［文献解读］ctDNA与乳腺癌复发

Mutation tracking in circulating tumor DNA predicts relapse in early breast cancer
Sci  Transl  Med      Aug  2015

摘要

（1） 文章评估了利用血浆ctDNA监测乳腺癌的微小残留（ Minimal residualdisease, MRD ）的可能性
（2） 发现连续性监测血浆中的基因突变提高了预测复发的敏感性，较临床检测可提前 7.9个月预测复发

（3）证明了ctDNA深度测序可追踪MRD 的基因进化过程，指导临床治疗决策

（4）与原发灶肿瘤组织测序相比，对血浆ctDNA深度测序能更准确地预测转移复发

背景

• 乳腺癌全世界范围内发病率最高，死亡率高居第二位
  
• 许多乳腺癌患者确诊时已经出现转移
  
• 术后微小残留病灶可导致复发
  
• 外周血ctDNA能够反映晚期肿瘤患者的基因变异情况
  
  
  

结果

1. 个体化肿瘤特异数字PCR分析突变

2. 追踪ctDNA中的突变、鉴定MRD和预测复发

3.利用深度测序方法描绘MRD进化特性

个体化肿瘤特异数字PCR分析突变

图1 研究路线图

• 55位女性早期乳腺癌患者，新辅助治疗后手术
• 活检组织大规模平行测序（ Massively Parallel Sequencing, MPS ），鉴定患者特异的突变
• 血浆数字PCR(DigitalPCR, dPCR)，监测治疗前后不同节点的血浆ctDNA，鉴定微笑残留病灶（ minimal residual disease, MRD ），预测复发
• 血浆ctDNA高通量测序，描绘MRD基因组变化特征
  
  
  

图2AMPS和dPCR分析的一致性

对所有患者基线期肿瘤DNA进行的MPS和dPCR分析，所得的基因突变频率数据，经Bland-Altman法验证，具有高度一致性，说明后续监测实验可以应用dPCR技术。

图2BdPCR分析的重复性

9例患者血浆游离DNA的dPCR重复实验结果，经相关性验证，认为实验具有可重复性， dPCR 技术具有可靠性。

追踪ctDNA中的突变、鉴定MRD和预测复发

图2C两个利用dPCR追踪ctDNA进而预测复发情况的典型案例

利用dPCR技术检测ctDNA追踪MRD能否预测早期复发？

例：同样具有PIK3CAc.3140A>T (p.H1047L)突变的两位患者

A310001： c.3140A>T 突变由基线期的12个拷贝每ml血浆，到术后和术后23.2个月均无突变检出，这与患者术后30月无临床疾病进展一致

A310006：突变在基线期、术后和术后6.2个月的变化情况恰好反映了术后8.1个月时的临床复发

追踪ctDNA中的突变、鉴定MRD和预测复发

图3 基线期ctDNA无法预测复发

ctDNA预测早期复发的时间节点？

1.基线期？

2.术后2-4周？

3.随访过程的连续监测？

• 基线期有无ctDNA检出的两组患者的无疾病生存率无明显差异(p=0.35)(图3A)
• 基线期有无ctDNA 的丰度与早期复发也无统计学相关性(p=0.067)(图3B)
  
  
  

• 图4A术后（2-4周）ctDNA能够预测复发术后2-4周的单个节点有无ctDNA检出的两组患者的无疾病生存率存在明显差异(p<0.0001)(图4A)，说明术后2-4周单个节点的ctDNA检测能够用于复发预测
• 无ctDNA检出的30例患者的无疾病生存率仅约有60%，仍有约40%出现进展，说明该节点的ctDNA用于复发预测的灵敏度仍不够高
  
  
  

图5A26位无复发患者ctDNA动态变化

手术前后多节点连续监测：26位无复发患者中有25位未检出ctDNA

图5BA310004患者ctDNA动态变化与CT结果比较

A310004患者ctDNA中的TP53 c.824G>T突变在术后6个月时拷贝数回升，比常规影像学检测提前13.5个月发现早期复发

图5C12位复发患者ctDNA的动态变化

12位复发患者的ctDNA在连续监测过程中始终存在

利用深度测序方法描绘MRD进化特性

图6A患者A310006的基因突变进化过程

1.A310006患者原发肿瘤组织、手术组织、术后血浆和转移灶组织DNA深度测序，描绘MRD进化特性

2.与原发灶相比，新辅助治疗后的手术组织中部分突变消失（MDN1等），临床复发前17个月的血浆中没有突变检出，复发前8个月PIK3CA突变重现，同时新增了FGFR1突变，且复发前8个月的血浆突变与转移灶组织突变相似

3.据此突变过程，绘制了右下角的肿瘤克隆进化的模式图

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图6B患者A310035的基因突变进化过程

A310035患者：
1.原发灶肿瘤组织中存在APOBEC1、GATA3和STAT3突变，复发前的血浆中新增了SYNE1突变，转移灶和复发后血浆中具有同样的突变，说明血浆能够反映转移灶肿瘤组织克隆结构
2.据此突变过程，绘制了右上角的肿瘤克隆进化的模式图

图6C患者A310004的基因突变进化过程
A310004患者：
1.原发灶肿瘤组织中存在的突变，其频率在复发前6.1个月的血浆中有所下降，在转移灶中其频率上升，且新增了两个突变
2.复发前6.1个月的血浆中出现与原发灶肿瘤组织中一致的突变，预示了肿瘤的复发
3.此突变过程，绘制了右上角的肿瘤克隆进化的模式图
讨论
1.血浆ctDNA监测能够用于追踪MRD，进而预测乳腺癌的早期复发
2.治疗前ctDNA有无检出不能用于预测复发；多节点监测优于单一节点，能够预测复发
3.血浆ctDNA监测能够早于影像学技术发现复发
4.对复发前的ctDNA进行目标区域捕获深度测序能够追踪MRD进化过程中，揭示肿瘤异质性，进而指导靶向治疗
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