Läbimurdeline prospektiivne uuring: PCR-põhine vere ctDNA metülatsioonitehnoloogia avab kolorektaalse vähi MRD jälgimise uue ajastu

Hiljuti avaldas JAMA Oncology (IF 33.012) olulise uurimistulemuse [1], mille autoriteks olid Fudani ülikooli vähihaigla professor Cai Guo-ring ja Shanghai Jiao Tongi ülikooli meditsiinikooli Renji haigla professor Wang Jing koostöös KUNYUAN BIOLOGY-ga: „Molekulaarse jääkhaiguse varajane avastamine ja riski stratifitseerimine I kuni III staadiumi kolorektaalse vähi korral tsirkuleeriva kasvaja DNA metüleerimise ja riski stratifitseerimise abil“. See uuring on maailma esimene mitmekeskuseline uuring, kus rakendatakse PCR-põhist vere ctDNA multigeenset metüleerimise tehnoloogiat kolorektaalse vähi kordumise ennustamiseks ja kordumise jälgimiseks, pakkudes kulutõhusamat tehnilist rada ja lahendust võrreldes olemasolevate MRD tuvastamise tehnoloogia meetoditega, mis eeldatavasti parandab oluliselt kolorektaalse vähi kordumise ennustamise ja jälgimise kliinilist kasutamist ning patsientide elulemust ja elukvaliteeti. Uuringut hindasid ajakirja ja selle toimetajad kõrgelt ning see oli käesolevas numbris olulise soovitusartikli hulgas. Seda kutsuti arvustama professor Juan Ruiz-Bañobre Hispaaniast ja professor Ajay Goel Ameerika Ühendriikidest. Uuringust teatas ka GenomeWeb, mis on Ameerika Ühendriikide juhtiv biomeditsiinimeedia.

Kolorektaalne vähk (CRC) on Hiinas levinud seedetrakti pahaloomuline kasvaja. Rahvusvahelise Vähiuuringute Agentuuri (IARC) 2020. aasta andmed näitavad, et 555 000 uut juhtu Hiinas moodustavad umbes 1/3 maailma juhtudest, kusjuures esinemissagedus on Hiinas levinud vähivormide seas teisel kohal; 286 000 surmajuhtumit moodustavad umbes 1/3 maailma juhtudest, mis on Hiinas vähisurmade seas viiendal kohal. Viies surmapõhjus Hiinas. Tähelepanuväärne on see, et diagnoositud patsientide seas on TNM staadiumid I, II, III ja IV vastavalt 18,6%, 42,5%, 30,7% ja 8,2%. Üle 80% patsientidest on keskmises ja hilises staadiumis ning 44%-l neist on samaaegsed või heterokroonilised kauged metastaasid maksas ja kopsudes, mis mõjutavad tõsiselt eluiga, ohustavad meie elanike tervist ning põhjustavad suurt sotsiaalset ja majanduslikku koormust. Riikliku Vähikeskuse statistika kohaselt on kolorektaalvähi ravi maksumuse keskmine aastane tõus Hiinas umbes 6,9–9,2% ning patsientide isiklikud tervishoiukulud võivad ühe aasta jooksul pärast diagnoosimist moodustada 60% pere sissetulekust. Vähihaiged kannatavad selle haiguse all ja on ka suure majandusliku surve all [2].
Üheksakümmend protsenti kolorektaalse vähi kahjustustest on kirurgiliselt eemaldatavad ning mida varem kasvaja avastatakse, seda kõrgem on viieaastane elulemus pärast radikaalset kirurgilist resektsiooni, kuid üldine kordumise määr pärast radikaalset resektsiooni on siiski umbes 30%. Kolorektaalse vähi viieaastane elulemus Hiina populatsioonis on I, II, III ja IV staadiumi puhul vastavalt 90,1%, 72,6%, 53,8% ja 10,4%.
Minimaalne jääkhaigus (MRD) on radikaalse ravi järgse kasvaja kordumise peamine põhjus. Viimastel aastatel on tahkete kasvajate MRD tuvastamise tehnoloogia kiiresti arenenud ning mitmed ulatuslikud vaatlus- ja sekkumisuuringud on kinnitanud, et postoperatiivne MRD staatus võib viidata kolorektaalse vähi postoperatiivse kordumise riskile. ctDNA testimise eelised on mitteinvasiivsus, lihtsus, kiirus, proovi hea kättesaadavus ja kasvaja heterogeensuse ületamine.
USA NCCN-i käärsoolevähi suunised ja Hiina CSCO kolorektaalvähi suunised väidavad mõlemad, et käärsoolevähi postoperatiivse kordumise riski kindlaksmääramiseks ja adjuvantse keemiaravi valikuks võib ctDNA testimine anda prognostilist ja ennustavat teavet, mis aitab teha II või III staadiumi käärsoolevähiga patsientide adjuvantravi otsuseid. Enamik olemasolevaid uuringuid keskendub aga ctDNA mutatsioonidele, mis põhinevad suure läbilaskevõimega sekveneerimistehnoloogial (NGS), millel on keeruline protsess, pikk ettevalmistusaeg ja kõrge hind [3], millel puudub üldistatavus ja madal levimus vähihaigete seas.
III staadiumi kolorektaalvähiga patsientide puhul maksab NGS-põhine ctDNA dünaamiline jälgimine ühe visiidi eest kuni 10 000 dollarit ja nõuab kuni kahenädalast ooteaega. Käesolevas uuringus kasutatava multigeense metülatsiooni testi ColonAiQ® abil saavad patsiendid dünaamilist ctDNA jälgimist kümnendiku hinnaga ja saada aruande kõigest kahe päevaga.
Kuna Hiinas avastatakse igal aastal 560 000 uut kolorektaalse vähi juhtu, on kliinilistel patsientidel, kellel on peamiselt II-III staadiumi kolorektaalne vähk (osakaal umbes 70%), dünaamilise jälgimise järele pakilisem nõudlus, seega ulatub kolorektaalse vähi MRD dünaamilise jälgimise turumaht igal aastal miljonite inimesteni.
On näha, et uurimistulemustel on oluline teaduslik ja praktiline tähtsus. Ulatuslike prospektiivsete kliiniliste uuringute kaudu on kinnitust leidnud, et PCR-põhist vere ctDNA multigeenset metülatsioonitehnoloogiat saab kasutada kolorektaalse vähi kordumise ennustamiseks ja jälgimiseks nii tundlikult, õigeaegsuse kui ka kulutõhususega, võimaldades täppismeditsiinist paremini kasu saada rohkematele vähihaigetele. Uuring põhineb ColonAiQ®-l, mis on KUNY poolt välja töötatud kolorektaalse vähi multigeenset metülatsioonitesti, mille kliinilise rakenduse väärtust varajases sõeluuringus ja diagnoosimisel on kinnitanud tsentraalne kliiniline uuring.
Gastroenterology (IF33.88), 2021. aasta juhtiv rahvusvaheline seedetraktihaiguste ajakiri, avaldas Fudani Ülikooli Zhongshani Haigla, Fudani Ülikooli Vähihaigla ja teiste autoriteetsete meditsiiniasutuste mitmekeskuselise uuringu tulemused koostöös KUNYAN Biologicaliga, mis kinnitasid ColonAiQ® ChangAiQ® suurepärast toimivust kolorektaalse vähi varajases sõeluuringus ja varajases diagnoosimises ning uurisid esialgu selle potentsiaalset rakendamist kolorektaalse vähi prognoosi jälgimisel.

ctDNA metülatsiooni kliinilise rakenduse edasiseks valideerimiseks riski stratifitseerimisel, raviotsuste suunamisel ja varajase kordumise jälgimisel I-III staadiumi kolorektaalvähi korral kaasas uurimisrühm 299 I-III staadiumi kolorektaalvähiga patsienti, kellele tehti radikaalne operatsioon ja kes võtsid vereproove igal järelkontrolli punktis (kolmekuulise vahega) ühe nädala jooksul enne operatsiooni, ühe kuu jooksul pärast operatsiooni ja postoperatiivse adjuvantravi ajal dünaamilise vere ctDNA testimiseks.
Esiteks leiti, et ctDNA testimine suutis ennustada kolorektaalvähiga patsientidel kordumise riski varakult, nii preoperatiivselt kui ka varakult pärast operatsiooni. Preoperatiivsetel ctDNA-positiivsetel patsientidel oli postoperatiivse kordumise tõenäosus suurem kui preoperatiivsetel ctDNA-negatiivsetel patsientidel (22,0% > 4,7%). Varajane postoperatiivne ctDNA testimine ennustas endiselt kordumise riski: üks kuu pärast radikaalset resektsiooni oli ctDNA-positiivsetel patsientidel 17,5 korda suurem tõenäosus kordumise tekkeks kui negatiivsetel patsientidel; meeskond leidis ka, et kombineeritud ctDNA ja CEA testimine parandas veidi kordumise tuvastamise tulemuslikkust (AUC = 0,849), kuid erinevus ei olnud oluline võrreldes ainult ctDNA (AUC = 0,839) testiga. Erinevus ei olnud oluline võrreldes ainult ctDNA-ga (AUC = 0,839).
Kliiniline staadium koos riskiteguritega on praegu vähihaigete riski stratifitseerimise peamine alus ning praeguse paradigma kohaselt kordub haigus endiselt suurel hulgal patsientidel [4] ning paremate stratifitseerimisvahendite järele on tungiv vajadus, kuna kliinikus esinevad samaaegselt nii üle- kui ka alaravi. Selle põhjal jagas töörühm III staadiumi kolorektaalse vähiga patsiendid erinevatesse alarühmadesse, tuginedes kliinilise kordumise riski hindamisele (kõrge risk (T4/N2) ja madal risk (T1-3N1)) ja adjuvantravi perioodile (3/6 kuud). Analüüsis leiti, et ctDNA-positiivsete patsientide kõrge riskiga alarühma patsientidel oli madalam kordumise määr, kui nad said kuus kuud adjuvantravi; ctDNA-positiivsete patsientide madala riskiga alarühmas ei olnud adjuvantravi tsükli ja patsientide tulemuste vahel olulist erinevust; samas kui ctDNA-negatiivsetel patsientidel oli oluliselt parem prognoos kui ctDNA-positiivsetel patsientidel ja pikem postoperatiivne kordumisevaba periood (RFS); I ja madala riskiga II staadiumi kolorektaalne vähk. Kõigil ctDNA-negatiivsetel patsientidel ei olnud kahe aasta jooksul kordumise riski; Seetõttu eeldatakse, et ctDNA integreerimine kliiniliste tunnustega optimeerib riskide kihistumist ja ennustab paremini kordumist.

Joonis 1. Plasma ctDNA analüüs POM1-s kolorektaalse vähi kordumise varajaseks avastamiseks
Dünaamilise ctDNA testimise edasised tulemused näitasid, et haiguse kordumise jälgimise faasis pärast lõplikku ravi (pärast radikaalset operatsiooni + adjuvantravi) oli kordumise risk positiivse dünaamilise ctDNA testiga patsientidel oluliselt suurem kui negatiivse ctDNA-ga patsientidel (joonis 3ACD) ning et ctDNA võib näidata kasvaja kordumise kuni 20 kuud varem kui pildistamine (joonis 3B), pakkudes võimalust haiguse kordumise varajaseks avastamiseks ja õigeaegseks sekkumiseks.

Joonis 2. Pikisuunalisel kohordil põhinev ctDNA analüüs kolorektaalse vähi kordumise tuvastamiseks

„Suur hulk kolorektaalvähi translatiivse meditsiini uuringuid juhib seda valdkonda, eriti ctDNA-põhine MRD-testimine näitab suurt potentsiaali kolorektaalvähi patsientide postoperatiivse ravi parandamiseks, võimaldades kordumise riski kihistumist, raviotsuste suunamist ja varajast kordumise jälgimist.“

DNA metülatsiooni valimise eeliseks uudse MRD markerina mutatsioonide tuvastamise ees on see, et see ei nõua kasvajakudede kogu genoomi sekveneerimise skriinimist, seda kasutatakse otse vereanalüüsideks ja see väldib valepositiivseid tulemusi, mis on tingitud normaalsetest kudedest, healoomulistest haigustest ja klonaalsest vereloomest pärinevate somaatiliste mutatsioonide tuvastamisest.
See uuring ja teised seotud uuringud kinnitavad, et ctDNA-põhine MRD-testimine on I-III staadiumi kolorektaalse vähi kordumise kõige olulisem sõltumatu riskitegur ning seda saab kasutada raviotsuste tegemisel, sealhulgas adjuvantravi "eskaleerimisel" ja "langetamisel". MRD on I-III staadiumi kolorektaalse vähi operatsiooni järgse kordumise kõige olulisem sõltumatu riskitegur.
MRD valdkond areneb kiiresti tänu mitmetele uuenduslikele, ülitundlikele ja spetsiifilistele testidele, mis põhinevad epigeneetikal (DNA metülatsioon ja fragmentoomika) ja genoomikal (ülisügav suunatud sekveneerimine või kogu genoomi sekveneerimine). Eeldame, et ColonAiQ® jätkab ulatuslike kliiniliste uuringute korraldamist ja sellest võib saada uus MRD testimise indikaator, mis ühendab endas ligipääsetavuse, kõrge jõudluse ja taskukohasuse ning mida saab laialdaselt kasutada tavapärases kliinilises praktikas.
Viited
[1] Mo S, Ye L, Wang D, Han L, Zhou S, Wang H, Dai W, Wang Y, Luo W, Wang R, Xu Y, Cai S, Liu R, Wang Z, Cai G. Molekulaarse jääkhaiguse varajane avastamine ja I kuni III staadiumi kolorektaalse vähi riski stratifitseerimine tsirkuleeriva kasvaja DNA metülatsiooni abil. JAMA Oncol. 20. aprill 2023.
[2] „Kolorektaalvähi haiguskoormus Hiina elanikkonna seas: kas see on viimastel aastatel muutunud?“, Chinese Journal of Epidemiology, kd 41, nr 10, oktoober 2020.
[3] Tarazona N, Gimeno-Valiente F, Gambardella V jt. Ringleva kasvaja DNA sihipärane järgmise põlvkonna sekveneerimine minimaalse jääkhaiguse jälgimiseks lokaliseeritud käärsoolevähis. Ann Oncol. 1. november 2019;30(11):1804-1812.
[4] Taieb J, André T, Auclin E. Mittemetastaatilise käärsoolevähi adjuvantravi täiustamine, uued standardid ja perspektiivid. Cancer Treat Rev. 2019;75:1-11.