精确肿瘤学的下一代测序:检测微小残留疾病

和大多数疾病一样，癌症没有一种包治百病的方法。患有同一类型癌症的患者对同一种治疗的反应可能非常不同，或者随着时间的推移反应也会不同，因此需要更个性化的治疗方案。下一代测序(NGS)的发展使得患者组织或肿瘤的测序成为一个现实的选择，并允许个性化癌症治疗的快速发展。临床医生现在可以了解病人疾病的遗传因素，并根据他们的个人需要选择最佳的治疗方法。这在肿瘤学中尤其重要，因为突变会驱动癌细胞和肿瘤的形成。

通过确定导致患者肿瘤的突变，临床医生可以更好地诊断和治疗特定的肿瘤，使用靶向疗法。治疗后，存活癌细胞的鉴定，或微小残留疾病(MRD)，极大地影响患者的预后。然而，MRD可以逃避目前的实验方法，直到复发。¹因此，人们正在开发一种更敏感的方法来发现MRD，使用NGS来研究血液样本中循环肿瘤DNA (ctDNA)的存在。

如何使用NGS来检测MRD?

利用NGS检测MRD依赖于发现肿瘤细胞标记物无细胞DNA (cfDNA）．当癌细胞死亡时，它们将DNA释放到血液中。通过收集血液样本中的所有cfDNA，可以对样本进行癌细胞标记分析，以确定患者体内是否仍存在癌细胞。NGS可以广泛表征所有或大多数癌细胞中存在的肿瘤特异性标记物。目前有两种发现MRD的主要方法:肿瘤知情和tumor-naïve。对于肿瘤知情，特定于患者肿瘤的标记物通过初始的广泛基因组分析测试(例如，全外显子组测序)确定或者是大型的泛癌症测序测试)。虽然DNA突变是最常用的，但甲基化等表观遗传变化也可以使用。

对于tumor-naïve，使用了一组常用标记;虽然有一个通用的测试更实际，但癌症是一种如此多样化的疾病，对许多患者来说可能是不够的。所揭示的突变发生在低频率和少量的cfDNA中，因此需要大量的标记来识别ctDNA。虽然数字PCR在有突变副本的情况下很有帮助，但能够观察更多数量的标记也很有帮助，这就是NGS的优势所在。除了非序列标记(例如甲基化和碎片化模式)，NGS还允许您查看更多的标记。

通过识别cfDNA中的癌细胞标记，临床医生可以看到他们所做的是否有效，并相应地调整治疗。如果ctDNA仍然存在，患者的预后更差，可以考虑辅助治疗。¹如果病人没有癌症，那么临床医生就可以放弃一些严厉的治疗。虽然这还不是一种标准的实践，但NGS识别MRD的潜力为临床医生提供了关于患者如何对治疗做出反应的有价值的信息，并帮助告知未来的医疗计划。

NGS用于MRD检测的挑战是什么?

虽然使用NGS检测MRD为临床医生提供了护理驱动信息，但其实施面临着一些挑战，例如对血液样本中的cfDNA进行测序的物理限制。可用的DNA数量很少，其中只有一小部分可能来自癌细胞，因此效率是一个至关重要的考虑因素。要想成功，图书馆准备必须是高效的，测序需要尽可能均匀地覆盖标记。这些序列也需要深度测序——这在观察整个基因组时是无法实现的。为了在更深的地方对标记物进行排序，混合捕获探针可用于丰富标记物，并能以更高的频率对目标序列进行测序。除了对这些低丰度标记物进行测序的挑战外，使用NGS进行MRD也面临着进行临床实验室测试的挑战。对病人来说，时间至关重要;因此，这种检测方法必须能够快速提供肿瘤的数据。这对于肿瘤知情方法来说尤其具有挑战性，因为需要尽快设计和制造患者特异性测试。最后，需要大量的临床试验来证明MRD检测的临床效用。

NGS进展:利用MRD检测实体瘤

使用门店MRD检测是一种较新的快速发展的方法。一项重要的新进展是能够从实体瘤中观察ctDNA，这影响了大多数癌症患者。传统上，MRD一直是一种用于监测血癌的方法，但在效率和纠错方面的技术改进已经允许这种方法用于实体瘤。随着使用甲基化和碎片模式等新标志物的检测的敏感性和准确性的提高，未来的进展可能对使用NGS在无症状患者中识别ctDNA以进行早期癌症检测产生巨大影响。原理与发现MRD非常相似，并且有可能使用类似的方法来筛查癌症患者。

使用NGS检测MRD是一项新兴技术，可以帮助临床医生比现有方法更快地发现癌症复发。通过对循环中存在的cfDNA进行测序，可以一次性分析包括表观遗传和碎片模式在内的数十个标记，以确定治疗后是否存在残留的肿瘤细胞。使用这种快速发展的方法，临床医生可以通过定制治疗来更好地满足患者的需求，从而改善患者的护理。

参考文献

1.米陈晓明，李志强，李志强，等。实体瘤中液体残留的检测:循环肿瘤DNA微量残留疾病。癌症越是加大．2021; 11(12): 2968 - 2986。doi:2159 - 8290. - 10.1158 / cd - 21 - 0634

作者简介:

microrna的Jarosz博士,他是集成DNA技术公司全球市场开发和应用总监。

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