Cancer Cell:中山大学团队开发动态监测癌症疗效/复发风险新技术

鼻咽癌(NPC)是一种起源于鼻咽部黏膜上皮的恶性肿瘤,在中国南方和东南亚地区发病率较高,有较高的复发风险。准确评估并预测 NPC 患者的复发风险对于制定个体化的治疗策略和提高患者生存率至关重要。循环肿瘤 DNA(ctDNA)是从肿瘤组织释放到血液中的 DNA 片段,含有与原发肿瘤相同的遗传信息。通过液体活检技术检测 ctDNA,可以无创地监测肿瘤的动态变化,包括肿瘤负荷、基因突变和克隆演变等。在 NPC 中,游离 Epstein-Barr 病毒 DNA(cfEBV DNA)作为一种特定的 ctDNA,因其与 NPC 的强关联性而被广泛研究。cfEBV DNA 的检测不仅可用于 NPC 的诊断,还可用于监测治疗反应和预测复发风险。


2024 年 7 月 25 日,来自中山大学肿瘤防治中心的孙颖教授、周冠群副主任医师、陈雨沛副主任医师、马骏教授教授团队于 Cancer Cell 上发表研究(图 1)。EP-SEASON 研究是一项前瞻性的临床试验,旨在通过定期检测 NPC 患者的 cfEBV DNA 水平,探索其在治疗过程中的动态变化与复发风险之间的关系。该研究招募了 1000 名 NPC 患者,并在 11 个时间点按照方案接受 cfEBV DNA 评估,同时记录患者的治疗反应和复发情况。通过综合分析 cfEBV DNA 动态变化与复发风险之间的关系,研究人员希望能够为 NPC 患者的个体化治疗提供新的策略。首次通过追踪治疗过程中的 cfEBV DNA 动态变化,实时预测了 NPC 患者的复发风险。这一发现不仅为 NPC 的复发预测提供了新的生物标志物,还为个体化治疗方案的制定提供了科学依据。未来,随着液体活检技术的不断发展和完善,基于 ctDNA 的动态监测有望成为癌症治疗领域的重要工具,为患者带来更加精准和有效的治疗。


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图 1 相关研究(图源:Cancer Cell


1. 患者招募和血液收集


2019 年 5 月至 2021 年 4 月期间,共有 1000 名患者在 11 个时间点和治疗期间按方案接受了 ctDNA 评估。该队列包括 248 例 (24.8%) 接受同步化疗-Q8 放疗 (CCRT) 伴或不伴辅助化疗 (AC) (subcohortno-NAC) 的患者,752 例 (75.2%) 接受 NAC 后再接受 CCRT 伴或不伴 AC (subcohortNAC) 的患者。在入组时,所有患者均可检测到 cfEBV DNApre (T0)。该队列的 3 年无病生存期 (DFS)、总生存期 (OS)、远处无转移生存期 (DMFS) 和局部无复发生存期 (LRFS) 分别为 80.0%、95.3%、87.8% 和 89.5%。在治疗开始后的 11 个不同时间点,收集患者的外周血样本,并提取其中的 cfEBV DNA,研究发现,NAC 后 EBV DNA 清除率显著增加,表明 NAC 对 NPC 细胞具有杀伤作用,减少了肿瘤负荷。然而,部分患者在 NAC 后出现 ctDNA 反弹,这可能与肿瘤的异质性、耐药性或治疗不完全有关。然而,这些反弹大多在放疗结束时得到解决,提示放疗可能进一步清除了残留的肿瘤细胞。


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图 2 新辅助化疗(NAC)阶段 ctDNA 的变化模式(图源:Cancer Cell)


2. 放疗阶段 ctDNA 的变化模式


在放疗开始前,NAC 亚组和无 NAC 亚组的 cfEBV DNA 水平有所不同,但均较高。放疗开始后,PEC 指数逐渐增加,表明肿瘤负荷可能仍在增加,但 cfEBV DNA 水平在放疗结束时大幅下降,表明放疗对 NPC 细胞具有显著的杀伤作用。与 NAC 期间相比,放疗期间出现反弹的患者在放疗结束时 cfEBV DNA 降至零的比例显著降低,表明放疗对这部分患者的疗效可能不如 NAC。研究发现,即使患者对重复 NAC 反应不佳,放疗开始后 cfEBV DNA 的清除率仍然较高,且显著高于 NAC 周期,这表明放疗可能对部分 NAC 耐药的肿瘤克隆有效。放疗期间 cfEBV DNA 出现两个峰值,可能与放疗的起始效应和累积剂量效应有关。第一个峰值可能与放疗的初始杀伤作用及化疗药物的协同作用有关;第二个峰值则可能与放疗累积剂量达到一定程度后的增强效应及同步化疗的协同作用有关。


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图 3 放疗阶段 ctDNA 的变化模式(图源:Cancer Cell)


3. 治疗中的 cfEBV DNA 是独立于临床病理特征的预后


接下来,研究团队探讨了治疗过程中不同时间点的 ctDNA 的临床价值。首先,通过敏感性分析(STAR 方法)确定了 cfEBV DNA 的最佳截断值,发现对于治疗前的 cfEBV DNApre(T0),最佳截断值为 2000 拷贝/mL,而对于其余时间点(T1–T11),最佳截断值为 0 拷贝/mL。表明在 NAC 期间(T1–T3),cfEBV DNA 阳性与较差的生存结果显著相关。此外,随着治疗的进行,cfEBV DNA 的风险比(HR)增加,表明 cfEBV DNA 的早期清除预示着更有利的预后,并且 cfEBV DNA 的区分能力随时间而增加。之后研究团队使用 Schoenfeld 残差法测试了比例风险假设,结果显示风险是随时间成比例的,这表明该研究数据与 Cox 比例风险模型拟合良好。使用 Cox 比例风险模型进行的多变量分析也证实了 cfEBV DNA 是重要且独立的预后因素。并且提示及时评估 cfEBV DNA 水平以指导治疗决策的重要性。


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图 4 治疗中的 cfEBV DNA 是独立于临床病理特征的预后  (图源:Cancer Cell)


4. 探索性分析:治疗过程中 cfEBV DNA 在指导个性化治疗中的应用


基于上述发现,研究团队探讨了治疗过程中 cfEBV DNA 如何为癌症患者的临床管理增添价值。鉴于观察到在 NAC 期间 cfEBV DNA 清除延迟但在放疗(RT)开始后 2 周内变得不可检测的患者中,无病生存率(DFS)率达到约 90%,研究团队利用倾向评分匹配(PSM)证明对于 NAC 后 cfEBV DNA 可检测的患者,转为 RT 可能是更好的选择。其次,对于在 RT 期间未能实现 cfEBV DNA 清除的患者,应尽早(即在第二次 CCRT 周后)考虑系统治疗加强或改变方案(即添加靶向治疗或其他系统治疗)。这一发现强调了根据 cfEBV DNA 水平及时调整治疗策略的重要性,以便为这些患者提供更好的预后。对于 RT 结束后 cfEBV DNA 可检测的患者,辅助治疗可能是一个有前景的选择。综合分析表明,治疗过程中的 cfEBV DNA 在实时风险评估和治疗决策制定中具有临床应用价值。NAC 后第 2 次化疗、RT 开始后 2 周以及 RT 结束后可以被视为治疗调整的重要时间点,需要进一步的临床试验来确定最适合的治疗方案。这些发现为癌症患者的个性化治疗提供了新的视角,强调了基于 cfEBV DNA 水平动态调整治疗策略的重要性,以期达到更好的治疗效果和预后。


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图 5 治疗过程中 cfEBV DNA 在指导个性化治疗中的应用(图源:Cancer Cell)


该项研究有助于了解 cfEBV DNA 在癌症患者中的变化模式,并发现它与患者的生存率和治疗反应之间存在关联。这为使用 cfEBV DNA 作为实时动态风险监测的生物标志物提供了依据,并为个体化癌症患者管理提供了指导。此外,研究还揭示了 cfEBV DNA 在不同时间点的清除情况与患者预后的关系,为治疗策略的制定提供了参考。


据悉,中山大学肿瘤防治中心孙颖教授、周冠群副主任医师、陈雨沛副主任医师、马骏教授为该论文的共同通讯作者。中山大学肿瘤防治中心吕佳蔚博士、徐凌芯博士、李智轩博士、林丽副主任医师、吴晨飞博士为共同第一作者。


通讯作者


孙颖:中山大学肿瘤防治中心副主任,中国抗癌协会青年理事会副理事长,中国临床肿瘤学会(CSCO)鼻咽癌专委会副主任委员,中国抗癌协会肿瘤大数据与真实世界研究专委会副主任委员。孙颖教授在鼻咽癌的临床诊疗和研究领域取得了显著成就,特别是在鼻咽癌的精准治疗和人工智能大数据应用方面,她的研究成果不仅提高了鼻咽癌的治疗效果,也为该领域的发展做出了重要贡献。

周冠群:中山大学附属肿瘤医院,放疗科,副主任医师。主要研究方向为鼻咽癌的个体化治疗和正常组织损伤。曾获得中华医学科技奖一等奖、广东省科技进步一等奖、教育部科学技术进步一等奖。



参考文献

[1] Lv J et al.Longitudinal on-treatment circulating tumor DNA as a biomarker for real-time    dynamic risk monitoring in cancer patients: The EP-SEASON study. Cancer Cell. 2024 August 12.
作者:文心;首发:丁香学术
题图:图虫创意