纽约-俄亥俄州立大学的研究人员希望他们正在进行的快速尸检项目可能能够扩展最近的一个案例研究的发现，该研究使用来自尸检的肿瘤来描述循环肿瘤DNA或液体活检检测的优点和局限性。
在一名患有转移性胃肠道间质瘤(GIST)的死亡患者的病例报告中，发表在JCO精准肿瘤学今年3月，作者得出结论，他们对肿瘤样本和液体活检的比较表明，ctDNA可以捕获潜在影响的亚克隆突变，但其范围可能受到肿瘤负荷等生物学因素的限制。
“展望未来，”他们写道，“我们建议联合分析肿瘤活组织检查和ctDNA，特别是在癌症进展时期，以捕获构成获得性耐药基础的显性或新兴肿瘤亚克隆。”
俄勒冈州立大学综合癌症中心研究员Sameek Roychowdhury一直领导着这项研究快速尸检程序他说，当他和他的团队构思他们的项目时，循环无细胞DNA并不是最重要的，但对患者在多个转移位点上的整个肿瘤负担的尸检分析，已被证明是比较基于血液的基因组分析如何反映患者癌症的完全异质性的成熟途径。
他说:“我们开始尸检研究是为了观察耐药性和获得性耐药性……但当我们开始对无细胞DNA进行平行研究时，我们认为，嘿，这也可以[检查]真正的限制是什么:与尸检相比，(患者活着时)血液中的实际成分是什么，理论上可以向你展示一切。”
最初的病例报告描述了一名正在进行的尸检项目的早期参与者，一名46岁的GIST患者，在接受了几种靶向和实验性治疗后去世。
研究人员将在不同时间点进行的液体活检检测结果与实时获得的肿瘤活检样本进行了比较，最后与患者死后进行的快速研究尸检中的组织进行了比较。尽管该小组得出结论，液体活检似乎能够捕捉到单一肿瘤活检无法捕捉到的复杂性，但它并不是检测所有新出现的耐药机制的灵丹妙药。
GIST患者最初接受酪氨酸激酶抑制剂(TKI)伊马替尼(诺华Gleevec)治疗，这是该癌症类型的标准治疗，其中大多数肿瘤具有激活KIT改变。
Roychowdhury和他的合著者在他们的报告中写道:“不幸的是，大多数GIST患者出现TKI耐药是由于继发性KIT突变的出现，这干扰了伊马替尼的作用机制。”但是，当这种耐药性确实出现时，患者可以继续进行二线治疗，其中包括各种其他不同有效的TKIs，这取决于获得性KIT突变的类型。二线药物随后诱导KIT的进一步耐药突变，这反过来又需要新的治疗策略。
俄勒冈州立大学的尸检项目在征得患者本人或家人同意的情况下招募晚期癌症患者，允许在患者死亡后进行快速尸检，从多个原发和转移部位收集样本。在GIST患者的病例中，通过快速尸检收集的样本使研究人员能够评估其获得性KIT突变的多克隆性和异质性。
但它也使研究小组能够对组织和液体活检结果进行异常全面的比较。Roychowdhury和他的同事们将不同时间点采集的血液样本与同期采集的单个肿瘤活组织切片进行了比较，并与死后获得的患者肿瘤克隆和进化的全面图像进行了比较。
液体活检已经被用于癌症基因分型，尽管专业指南和监管机构仍然在很大程度上建议仅在不可能获得组织或对患者不安全的情况下使用。
但由于该技术的非侵入性，循环肿瘤DNAvwin德赢ac米兰合作检测可能允许更实时、纵向地跟踪患者，监测疾病进展和基因组变化，从而在癌症发展过程中为治疗决策提供信息，这一直是人们的热情。相比之下，肿瘤活检在伦理和实践上都面临挑战。
研究人员希望循环肿瘤DNA能够提供的另一个好处是能够以一种比使用单一肿瘤组织样本更公正的方式收集遗传信息，后者可能会遗漏肿瘤未采样部分或身体其他部位的肿瘤中存在的突变，这些肿瘤代表着具有不同遗传谱的克隆分支。
但是，大多数比较液体活检和肿瘤组织基因组学的研究都使用单一样本，通常来自原发肿瘤，这限制了评估ctDNA是否完全捕捉晚期转移性癌症的遗传异质性的能力。
“到目前为止，ctDNA工作主要是将血液中的发现与原发肿瘤进行比较……或者是一个转移性肿瘤或者是活组织检查的样本。但我们知道活组织检查会有抽样误差……所以尸检是唯一能完全询问(一致性)问题的方法。”
在他们的GIST患者中，俄勒冈州立大学的研究小组使用内部靶向测序方法分析了5个ctDNA样本，以及多个组织活检和使用外显子组测序的死后样本。
研究人员比较了五组同期组织和液体活检样本，发现液体活检在最早的样本时间点遗漏了一些潜在重要的组织携带KIT突变。但随着患者疾病的进展，反过来也发生了，ctDNA发现了活检样本遗漏的变化。
在第一次活检/血液比较中，活检组织的DNA测序显示了两个KIT突变，在匹配的ctDNA中都没有检测到这两个突变。作者写道:“这可以解释为在这个时间点整体肿瘤负担较低，ctDNA进入循环的脱落较少，以及WES与靶向测序检测限的差异。”
这两种组织检测突变之一KIT Y823D显示出对ponatinib (Takeda的Iclusig)的敏感性。在体外．基于此，并根据ponatinib在晚期GIST患者中的临床研究结果，患者开始服用此药，并在近8个月的时间内病情稳定。
在下一个时间点，在患者因癌症进展而停止ponatinib治疗后，第二次组织活检和同期液体活检显示检测到的KIT突变100%一致。
在第三组样本中，液体活检不仅再现了配对肿瘤中所见的KIT突变，而且还显示了组织样本未能捕获的第三个突变D820Y。
在最后一个时间点，组织和血液都产生了一个获得性KIT突变——ctDNA中的N822K和活检样本中的Y823D——在另一个样本中都没有出现。
根据作者的说法，这些样本是在患者死亡前大约一个月采集的，“可能反映了他的疾病日益增长的异质性”，并说明了“晚期转移性患者的组织采样可能无法产生指导治疗所需的所有信息”。
研究人员还比较了在患者快速尸检中获得的28个肿瘤样本中鉴定出的KIT突变与在ctDNA中检测到的KIT突变。
他们在所有尸检肿瘤中发现了六种独特的KIT改变，每个病变中都存在K550_ V559delinsI的原发性突变。其次最常见的突变是D820V，在28个肿瘤样本中有17个存在，其次是在28个样本中有8个检测到N822K。仅在一个肿瘤中检测到另外两个KIT突变。
根据作者的说法，总的来说，在尸检肿瘤中更普遍的KIT突变似乎也出现在ctDNA中，而患病率较低的突变则没有。例如，患者的第五个ctDNA样本显示了普遍存在的K550_V559delinsI和共享的D820V改变，但没有在单个肿瘤中存在的私有突变。
该小组写道:“这些结果与预期一致，即肿瘤负担可以影响检测ctDNA中感兴趣的突变的能力。”
Roychowdhury补充说，随着研究小组寻求将研究扩展到其他病例，拥有完整的尸检样本集进行评估的全面性可能特别有助于更好地理解这些生物因素是如何真正影响ctDNA敏感性的。
“我们一直在想，与捕捉相比，我们会错过多少。我们有这些[假设]是什么导致了无细胞DNA含量的增加——[包括]肿瘤负担、器官部位、有多少血管流量流向肿瘤部位……在给予治疗之前[或]在患者接受治疗之后[收集]无细胞DNA的时间。”“这有很多因素。它不是一成不变的。”
他的团队现在已经从最初的病例扩展到研究无细胞DNA与不同癌症患者尸体解剖的对比，以更好地了解无细胞DNA如何很好地捕获克隆异质性。
克隆异质性通常被类比为一棵有分支的树，代表截断突变与具有不同基因组谱分支的亚克隆。“它能抓住树干吗?”它在多大程度上捕获或遗漏了分支，其后果是什么?分支重要吗?这些是我们要问的问题……[而且]我认为这篇论文开始向你展示一些分支是相关的，”罗伊乔杜里说。
“这些分支机构将如何在患者护理或决策中发挥作用还有待确定。但如果我们看看临床分析或研究分析，承认我们可能遗漏了一些树是重要的，”他补充道。