打破传统认知！中肿最新研究揭示不可切除mCRC循环肿瘤DNA的基因组时间异质性

2021年9月6日，中山大学肿瘤防治中心徐瑞华教授团队在国际消化道权威期刊《肠道》（Gut，IF：23.06）在线发表了最新研究成果，阐述转移性结直肠癌患者一线治疗过程中循环肿瘤DNA（ctDNA）基因组的异质性及其临床指导意义。中山大学肿瘤防治中心徐瑞华教授、王峰教授为论文的共同通讯作者，王峰教授、黄酉生硕士、吴灏祥医师、王梓贤主治医师医师和金颖副主任医师为论文的共同第一作者。

该研究纳入了171例接受一线标准治疗、不可手术切除的转移性结直肠癌（mCRC）患者，并对患者治疗前后进行了动态ctDNA检测。

研究展示出mCRC患者基因突变图谱在时间上的异质性。

有趣且非常具有临床价值的发现是，

肿瘤患者ctDNA中RAS和BRAF基因突变状态的改变伴随着临床预后上的显著改变。

这打破了传统认为“mCRC肿瘤患者最初的突变状态决定了其预后”的观点，说明对mCRC患者进行ctDNA动态监测在预后预测上的临床必要性。

专家简介

徐瑞华 教授

中山大学肿瘤防治中心

医学博士，中山大学肿瘤防治中心主任、医院院长、研究所所长，华南肿瘤学国家重点实验室主任，教授，博士生导师。

中国抗癌协会副理事长，中国临床肿瘤学会候任理事长，中国抗癌协会靶向治疗专委会首届主任委员，中国抗癌协会化疗专委会候任主任委员，中国临床肿瘤学会肠癌专委会主任委员，《癌症交流》（Cancer Communications）杂志主编，研究生教材《肿瘤学》主编。

从事肿瘤内科临床工作30余年，取得突破性成果：1.应用ctDNA甲基化等液体活检技术提高了消化系统肿瘤的早诊率；2.创建了高效低毒的晚期胃肠肿瘤治疗新方案和新体系，成为新的国际标准；3.肿瘤转移耐药研究取得突破，创新了肿瘤免疫治疗策略及联合方案，提高了免疫治疗疗效。所治疗胃肠病患的5年生存率可达国际领先水平，是我国肿瘤内科学具有重要影响力的学术带头人之一。以通讯或第一作者在国际顶级期刊《自然·材料学》（Nature Materials）杂志、《自然·医学》（Nature Medicine）杂志、《柳叶刀·肿瘤学》（Lancet Oncology）杂志等发表SCI论文199篇，连续入选中国高被引学者榜单。以第一完成人获国家科技进步二等奖2项及省部级一等奖6项。入选南粤百杰人才培养工程、国家百千万人才工程、国家卫生计生突出贡献中青年专家。

王峰 教授

中山大学肿瘤防治中心

中山大学肿瘤防治中心主任医师、研究员、内科副主任、华南肿瘤学国家重点实验室PI，美国MD Anderson 肿瘤中心博士（PhD）、中山大学临床医学博士（MD）。

中国抗癌协会肿瘤靶向治疗专业委员会青委副主任委员、广东省抗癌协会肿瘤靶向治疗专业委员会青委 主任委员、中国抗癌协会青年理事会 理事、中国临床肿瘤学会理事。

主攻消化道肿瘤的内科治疗和转化研究，共发表高水平论文60篇，包括40余篇以第一（含共同第一）或通讯（含共通讯）作者发表于知名期刊《美国医学会杂志·肿瘤学》（JAMA Oncology）、《细胞研究》 (Cell Research)、《肿瘤学年鉴》（Annals of Oncology）等知名期刊。相关研究成果被写入美国国家综合癌症网络（NCCN）指南，近五年作为课题负责人承担了科研基金共11项，包括国家自然科学基金国际（地区）合作项目、面上项目等，参与863计划等科技项目9项。荣获教育部青年长江学者、珠江科技新星等，荣获国家科技进步奖二等奖（排名2/10）、中华医学科技一等奖（排名3/15）等科研奖励。申请国内发明专利6项，已获得授权1项。获邀在美国肿瘤研究协会年会（AACR）、中国临床肿瘤学会年会（CSCO）等做口头报告。

背景介绍

结直肠癌是全球癌症相关死亡的第二大原因，其发病率在许多国家都呈上升趋势。随着分子诊断技术的发展，mCRC患者的诊治方案得到了很大改进，目前有多类治疗策略，包括化疗、靶向和免疫治疗等。

在用药指导和预后预测方面，肿瘤患者体细胞突变检测对于结直肠癌患者病程管理具有至关重要的作用。比如，RAS基因家族（包括KRAS、NRAS）或者BRAF V600E发生体细胞突变会对西妥昔单抗的治疗产生耐药，并且是预后不良的指标。

随着二代测序技术和高灵敏度分子检测技术的飞速发展，以ctDNA等为检测对象的液体活检技术已经成为肿瘤研究领域的热点之一。因其具有实时、动态、全面和无创的特点，在癌症基因组检测领域得到了广泛应用，可用于结直肠癌患者全病程管理，比如肿瘤早期诊断、微小残留病灶检测、治疗靶点检测和疗效监测等。

在临床实践中，肿瘤内演变的分子异质性常导致一线和后线治疗的失败，因此亟需探索肿瘤基因组在治疗过程中的动态变化及其对临床决策的影响。为此，研究团队通过实时、动态监测ctDNA中的生物标记物，探索一线治疗中的mCRC患者的ctDNA基因组的动态演变及其临床指导意义。

研究设计

从2018年4月到2020年1月，共有171例不可手术切除的mCRC患者入组。

在开始一线标准治疗前，收集患者原发肿瘤组织和外周血样本，进行肿瘤组织全外显子测序（63例）和ctDNA的378基因panel靶向捕获测序（171例），以此作为基线。并在一线治疗开始后，每6~8周收集患者的连续血液样本，进行ctDNA 378基因靶向捕获测序，同时根据《实体肿瘤的反应评价标准》（RECIST V1.1）对受试者的临床疗效及肿瘤负荷进行临床缓解评估，直至疾病进展（PD）或最后一次随访。

研究结果

1 基线ctDNA和肿瘤组织显示出良好的突变一致性

首先，研究团队评估了肿瘤组织和ctDNA之间的突变一致性（图1），发现来自63例患者的配对基线组织和血浆样本中的RAS/BRAF突变显示出良好的一致性(81.0%，51/63)，表明ctDNA作为实时监测肿瘤基因突变材料的可靠性。

图1 63例肿瘤患者基线ctDNA和肿瘤组织突变一致性分析

2 ctDNA基因组在治疗过程中显示出时间异质性

在一线治疗过程中，研究团队对患者ctDNA进行长期多时间点动态监测，分析得到了ctDNA的动态高频突变基因频谱，并关注了与mCRC相关的临床标准治疗（SOC）、临床试验中的相关靶点（图2）。

经过一段时间的治疗（中位时间为4.67个月），在SOC靶点中，42.6%（26/61）基线携带有RAS突变的患者在治疗过程中突变被清除，且其中5例（8.2%）患者在RAS突变清除时仍可检测到ctDNA，50%（5/10）的BRAF突变患者在治疗过程中突变被清除；相反，3.6%（3/84）和0.7%（1/135）的患者的ctDNA分别显示了新的RAS突变及BRAF突变。此外，1例患者发生了ERBB2扩增的清除。

与SOC靶标不同，临床试验相关靶点，包括KRAS G12C、BRAF nonV600E、PTEN、NF1、MTOR、CDK12、 CDKN2A、FGFR1/2/3等突变的状态改变总计仅发生在12.4%（18/145）的患者中，大多数随时间变化前后基本一致，无明显变化。

图2 一线治疗中，145例患者ctDNA基因组在时间上的异质性

3 ctDNA中RAS与BRAFV600E的变化可反映临床预后

为了探索ctDNA基因组演化对临床结局的影响，研究团队进一步发现，mCRC患者ctDNA中RAS/BRAF基因突变状态的改变伴随着临床预后的显著变化（图3，表1）。

发生RAS或BRAF清除的患者的临床预后和起初且保持RAS或BRAF持续野生型的患者相似[RAS:中位无进展生存（mPFS）期为12.8个月对13.2个月，总生存（mOS）期为未达到（NR）对31.4个月；BRAF:mPFS期为NR对11.5个月，mOS期NR对26.7个月]，且显著高于RAS（mPFS期为7.9个月，P=0.002；mOS期14.5个月，P=0.006）或BRAF（mPFS期为6.4个月，P=0.002；mOS期11.4个月，P=0.022）保持突变的患者。

相反的，新发生RAS或BRAF突变的患者的mPFS期分别为6.1个月和8.7个月，这和起初伴有RAS或BRAF突变的患者预后相当，均差于始终无RAS或BRAF的患者。

总的来说，当血浆中RAS/BRAF基因由突变型转变为野生型时，表明患者疗效较好，且预后较好，而出现RAS/BRAF突变预示着不良的结局。这表明患者肿瘤最初的突变状态并不能反映出真实可靠的预后分类和治疗决策依据。

实际上，一线治疗过程中实时的突变状态可能对患者的疗效和预后影响更大。同样，在一线治疗失败时，研究人员也观察到显著的体细胞突变图谱变化。这不仅能够部分解释治疗失败的原因，并且为后续治疗提供更多有效信息。

图3 血浆中RAS动态演变可反映晚期肠癌患者的生存结局

表1 血浆中BRAF动态演变可反映晚期肠癌患者的生存结局

总结

本研究为一项大规模的前瞻性和观察性临床研究，绘制了转移性结直肠癌患者在一线治疗中ctDNA动态基因突变图谱，为利用ctDNA测序技术来捕获肿瘤基因演变提供了有力证据，同时也显示出ctDNA基因组在治疗过程中的时间异质性。

本研究还发现肿瘤患者血浆RAS和BRAF基因突变状态变化伴随着预后的明显改变，这对于准确判断患者的生存期及进行靶向治疗有着重大意义。

未来，在实时、动态的循环肿瘤DNA检测指导下，精准的治疗决策和预后预测将很有可能改写现行指南标准。

作者：中山大学肿瘤防治中心 黄酉生 王峰

中国医学论坛报 王淳 整理

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