行组织活检，但在某些情况下，收集组织活检不是最佳的，”马萨诸塞州总医院和HMS调查员Ryan Corcoran说，他是共同通信作者上一篇论文描述了研究结果，并于上周发表在自然医学．
他补充说:“通过液体活检研究耐药性使我们能够评估从单个患者的多个肿瘤病变中脱落的无细胞DNA突变，而不仅仅是从单个活检的病变中。”
在这项研究中，研究人员前瞻性地比较了42例对靶向治疗产生耐药性的胃肠道癌症患者的液体活检和标准肿瘤活检。
研究人员从每位患者身上采集了大约两管10毫升的血液。此外，他们还收集了23名患者最终疾病进展时匹配的肿瘤活检。
为了确定候选获得性耐药机制，Cocoran的团队使用Guardant Health公司的Guardant360下一代测序技术来分析从进展后血浆中分离的无细胞肿瘤DNA (cfDNA)。通过这样做，该小组旨在发现在预处理肿瘤或cfDNA样本中未检测到的紧急变化。
在约90%的病例中进行靶向NGS测序，研究人员还对含有足够肿瘤含量的患者血液样本使用了平行全外显子组测序(WES)。
研究人员发现，进展后cfDNA分析在42例患者中的32例中确定了至少一种以前验证过的耐药改变，而32例患者中的17例出现了多于一种可检测到的耐药改变，表明频繁的肿瘤异质性与获得性耐药相关。
科克伦解释说，他的团队在这两种样本类型中都没有发现特定的突变;然而，研究人员在同一个活检中确实发现了不止一种耐药性机制。
为了比较cfDNA与标准肿瘤活检的有效性，研究小组使用WES、靶向NGS或两者都来检查来自23例患者的匹配的进展后肿瘤活检，并将其与预处理肿瘤组织进行比较。研究小组发现，在23名患者中有11名患者的肿瘤活检中发现耐药改变的频率低于cfDNA，而在23名患者中有20名患者中至少发现了一种耐药改变，在所有患者中有76%的患者中发现了这种改变。
科克伦指出:“当你在进行肿瘤活检的同时进行液体活检时，由于cfDNA从血液中的每个肿瘤病灶中脱落，你就会从你没有活检的其他肿瘤中提取ctDNA。”“我们将研究的突变限制在那些可以在实验室中得到验证、具有临床相关性的突变上。”
然而，Corcoran强调，使用NGS分析的进展后cfDNA发现了另外重要的临床耐药改变，在匹配的23例肿瘤活检中有18例(78%的病例)没有发现。
Corcoran说:“我们(确实)希望发现液体活检检测到在我们活检的肿瘤中不存在的其他突变的情况。”“我们对这种情况发生的频率感到惊讶，(因为)如果你在临床上做这种检查，并依赖于标准的肿瘤活检，你就会错过临床信息，特别是你想在临床上采取行动的改变。”
Corocan指出，研究小组原本希望在肿瘤活组织检查中发现更多没有在血液样本中显示出来的耐药突变。然而，研究人员仅在匹配的组织活检中发现了一种耐药改变，即EGFR突变，而Guardant360试验未能在匹配的进展后cfDNA中检测到这种突变。Broad研究所癌症基因组计算分析小组的高级合著者兼主任Gad Getz认为，该团队在组织活检中看到的突变可能反映了血液样本中未被检测到的亚克隆。
＂我们知道患者会有不同的耐药机制，但我们没有意识到同一名患者会产生多种耐药机制，”盖茨解释说。“令人意外的是，结果是如此片面，因为我们看到的机制只存在于血液样本中，而不在肿瘤中。”
因此，该研究的作者认为胃肠道癌症对靶向治疗的获得性耐药是高度异质性的，通常在患者中有几种耐药改变。
“虽然cDNA分析可能会错过罕见的肿瘤亚克隆，但我们的研究表明cfDNA中多个病变的改变是有效的，”研究作者指出。“然而，cfDNA检测的有效性可能因肿瘤类型或转移部位的不同而不同，或者在循环肿瘤DNA脱落率低的肿瘤中也不同。”
挑战
Corcoran承认，他的团队在前瞻性研究中遇到的主要挑战是协调不同合作者、临床医生和医疗中心之间的样本收集和分析。Getz强调说，研究人员还努力全面检查血液样本中的肿瘤DNA，因为并非所有样本都达到了检测阈值的要求。
此外，研究小组还研究了耐药性机制未知的患者。Getz解释说，该团队使用了在研究中开发的一种算法，作为与IBM研究人员合作的一部分，来观察样本的聚类，以尝试匹配不同患者之间的耐药性机制。
盖兹说:“虽然我们发现有些患者有不止一种耐药机制，但也有一些患者的血液样本中没有已知的耐药机制。”“还需要做更多的研究，但可能每个患者都有几种耐药机制，我们只需要找到它们。”
Getz强调，使用液体活组织检查来追踪患者血液中的ctDNA使得研究团队能够覆盖来自身体不同部位的肿瘤脱落，研究人员在两个不同的患者样本中验证了这一点。虽然研究人员发现不同的肿瘤病变具有不同的耐药性，但他指出，cfDNA检测(如Guardant360)深入到有限数量的基因或覆盖所有基因到较低深度的全外显子检测可能检测到所有的耐药性机制。因此，盖茨认为ctDNA可以让研究人员更好地调查体内的肿瘤。
然而，科克伦承认，这项研究涉及后勤和样本的限制。在强调这项研究是液体活检和组织活检之间最大的直接比较之一的同时，Corcoran说，他的团队还需要进行更多的研究来确定获得性耐药性的异质性程度及其对除GI外的癌症的影响。
虽然研究人员使用多个活组织检查来确认在来自特定肿瘤病变的cDNA中检测到的几种耐药性改变，但Getz指出，无法从大多数患者中收集到多个肿瘤标本。
由于液体活检不能单独确定一个明确的基因组驱动因素，该研究的作者强调，肿瘤活检仍需要作为检查获得性耐药的主要工具，特别是对新的或非遗传耐药机制。然而，他们认为，在临床实施进展后液体活检与组织活检相结合，可能仍然有用，以检查和对抗获得性耐药性。
未来的工作
盖兹说，研究小组希望进行进一步的研究，探索多种肿瘤类型的变异。他认为这项研究对于理解所有癌症的治疗耐药性至关重要。
盖兹解释说:“在未来，在同一途径或基因中有多个突变将帮助我们识别产生耐药性的基因或途径。”“我们将利用该途径存在多重突变的事实，来强调导致耐药性的特定途径。”
虽然前瞻性研究主要集中在比较诊断新的耐药机制的方法，但研究小组发现，这些方法可能对在患者中发现的新突变起作用。在研究之外，科克伦的团队让两名患者接受了一种新疗法，这种疗法成功地处理了研究中发现的新耐药性机制。
“尽管(疗法)不是我们在研究中评估的东西，我们希望液体活检可能提供…评估获得性耐药原因的能力，这可能使我们有机会(治疗患者)，并有希望延长临床效益，”Corcoran说。
然而，基于目前的研究结果，Getz承认该团队将需要进行额外的研究，将液体活检与各种癌症药物结合使用。研究人员还将探索将具有截然不同的癌症治疗机制的癌症药物联合使用，盖兹认为这将导致一种应用联合疗法的新方法。
盖兹说:“我们不仅想知道患者体内存在多少种耐药机制，还想知道它们到底是什么，然后提出潜在的假说来解决患者体内的机制。”“我们相信，(联合用药)最终将成为预防或至少延缓耐药性的一种机制。”