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JAMA | 读懂ctDNA：从靶向选择、耐药监测到MRD评估的临床全解

08月25日

编译：肿瘤资讯

来源：肿瘤资讯

近期，国际知名医学期刊JAMA（影响因子：65.4）发表了题为“Liquid Biopsies for Cancer: A Translational Science Review”的转化医学综述文章。文章系统阐述了循环肿瘤DNA（ctDNA）在肿瘤临床诊疗中的生物学基础、样本采集与检测技术、核心临床应用场景（包括分子靶向治疗选择、耐药突变实时监控与术后微小残留病灶MRD评估）以及目前FDA批准的伴随诊断产品，并深入探讨了液体活检在临床转化中面临的技术挑战、卫生经济学问题与未来发展方向。

一、引言与生物学基础

1. 液体活检与游离DNA（cfDNA）

基本概念：液体活检是指通过分析人体体液（包括血液、脑脊液、尿液、唾液、胸腹水及粪便等）中的cfDNA、RNA、蛋白质、外泌体及微小RNA等生物标志物，实现对恶性肿瘤、感染、心血管疾病及自身免疫性疾病的检测与评估。
多学科应用：cfDNA最早于1948年被发现，目前已拓展至器官移植监测（检测供体来源cfDNA评估排斥反应）、重症感染（检测病原体cfDNA指导抗生素使用）以及无创产前筛查（检测母体外周血中胎儿来源cfDNA判断染色体非整倍体）等领域。

2. 循环肿瘤DNA（ctDNA）的生物学特性

释放机制：肿瘤细胞主要通过细胞凋亡（程序性死亡）与坏死（失控性过早死亡）将DNA释放至循环系统中，存活的肿瘤细胞也可主动分泌部分DNA。
片段长度差异：正常细胞凋亡产生的cfDNA片段通常为核小体大小（约150~200个碱基对）；而肿瘤细胞坏死过程中的酶切相对无序，加之染色质构象与表观遗传的改变，导致释放出的ctDNA片段通常比正常cfDNA更短且更具异质性。
丰度与预后关联：在恶性肿瘤患者中，ctDNA通常仅占血浆总cfDNA的极小比例（常低于1%），约75%的肿瘤患者可检测到ctDNA。ctDNA的浓度及变异等位基因分数（VAF）与肿瘤分期、分级、转移、血管生成及细胞更新速率密切相关，高VAF往往提示高肿瘤负荷及较差预后。

二、样本采集与检测分析技术

样本选择与保存：由于血清在凝血过程中白细胞裂解会释放大量基因组DNA并稀释肿瘤信号，因此临床优先推荐使用血浆。常规EDTA采血管需在2~4小时内离心处理，而专用游离DNA保存管（如Streck管）可将样品稳定保存长达7天。
提取机制：通过双次离心去除血细胞后，利用柱滤膜吸附或磁珠富集技术从血浆中提取游离DNA。
分析方法：
·聚合酶链式反应（PCR）：包括微滴数字PCR（ddPCR）或多重PCR，适用于快速扩增并检测已知特定位点的罕见突变。
·二代测序（NGS）：高通量平台可在DNA片段两端添加接头并进行簇扩增，通过荧光标记碱基同时对数百万个片段进行测序，检测极限可达到0.01% VAF（即1万个正常单倍体基因组中检出1个突变拷贝）。

三、核心临床应用与里程碑临床试验

1. 指导分子靶向药物选择
液体活检能够全面反映多处病灶的肿瘤异质性，特别适用于病灶难以穿刺、穿刺风险极高或组织样本量不足以进行测序的患者。

CodeBreak 100研究（非小细胞肺癌）：该单臂II期研究纳入126例经治晚期KRAS p.G12C突变患者，通过靶向NGS检测血浆ctDNA指导使用Sotorasib靶向治疗，客观缓解率（ORR）达到37.1%，疾病控制率（DCR）达80.6%。研究证实，无论通过组织还是血浆ctDNA检出突变，患者均能显著获益，ctDNA与组织检测的阳性符合率为71%，阴性符合率达100%。

2. 实时监测耐药突变与提前干预
连续ctDNA监测可动态追踪肿瘤基因组演变，在影像学尚未显现进展前识别耐药克隆的出现。

SERENA-6研究（晚期乳腺癌）：在ER+/ERBB2-晚期乳腺癌一线芳香化酶抑制剂联合CDK4/6抑制剂治疗过程中，通过每2~3个月进行连续ctDNA监测ESR1耐药突变。在发现ESR1突变但影像学未进展时，提前将方案转换为口服SERD药物Camizestrant联合CDK4/6抑制剂，中位无进展生存期（PFS）由9.2个月显著延长至16.0个月（HR=0.44, P<0.001）。

3. 根治术后微小残留病灶（MRD）评估与复发预警
ctDNA是术后评估MRD的灵敏工具，其检出分子复发的时间较传统影像学平均提前5.5至8.7个月。

CIRCULATE-Japan (GALAXY) 研究（结直肠癌）：在根治性切除的结直肠癌患者中，术后4周ctDNA阳性者的复发风险显著增加10~12倍（复发率61.4% vs 阴性者9.5%，P<0.001）。术后ctDNA阳性患者接受辅助化疗后18个月无病生存（DFS）率达61.6%（未化疗者仅22.0%）；而ctDNA阴性患者接受化疗与否的18个月DFS无显著差异（94.9% vs 91.5%）。
DYNAMIC研究（II期结肠癌的降阶梯化疗）：对比ctDNA指导辅助治疗与传统临床病理特征指导的非劣效性。ctDNA指导组使化疗使用比例大幅降低，且2年无复发生存率（93.5% vs 92.4%）及5年总生存（OS）率（93.8% vs 93.3%）均达到非劣效终点，证实部分低危患者可安全免除化疗。
IMvigor011研究（肌层浸润性膀胱癌）：在术后ctDNA MRD阳性患者中随机接受阿替利珠单抗辅助免疫治疗或安慰剂。治疗组中位DFS显著延长至9.9个月（安慰剂组4.8个月，P=0.005），中位OS由21.1个月显著提高至32.8个月（P=0.01）。

四、 FDA已批准的液体活检伴随诊断产品

非小细胞肺癌领域：
·cobas EGFR Mutation Test v2：用于检测血浆中EGFR基因突变，指导相应靶向药物使用。
·Guardant360 CDx与 FoundationOne Liquid CDx：基于NGS技术的多基因大Panel检测，用于指导肺癌分子靶向治疗选择。
转移性乳腺癌领域：
·Guardant360 CDx与FoundationOne Liquid CDx：用于检测HR+/ERBB2-患者的ESR1及PIK3CA突变。
·therascreen PIK3CA RGQ PCR kit：用于筛查PIK3CA变异以指导PI3K抑制剂Alpelisib的治疗。
尿路上皮癌/膀胱癌领域：
·Signatera CDx（2026年5月获批）：作为伴随诊断工具，用于检测肌层浸润性膀胱癌根治术后的MRD状态，筛选适合接受辅助阿替利珠单抗免疫治疗的患者。

五、优势、挑战与未来方向

1. 临床优势

微创与安全性高：避免重复侵入性组织活检带来的并发症风险。
克服肿瘤空间异质性：整合体内多处转移灶脱落的DNA信息。
出具结果周期短：ctDNA检测通常约7天出具报告，显著短于组织测序（通常≥14天），有助于缩短患者等待治疗的时间。
超前预警能力：在影像学可见病灶形成前数月捕获分子残留病灶及耐药变异。

2. 当前面临的挑战与局限性

不同癌种脱落率差异大：结直肠癌、膀胱癌、胰腺癌等检出率通常超过50%，但脑胶质瘤因血脑屏障等因素检出率常低于10%。
无法反映肿瘤微环境：无法提供免疫细胞浸润、肿瘤基质和血管化等病理微环境信息。
早期无症状筛查假阳性率高：多癌种早期筛查（MCED）假阳性率高达62%、阳性预测值较低，目前更适合作为结肠镜等传统筛查的补充手段。
卫生经济学与检测频次未定：个性化MRD检测单次费用高昂（约3000至5000美元甚至更多），长期连续监测成本高于常规影像学，且影像学阴性时提早干预的生存获益仍待更多证据支持。

3. 展望

ctDNA清除（即MRD由阳性转阴）正成为评估抗肿瘤疗效的重要潜在临床试验终点。随着测序技术与临床试验的推进，液体活检将在优化辅助治疗强度、避免过度医疗及制定个性化精准治疗策略中发挥核心作用。

责任编辑：肿瘤资讯-Linda
排版编辑：肿瘤资讯-as

08月25日

毛玉英

平遥兴康医院 | 肿瘤内科

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