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结直肠癌的“血液活检”是怎么回事？

2015年09月22日

结直肠癌anti-EGFR的耐药机理

我们可以根据患者的EGFR信号通路的改变情况来决定EGFR抑制剂是否可以用在结直肠癌患者中——有KRAS、NRAS、BRAF突变和EGFR胞外编码区改变的患者，以及ERBB2、KRAS和MET基因扩增的患者，对于anti-EGFR类药物（如西妥昔单抗和panitimumab）是耐药的。一般来说（也即，除了EGFRS492R这种特殊的情况，这个突变只有在使用了EGFR抑制剂后才会出现，原发耐药里不会出现），结直肠癌对于西妥昔单抗的原发耐药和继发耐药的机制有很大部分是重叠的，只不过是原发和继发耐药出现的时间点不同而决定了耐药动力学的不同——当KRAS和NRAS突变出现在肿瘤发生的过程中时，它们就会引起肿瘤对于西妥昔单抗的原发耐药；而当突变出现在疾病进展的晚期时，通常只是一小部分的癌细胞出现了这个突变，随着治疗对于肿瘤的选择压力，使得肿瘤中越来越多的细胞出现这个突变，进而产生了继发性耐药。

单次组织检测的局限性

在临床常规治疗中，肿瘤活检组织用来决定患者是否适用于anti-EGFR的治疗。可是，如果我们根据患者初检时的基因检测结果来决定是否给进展期的患者用药，那么原始的资料就不能很好的反应现在肿瘤的突变情况。此外，仅仅一次的新鲜活检组织的检测结果，亦不能很好的反映肿瘤突变的全貌，因为，肿瘤是有空间时间异质性的。所以，在治疗过程中同步监测患者的肿瘤突变情况就显得很有必要了，而由于治疗中要反复取肿瘤组织活检有时困难较大，甚至有时会活检取出坏死组织、或者仅取到痕量的组织，这样就对于疾病的评估没有很大帮助了。

我们目前所知的结直肠癌血液活检

那么，血液活检是不是一个比较好的替代方法呢？如果可以的话，我们要在血液里面寻找什么呢？循环肿瘤细胞？流淌在血液里的肿瘤DNA（tumor cell-free DNA, cfDNA）？近期，Siravegna等人在Nature Medicine上发表了一篇研究用cfDNA突变谱用来检测结直肠癌患者治疗前、治疗时和治疗后的改变，研究结果对于我们了解肿瘤在体内的进化和治疗耐药性上提供了很多有意义的参考，也为每个患者的根据“液体活检”结果的解读和治疗对策的制定提供方向。

结直肠癌是“液体活检”研究的前锋队。早在10年前研究人员就发现了结直肠癌患者血浆中DNA的APC突变；进而，又证明了cfDNA水平能够反映患者体内瘤负荷的多少，甚至比指南中的分子靶标癌胚抗原（CEA）更敏感，而且， cfDNA水平的改变也能够预测治疗早期肿瘤对于化疗的反应。在EGFR靶向治疗的患者中，耐药驱动基因——KRAS突变在这些患者的血浆中就能够检测得到，血浆中KRAS突变的提高甚至比影像学发现的肿瘤进展提早了29周。在有些治疗的患者中，我们还可以窥测的到多个KRAS突变多发出现，这说明EGFR靶向治疗的选择压力能够促使肿瘤出现多个KRAS突变的进化，更进一步说，尽管一些肿瘤在开始治疗时被认为是KRAS野生型的，但是数学模型推测，由于新出现一个原来肿瘤成分里完全没有的KRAS突变是非常小概率的事件，所以早在肿瘤发生时，就有一小部分肿瘤细胞有了KRAS突变，这个推测已经在二代测序中被证明了。

血液活检的新结果

这篇发表在Nature Medicine上的文章研究对象是100个结直肠癌患者，研究中成对的分析患者的血浆DNA和肿瘤DNA样本，他们得到以下的结论：

1. 血浆和活检样本的NRAS、KRAS和BRAF基因型的一致率高达97%。在8%的患者中，cfDNA能比肿瘤组织活检捕捉到更多的突变谱，这说明，液体活检或许能够更好的反应每个患者的肿瘤异质性。

2. 在预测EGFR治疗反应方面，研究者也印证了以前的研究成果，即cfDNA中的KRAS突变与EGFR耐药相关，更值得注意的现象是，在对这些耐药患者停止anti-EGFR治疗后， KRAS突变数量又会下降了，在更换下一线的治疗后，KRAS突变水平甚至会消失。这提示我们，结直肠癌中KRAS突变阳性的肿瘤细胞与肿瘤在体内生长的“舒适度”相关。

3. 研究者还证明了化疗和贝伐单抗的anti-VEGFR治疗与KRAS突变水平无关。

给我们的提示

上面的研究结果给我们一个重要的提示：患者停用西妥昔单抗、改用其他药物后，KRAS突变水平可以消失，那么能否给这些患者再次使用anti-EGRF治疗呢？作者对3名重新给予anti-EGFR治疗的患者进行了cfDNA的检测，发现：在停药后KRAS突变水平下降的肿瘤对再次给予anti-EGFR有响应。这给未来的结直肠癌治疗方案的调整提供了更多可能性，比如二线的anti-EGFR治疗（见下图）。在恶性黑素瘤中，类似的临床实验已经开始实施：比较间断BRAF抑制剂治疗和持续BRAF治疗的有效性（NCT01894672）。

图1 肿瘤负荷、anti-EGFR药物反应与KRAS突变的相关性

这些有意义的研究结果强调了cfDNA可以作为结直肠癌的指标，并且cfDNA捕捉肿瘤复杂性的能力似乎比组织活检更高。在未来，将更精准的测序技术与cfDNA的结合是一个有前景的方向，帮助我们将cfDNA的作用发挥到最大。

文献来源：

1. Samara Turajlic, Charles Swanton. Tracking tumour evolution through liquid biopsy. Nature Reviews Clinical Oncology.

2. Siravegna G. et al. Clonal evolution and resistance to EGFR blockade in the blood of colorectal cancer patients. Nat Med 21, 795-801, 2015

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