兩篇Nature文章：從血液入手診斷癌癥

日期：2012-06-29 09:00:48

一些罕見的腫瘤細胞攜帶著賦予耐藥性的突變，用標準的測試程序通常無法檢測到。根據Nature雜志的兩項最新研究，這些突變可以通過患者的血液進行檢測。

一些腫瘤攜帶著可賦予對某些特異藥物抗性的突變，對于具有這些突變的患者應排除使用這些藥物。然而有時候一種腫瘤似乎并不符合這些條件耐藥也會出現。在最新一期（6月28日）的Nature雜志上，分別來自意大利和美國的研究人員領導的兩個研究小組報告稱一種結直腸癌的常見獲得性耐藥可通過攜帶特異基因KRAS突變的罕見腫瘤細胞以及藥物治療過程中不敏感細胞的過度生長進行解釋。令人感到興奮的是，兩個研究小組均證實他們可以在隨患者血流自由循環的腫瘤DNA中檢測到這一突變。他們的研究發現強調了利用血液樣本診斷和監測癌癥的潛力，從而減少對于侵襲性程序如腫瘤活檢的需要。

結直腸癌患者往往接受靶向表皮生長因子受體（EGFR）藥物治療。EGFR是一種可以激活細胞增殖的信號蛋白。個體對于抗EGFR治療敏感性的一個關鍵預測因素就是看癌細胞中是否包含一種KRAS突變形式；KRAS蛋白在EGFR下游發揮功能，因此具有過度活性KRAS的細胞將不會對抗EGFR治療產生反應。利用KRAS突變預測抗EGFR治療的效應是一個成功的范例，也演示了對于癌癥生物學的理解應該如何在藥物開發早期對其做出告知。

然而，大多數被選定接受抗EGFR治療的患者在5-11月內會對藥物產生二次耐受。結直腸癌研究的主要挑戰之一就是揭示與這種獲得性耐受相關的分子機制。一個重要的問題是耐受機制是來自新的突變事件還是來自治療開始就存在于腫瘤中的現有的克隆（罕見和未被發現的突變攜帶細胞）。

Misale研究小組和Diaz研究小組利用體外實驗和數學模型獲得的研究結果表明對于抗EGFR治療的二次耐受是一個既成事實，因為最初看起只表達野生型KRAS的腫瘤中本就存在KRAS突變克隆。兩篇文章還提供了一些結直腸癌患者的數據，這些患者的腫瘤通過活檢分類，確定治療初始存在KRAS野生型，然而作者們卻在他們接受兩種抗EGFR藥物西妥昔單抗（cetuximab）或帕尼單抗（panitumumab）治療后檢測到了KRAS突變克隆。利用“血液活檢”從患者血清中提取循環腫瘤DNA（ctDNA）使得這些臨床研究成為可能。隨后研究人員利用一種稱為BEAMing分析的超靈敏突變檢測方法對于ctDNA進行了檢測。在兩項研究中，均在利用標準腫瘤成像技術檢測到耐藥之前確定了突變克隆。這些結果表明相同的生物機制（在這種情況下是KRAS突變）均可以驅動初次和二次藥物耐受，當腫瘤具有遺傳異質性，使得一些細胞在治療過程中的生長優勢時二次耐藥可能出現。

當前準確評估腫瘤異質性的主要挑戰包括獲得入侵組織和適當取樣的問題。目前，生物標記驅動的治療決策主要依賴于檢測自最初診斷一直保存的原發腫瘤的活檢樣本和來自新轉移位點的活檢。然而單一的活檢是不充分的。原發腫瘤和它們的轉移灶是通過包含癌細胞、基質和血管等支持結構在內的不同組織的混合物連接。此外，在腎細胞癌中的研究報道，致癌基因的常見變異有可能在腫瘤的不同區域存在差異。因此，單一的癌癥位點和一次腫瘤活檢有可能無法提供腫瘤景象的代表性圖譜。

如從前所提議的，這些采樣問題應該通過利用血液活檢研究ctDNA的基因組變異來消除。這種方法的優點包括低侵襲性，方便在不同時間點獲取樣本，沒有空間抽樣偏差。然而研究人員還需要更好的理解在異質性腫瘤中每種動態細胞群對于ctDNA的影響。此外，分析還要求能夠查詢同一時間幾種基因中的突變，這是一個技術挑戰因為當前ctDNA總量和質量還均較低。

在最近一次的嘗試中，研究人員利用新一代DNA測序技術同時篩查了來自卵巢癌患者的ctDNA以尋找幾種癌癥相關基因的突變。這樣新興的突變檢測平臺提供了檢測異質癌細胞群的標準。這一技術的應用有可能從如Misale 等和 Diaz等證實的對導致藥物耐受的二次突變的早期診斷擴展至包括轉移監測、手術后復發的診斷，以及早期檢測個體形成癌癥的風險。