纽约——肿瘤学家希望为脑癌和转移瘤患者提供更精确和个性化的治疗,他们正在继续研究液体活检技术,这可以帮助他们更容易和持续地分析肿瘤基因组学,并以迄今为止困难或不可能的方式监测患者。
本周在美国临床肿瘤学协会虚拟年会上的演讲展示了与这项工作相关的新数据,包括在确定影响为什么只有部分脑转移患者可以使用液体活检成功进行基因分型的变量方面的进展,以及在确定基于血液的无细胞DNA分析在患者监测和预测方面的潜在效用方面的进展。
脑癌已经成为液体活检领域的一个难题,它提供了一个明确的机会——因为相对于其他器官,从大脑中获取组织样本的难度和危险——但也提供了一个重大的挑战,因为研究表明,脑瘤向血液中输送DNA的速度和数量似乎比其他癌症要低得多。
在周五ASCO虚拟年会的临床科学研讨会上,Dana Farber的内科科学家Keith Ligon说,脑瘤液体活检最明显和最有前途的应用之一是评估患者预后和监测治疗反应。
但一个主要的障碍是找出哪些信号——是DNA突变、其他癌症特异性信号,还是更不特异性的测量方法,比如总体循环DNA水平——可能最有用或最有价值。
在一次会议演示中,由Stephen Bagley领导的宾夕法尼亚大学的研究人员分享了他们在探索细胞游离DNA水平如何为肿瘤学家提供预后信息和反应监测方面的最新数据,这些信息可以帮助他们更精确和有效地调整治疗方案。
该集团发表了这项工作的初步发现报告称,血液中无细胞DNA浓度较高的胶质母细胞瘤患者的无进展生存期比cfDNA浓度较低的患者短,而且循环DNA峰值似乎与疾病进展相关,甚至可以预测疾病进展。
Bagley表示,虽然已知GBM是一种异质性癌症,但唯一能够帮助肿瘤学家预测个别患者对治疗反应的生物标志物是MGMT启动子甲基化。
大约40%的胶质母细胞瘤患者有甲基化的MGMT启动子肿瘤,该亚组对标准护理放疗和替莫唑胺化疗有更好的反应。
MGMT测试受到一些限制,Bagley说,包括在不同的机构之间有很大的差异,缺乏标准化的界限。这些测试需要肿瘤组织这一事实也构成了一个重大问题。
他说:“胶质母细胞瘤的非侵入性、更可靠的预后生物标志物将允许改善个性化护理,包括改善临床试验的分层,以及针对个别患者更有针对性的高级护理计划。”
根据Bagley的说法,选择观察细胞游离DNA浓度而不是循环肿瘤突变,源于越来越多的数据,即血脑屏障阻止可检测的肿瘤DNA水平进入大多数GBM患者的循环。
在ASCO的报告中,Bagley和他的同事分享了他们cfDNA方法在61例独立患者中验证的最新结果。基于他们最初41名患者的数据,他们得出了cfDNA浓度的截断值,他们说,该值提供了最佳的区分GBM患者和那些超过该疾病中位无进展生存时间的患者的区别。
当研究人员使用这个截止点分析来自新的验证队列的血浆样本时,他们发现它确实可以预测预后。在单因素分析中,PFS和总生存率的差异均不显著。低cfDNA患者的中位PFS为7.3个月,高cfDNA患者的中位PFS为4.4个月,低cfDNA患者的OS为13.4个月,而高cfDNA患者的中位OS为12个月。
但当研究小组进行多因素分析调整其他相关预后因素时,他们可以看到cfDNA与至少7个月无进展生存的可能性独立相关,比值比为4.3,p值为0.03。
在一项包括两组102名患者的探索性分析中,研究人员随后观察了一个联合预测因子,包括血浆cfDNA水平和MGMT启动子甲基化。
“迄今为止,MGMT甲基化肿瘤和低cfDNA的患者表现最好,中位无进展生存期为13.6个月。所有其他患者,无论他们的MGMT甲基化状态如何,都表现同样糟糕,中位无进展生存期仅为4到5个月。”Bagley说。
他补充说,总体生存率也有类似的模式。“根据MGMT甲基化状态和高与低cfDNA对患者进行分类,四组患者的中位总生存率再次存在非常明显的差异。”
他说:“具有甲基化的MGMT启动子和低cfDNA的患者表现最好……相反,具有未甲基化的MGMT启动子和高cfDNA的患者表现都很差。”
最后,研究小组还探索了在其他时间点测量cfDNA水平是否可以为肿瘤学家提供更多可操作的信息。
Bagley建议:“如果基线血浆cfDNA浓度对新诊断的胶质母细胞瘤有预后价值,那么放化疗完成后的血浆cfDNA浓度可能是一个更准确的预后预测指标。”
该探索性分析仅包括24例在本组数据分析时有足够随访时间点的患者。研究人员比较了在治疗后时间点cfDNA高或低是否与诊断后12个月的总生存率相关。
使用约17 ng/ml的截止点,研究小组发现,他们可以预测12个月的存活率,曲线下面积为0.87。
谈到宾夕法尼亚大学研究小组的发现,Ligon说,下一步重要的工作是试图确定与肿瘤生物学相关的非肿瘤来源的cfDNA浓度的生物学基础是什么。
换句话说,研究人员需要试图解释预后较差的脑瘤导致患者血液中全源无细胞DNA增加的机制,以及影响这一过程的因素。
Ligan说,如果能知道cfDNA浓度与其他间接血清生物标志物的比较情况,那就太好了。
观察cfDNA而不是肿瘤衍生的突变DNA只是解决脑肿瘤无法将突变DNA分子通过血脑屏障问题的一种方法。另一种方法是完全放弃血液,从脑脊液中提取液体活检样本。
尽管与基于血液的检测相比,这种方法具有实用和安全的缺点,Ligan说,现在的证据表明,ctDNA在CSF中比在血液中更容易检测。
他补充说,脑脊液中循环肿瘤DNA的研究发现了与Bagley和同事相似的模式,较高的DNA水平对应较差的生存率。目前正在努力探索连续监测,通过ctDNA的变化可能帮助肿瘤学家提前发现治疗耐药性或肿瘤进展。
Ligan认为,如果要让一个案例变得实用,研究人员必须找到提高敏感性的方法,使这些方法对大多数患者(如果不是所有患者)有效。目前,研究发现,只有大约50%的患者脑脊液中可检测到ctDNA。
该领域将不得不转向前瞻性的临床试验,无论是基于csf的方法,还是像Bagley团队的血液cfDNA技术。
Ligan说:“我们需要更多的研究和试验,可能还需要更多的行业资金来真正评估这些复杂的情况。”“这在其他癌症中确实在加速,希望我们能看到一些进展。”
随着研究团队不断推进基于血液和csf的方法的验证,Ligan强调了一个相关的障碍,即试图确定(并希望找到操作方法)导致液体活检信号在一些个体中可检测到而在另一些个体中不可检测到的机制。
最近在这方面有一些突破,例如最近的数据由同一个宾夕法尼亚大学团队出版该研究表明,成像方法可以帮助预测哪些胶质母细胞瘤患者可以通过血液成功进行基因分型,哪些不能。
在ASCO科学研讨会的另一场演讲中,来自中国一些机构的研究人员报告了他们自己的研究,在非脑癌转移病灶扩散到大脑的背景下探索了一个类似的问题。他们特别讨论了表型特征的鉴定,在这种情况下,ctDNA是否能检测到在患者的脑脊液中起作用。
中山大学的研究人员李美晨在会议期间描述了研究结果,她说,因为获取脑脊液样本对患者来说并非没有风险,因此能够预测肿瘤学家或研究人员甚至应该尝试采集哪些患者的样本,这在临床上是有益的。
她补充说:“需要精确选择合适的患者,以最大化检测效益。”
在他们的研究中,李和她的同事对脑脊液样本中的425个癌症相关基因进行了测序,并将67名脑转移肺癌患者的颅外组织或血液样本进行了匹配。
然后,他们测量了临床因素——包括年龄、性别、肿瘤大小、病变数量和病变到脑室的距离——对脑脊液中是否能检测到ctDNA的影响。
研究人员在67名队列患者中的39名患者中检测到ctDNA体细胞改变。他们的分析揭示了脑脊液ctDNA检测与多种特征之间的显著相关性,包括颅内病变的大小、最大病变与脑室之间的最短距离以及所有颅内病变与脑室之间的最短距离。有中枢神经系统症状的患者检出率也有升高的趋势。
当研究小组进行额外的统计分析时,他们发现,结合病变大小和最大病变-心室距离可以获得最佳的预测能力,显示曲线下的面积为0.76。该小组写道,使用这个模型,他们可以将脑脊液ctDNA的检测从58%提高到83%。
尽管还不完美,但作者认为该方法有望作为预测脑脊液ctDNA检测概率的工具,这有助于促进临床决策,并避免在不可能的情况下无用的监测大脑肿瘤演变的尝试。