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肠癌MRD检测的两种方法：肿瘤知情法 vs 肿瘤不知情法

03月11日

整理：肿瘤资讯

来源：肿瘤资讯

ctDNA分析已成为检测结直肠癌（CRC）患者微小残留病灶（MRD）的一种微创手段，能够实现动态风险分层、早期复发监测和术后治疗优化。目前已开发出两种主要的基于 ctDNA 的 MRD 检测方法：肿瘤知情法和肿瘤不知情法。本文对相关定义以及这两种检测方法的优劣进行阐释。

什么是ctDNA？

ctDNA（circulating tumor DNA，循环肿瘤DNA）是指人体血液循环系统中不断流动的携带一定特征（包括突变、重排、拷贝数异常、甲基化等）来自肿瘤基因组的DNA片段。ctDNA的主要来源包括：来自坏死的肿瘤细胞；来自凋亡的肿瘤细胞；循环肿瘤细胞；来自肿瘤细胞分泌的外排体。

什么是MRD？

MRD（minimal residual disease，微小残留病灶），一般是指在接受根治性治疗，如手术切除等手段后影像学无法发现的残留癌灶，术后MRD阳性状态与肿瘤复发风险升高明显相关。在结直肠癌中，ctDNA是评估MRD的有效标志物。

肠癌MRD检测的目的

·术后风险分层：MRD检测能够对接受手术治疗的结直肠癌患者进行术后风险分层，精准识别出那些处于复发高风险的患者群体。这有助于临床医生为不同风险级别的患者制定更为适宜的后续治疗方案，从而优化医疗资源的分配和提高治疗效果。
·早期复发监测：通过检测ctDNA中的分子改变，MRD检测可在影像学复发前数月发现肿瘤残留或复发的迹象，实现对复发的早期监测和预警。这为及时采取干预措施提供了宝贵的时间窗口，有可能显著改善患者的预后和生存质量。
·辅助化疗决策：MRD检测结果可以作为辅助化疗决策的重要依据。对于ctDNA检测呈阳性的患者，提示可能存在微小残留病灶，辅助化疗可能为他们带来更大的生存益处；而对于ctDNA阴性患者，可能在一定程度上避免不必要的化疗，减少化疗药物带来的毒副作用和经济负担。

MRD检测的两种策略

目前实体瘤MRD检测主要有两种策略：肿瘤知情（tumor-informed）法和肿瘤不知情（tumor agnostic）法。

两种检测方法的比较

肿瘤知情法

· 定义：肿瘤知情检测法是一种基于个体患者肿瘤特异性突变的ctDNA检测策略。它通过对患者的初始肿瘤组织样本进行高深度测序，识别出特定的肿瘤相关基因突变，然后利用这些突变作为“分子标签”，在后续的血液样本中进行ctDNA的动态监测，以评估术后MRD状态。
· 检测方法：
o   基于扩增子的方法：通过靶向多重PCR技术，精准锁定肿瘤组织中特定的结直肠癌（CRC）相关基因，识别具有最高变异等位基因频率（VAF）的突变。随后运用个性化的检测技术，如Safe-SeqS，借助独特分子标识符实现增强的错误纠正以及低频变异的精准判定，从而在血浆中追踪这些特定的肿瘤突变。
o   全外显子组测序（WES）：对肿瘤组织进行全外显子组测序，全面识别肿瘤中的体细胞突变，构建患者特有的肿瘤突变谱。之后针对这些突变设计定制化的检测Panel，利用液滴数字PCR（ddPCR）或下一代测序（NGS）等高灵敏度技术，在血浆ctDNA中追踪这些肿瘤特异性突变的存在，以判断MRD的状态。
· 优势：
o   更高的灵敏度和特异性：由于基于个体患者肿瘤的特异性突变进行定制化检测，肿瘤知情方法能够更精准地识别ctDNA中的肿瘤来源变异，有效降低假阳性和假阴性结果的发生率，从而实现更高的检测灵敏度和特异性。例如，Signatera检测平台通过全外显子组测序（WES）识别肿瘤特异性突变，其预测复发的敏感性可达88%，特异性达98%。
o   更好的术后风险分层和辅助化疗决策指导：该方法在术后风险分层及辅助化疗决策中展现出显著的临床效用，能够更准确地评估患者的复发风险，为临床医生制定个性化治疗方案提供有力依据。例如，DYNAMIC试验表明，ctDNA引导的管理可以减少辅助化疗（ACT）的使用，而不会影响患者的无复发生存期（RFS）。
o   更强的预后价值：肿瘤知情策略能够更准确地预测患者的复发风险和预后情况，有助于及时发现潜在的肿瘤残留或复发，从而为患者争取更多的治疗时间和机会，进一步改善患者的生存质量。
· 劣势：
o   对肿瘤组织样本的依赖性：肿瘤知情策略需要获取患者的初始肿瘤组织样本，并进行高质量的测序以识别肿瘤特异性突变。在某些情况下，如肿瘤样本无法获得、肿瘤细胞含量不足或组织样本降解等，可能限制该方法的应用。
o   成本较高：由于涉及个体化测序、定制化检测Panel设计以及高灵敏度检测技术的应用，肿瘤知情方法的相关费用相对较高，可能会增加患者的经济负担，影响其在临床实践中的广泛应用，尤其是在医疗资源有限的地区。

肿瘤不知情法

· 定义：肿瘤不知情检测法是一种不依赖于患者特定肿瘤突变先验知识的ctDNA检测策略。它通过使用预定义的基因组或表观基因组改变检测Panel，直接从血浆中识别与癌症相关的常见基因变化或表观遗传标志物，从而实现对MRD的检测。
· 检测方法：
o   固定基因Panel检测：采用预先设定好的包含多个癌症相关基因的检测Panel，如Guardant360（74基因面板），通过高通量测序技术检测血浆中的ctDNA，识别其中的基因突变。这种方法可以同时检测多种癌症相关基因的变异，适用于多种癌症类型的MRD检测。
o   甲基化分析：利用特定基因的甲基化状态作为标志物进行检测，如WIF1、NPY、SEPT9等基因在结直肠癌中经常高甲基化，可通过ddPCR结合亚硫酸盐处理或甲基化特异性定量PCR（mqMSP）等技术检测这些基因的甲基化水平，从而判断ctDNA的存在。
o   基因组和表观基因组结合检测：将基因突变分析与表观遗传学特征检测相结合，如Guardant Reveal检测法整合了基因组和甲基化特征，通过同时分析基因突变和异常甲基化，提高检测的灵敏度和准确性，更好地识别复发高风险患者。
· 优势：
o   更广泛的适用性：肿瘤不知情策略不依赖于患者特定肿瘤突变的先验知识，无需进行肿瘤组织的初步测序，仅需通过血浆分析即可应用，因此具有更广泛的适用性，尤其适用于肿瘤组织样本难以获取或无法获取的情况，如某些晚期转移性肿瘤患者或因身体原因无法进行组织活检的患者。
o   操作便捷性：该方法通常使用预定义的检测Panel，检测流程相对标准化，操作更为便捷，便于在临床实践中推广和应用，能够快速提供检测结果，为临床决策争取时间。
o   不断优化的性能指标：随着技术的进展，如片段组学、多组学整合等新兴技术的应用，肿瘤不知情方法的检测性能正在逐步提升，其灵敏度和特异性不断提高，进一步增强了其在MRD检测中的应用价值，有望在未来更好地满足临床需求。
· 劣势：
o   相对较低的检测灵敏度：与肿瘤知情法相比，肿瘤不知情策略由于采用通用的检测Panel，可能无法充分捕捉与特定患者相关的罕见或独特突变，导致其检测灵敏度相对较低，可能会错过一些微小的肿瘤残留信号，影响对MRD的准确检测，尤其在肿瘤负荷较低的患者中可能表现更为明显。
o   假阳性率相对较高：由于种系突变、克隆性造血（CHIP）以及检测技术本身的背景噪声等因素的影响，肿瘤不知情法可能会产生较高的假阳性率。这意味着部分患者可能会被误判为ctDNA阳性，从而接受不必要的进一步检查或治疗，增加患者的焦虑和医疗成本。
o   临床效用的局限性：虽然肿瘤不知情法在MRD检测中具有一定的临床价值，但在术后风险分层和辅助化疗决策指导方面的精确度相对较低，可能不如肿瘤知情法在临床应用中具有优势，尤其在需要高度个性化治疗决策的情况下。

参考文献

[1] MARTÍNEZ-CASTEDO B, CAMBLOR DG, MARTÍN-ARANA J, et al. Minimal residual disease in colorectal cancer. Tumor-informed versus tumor-agnostic approaches: unraveling the optimal strategy [J]. Ann Oncol, 2025;36(3):263-276. doi:10.1016/j.annonc.2024.12.006

[2] 曹玓, 王芳, 张荣欣, 等. 微小残留病灶在非转移性结直肠癌中的应用研究进展[J]. 中华胃肠外科杂志, 2024, 27(7): 749-755. DOI: 10.3760/cma.j.cn441530- 20240613-00208.

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