مطالعه آینده‌نگر و پیشگامانه: فناوری متیلاسیون ctDNA خون مبتنی بر PCR، عصر جدیدی از نظارت MRD برای سرطان کولورکتال را آغاز می‌کند.

اخیراً، JAMA Oncology (IF 33.012) نتیجه تحقیقات مهمی [1] را توسط تیم پروفسور کای گوئو-رینگ از بیمارستان سرطان دانشگاه فودان و پروفسور وانگ جینگ از بیمارستان رنجی دانشکده پزشکی دانشگاه جیائو تونگ شانگهای، با همکاری KUNYUAN BIOLOGY منتشر کرد: «تشخیص زودهنگام بیماری باقیمانده مولکولی و طبقه‌بندی خطر برای سرطان کولورکتال مرحله I تا III از طریق متیلاسیون DNA تومور در گردش و طبقه‌بندی خطر». این مطالعه اولین مطالعه چند مرکزی در جهان است که از فناوری متیلاسیون چند ژنی ctDNA خون مبتنی بر PCR برای پیش‌بینی عود سرطان کولورکتال و نظارت بر عود استفاده می‌کند و یک مسیر و راه‌حل فنی مقرون‌به‌صرفه‌تر در مقایسه با روش‌های فناوری تشخیص MRD موجود ارائه می‌دهد که انتظار می‌رود استفاده بالینی از پیش‌بینی و نظارت بر عود سرطان کولورکتال را تا حد زیادی بهبود بخشد و بقای بیمار و کیفیت زندگی را به طور قابل توجهی بهبود بخشد. این مطالعه همچنین توسط مجله و سردبیران آن بسیار مورد ارزیابی قرار گرفت و به عنوان یک مقاله پیشنهادی کلیدی در این شماره ذکر شد و از پروفسور خوان رویز-بانوبره از اسپانیا و پروفسور آجی گوئل از ایالات متحده برای بررسی آن دعوت شد. این مطالعه همچنین توسط GenomeWeb، یک رسانه زیست پزشکی پیشرو در ایالات متحده، گزارش شده است.

سرطان روده بزرگ (CRC) یک تومور بدخیم شایع دستگاه گوارش در چین است. داده‌های آژانس بین‌المللی تحقیقات سرطان (IARC) در سال ۲۰۲۰ نشان می‌دهد که ۵۵۵۰۰۰ مورد جدید در چین حدود یک سوم از کل موارد ابتلا در جهان را تشکیل می‌دهد و میزان بروز آن به دومین رتبه سرطان‌های شایع در چین رسیده است. ۲۸۶۰۰۰ مرگ و میر حدود یک سوم از موارد ابتلا در جهان را تشکیل می‌دهد و به عنوان پنجمین علت شایع مرگ و میر ناشی از سرطان در چین رتبه‌بندی می‌شود. پنجمین علت مرگ و میر در چین است. قابل توجه است که در بین بیماران تشخیص داده شده، مراحل TNM I، II، III و IV به ترتیب ۱۸.۶٪، ۴۲.۵٪، ۳۰.۷٪ و ۸.۲٪ هستند. بیش از ۸۰٪ از بیماران در مراحل میانی و نهایی هستند و ۴۴٪ از آنها متاستازهای دوردست همزمان یا ناهمزمان به کبد و ریه دارند که به طور جدی بر دوره بقا تأثیر می‌گذارد، سلامت ساکنان ما را به خطر می‌اندازد و بار اجتماعی و اقتصادی سنگینی را ایجاد می‌کند. طبق آمار مرکز ملی سرطان، میانگین افزایش سالانه هزینه درمان سرطان روده بزرگ در چین حدود 6.9 تا 9.2 درصد است و هزینه‌های سلامت شخصی بیماران در عرض یک سال پس از تشخیص می‌تواند 60 درصد از درآمد خانواده را به خود اختصاص دهد. بیماران سرطانی از این بیماری رنج می‌برند و همچنین تحت فشار اقتصادی زیادی هستند [2].
نود درصد از ضایعات سرطان روده بزرگ را می‌توان با جراحی برداشت و هرچه تومور زودتر تشخیص داده شود، میزان بقای پنج ساله پس از برداشتن رادیکال جراحی بیشتر است، اما میزان کلی عود پس از برداشتن رادیکال هنوز حدود 30 درصد است. میزان بقای پنج ساله سرطان روده بزرگ در جمعیت چین به ترتیب برای مراحل I، II، III و IV، 90.1 درصد، 72.6 درصد، 53.8 درصد و 10.4 درصد است.
بیماری باقیمانده حداقلی (MRD) یکی از علل اصلی عود تومور پس از درمان رادیکال است. در سال‌های اخیر، فناوری تشخیص MRD برای تومورهای جامد به سرعت پیشرفت کرده است و چندین مطالعه مشاهده‌ای و مداخله‌ای سنگین تأیید کرده‌اند که وضعیت MRD پس از عمل می‌تواند خطر عود سرطان کولورکتال پس از عمل را نشان دهد. آزمایش ctDNA مزایای غیرتهاجمی، ساده، سریع، با دسترسی بالا به نمونه و غلبه بر ناهمگونی تومور را دارد.
دستورالعمل‌های NCCN ایالات متحده برای سرطان روده بزرگ و دستورالعمل‌های CSCO چین برای سرطان روده بزرگ هر دو بیان می‌کنند که برای تعیین خطر عود پس از عمل و انتخاب شیمی‌درمانی کمکی در سرطان روده بزرگ، آزمایش ctDNA می‌تواند اطلاعات پیش‌آگهی و پیش‌بینی‌کننده‌ای را برای کمک به تصمیم‌گیری در مورد درمان کمکی برای بیماران مبتلا به سرطان روده بزرگ مرحله II یا III ارائه دهد. با این حال، اکثر مطالعات موجود بر جهش‌های ctDNA مبتنی بر فناوری توالی‌یابی با توان عملیاتی بالا (NGS) تمرکز دارند که فرآیندی پیچیده، زمان طولانی و هزینه بالا دارد [3]، با کمی عدم تعمیم‌پذیری و شیوع پایین در بین بیماران سرطانی.
در مورد بیماران مبتلا به سرطان کولورکتال مرحله III، هزینه پایش پویای ctDNA مبتنی بر NGS برای یک ویزیت تا 10،000 دلار است و نیاز به دوره انتظار تا دو هفته دارد. با آزمایش متیلاسیون چند ژنی در این مطالعه، ColonAiQ®، بیماران می‌توانند پایش پویای ctDNA را با یک دهم هزینه انجام دهند و در کمتر از دو روز گزارش خود را دریافت کنند.
با توجه به 560،000 مورد جدید سرطان کولورکتال در چین در هر سال، بیماران بالینی که عمدتاً مبتلا به سرطان کولورکتال مرحله II-III هستند (این نسبت حدود 70٪ است)، تقاضای فوری بیشتری برای نظارت پویا دارند، بنابراین اندازه بازار نظارت پویای MRD سرطان کولورکتال هر ساله به میلیون‌ها نفر می‌رسد.
می‌توان مشاهده کرد که نتایج تحقیق از اهمیت علمی و عملی مهمی برخوردار است. از طریق مطالعات بالینی آینده‌نگر در مقیاس بزرگ، تأیید شده است که فناوری متیلاسیون چند ژنی ctDNA خون مبتنی بر PCR می‌تواند برای پیش‌بینی عود سرطان کولورکتال و نظارت بر عود با حساسیت، زمان‌بندی و مقرون‌به‌صرفه بودن مورد استفاده قرار گیرد و پزشکی دقیق را برای بهره‌مندی بیشتر بیماران سرطانی بهتر کند. این مطالعه بر اساس ColonAiQ®، یک آزمایش متیلاسیون چند ژنی برای سرطان کولورکتال که توسط KUNY توسعه یافته است، انجام شده است که ارزش کاربرد بالینی آن در غربالگری و تشخیص زودهنگام توسط یک مطالعه بالینی مرکزی تأیید شده است.
مجله Gastroenterology (IF33.88)، برترین مجله بین‌المللی در زمینه بیماری‌های دستگاه گوارش در سال 2021، نتایج تحقیقات چند مرکزی بیمارستان ژونگشان دانشگاه فودان، بیمارستان سرطان دانشگاه فودان و سایر موسسات پزشکی معتبر را با همکاری KUNYAN Biological گزارش کرد که عملکرد عالی ColonAiQ® ChangAiQ® را در غربالگری و تشخیص زودهنگام سرطان روده بزرگ تأیید کرد و در ابتدا کاربرد بالقوه آن را در نظارت بر پیش‌آگهی سرطان روده بزرگ بررسی کرد.

برای اعتبارسنجی بیشتر کاربرد بالینی متیلاسیون ctDNA در طبقه‌بندی خطر، هدایت تصمیمات درمانی و پایش زودهنگام عود در سرطان کولورکتال مرحله I-III، تیم تحقیقاتی 299 بیمار مبتلا به سرطان کولورکتال مرحله I-III را که تحت عمل جراحی رادیکال قرار گرفته بودند، وارد مطالعه کرد و نمونه‌های خون را در هر مرحله پیگیری (با فاصله سه ماه) در یک هفته قبل از جراحی، یک ماه پس از جراحی و در درمان کمکی پس از عمل برای آزمایش پویای ctDNA خون جمع‌آوری کرد.
ابتدا مشخص شد که آزمایش ctDNA می‌تواند خطر عود بیماری را در بیماران مبتلا به سرطان کولورکتال، چه قبل از عمل و چه بعد از عمل، به طور زودهنگام پیش‌بینی کند. بیماران ctDNA مثبت قبل از عمل، احتمال عود بیماری پس از عمل بالاتری نسبت به بیماران ctDNA منفی قبل از عمل داشتند (22.0% > 4.7%). آزمایش ctDNA اولیه پس از عمل همچنان خطر عود را پیش‌بینی می‌کرد: یک ماه پس از برداشتن رادیکال، بیماران ctDNA مثبت 17.5 برابر بیشتر از بیماران منفی احتمال عود بیماری داشتند. این تیم همچنین دریافت که آزمایش ترکیبی ctDNA و CEA عملکرد را در تشخیص عود کمی بهبود می‌بخشد (AUC=0.849)، اما این تفاوت در مقایسه با آزمایش ctDNA (AUC=0.839) به تنهایی معنی‌دار نبود. این تفاوت در مقایسه با ctDNA به تنهایی معنی‌دار نبود (AUC=0.839).
مرحله‌بندی بالینی همراه با عوامل خطر در حال حاضر مبنای اصلی طبقه‌بندی ریسک بیماران سرطانی است و در الگوی فعلی، تعداد زیادی از بیماران هنوز عود می‌کنند [4] و نیاز مبرمی به ابزارهای طبقه‌بندی بهتر وجود دارد زیرا درمان بیش از حد و درمان کمتر از حد در کلینیک همزمان وجود دارد. بر این اساس، تیم بیماران مبتلا به سرطان کولورکتال مرحله III را بر اساس ارزیابی ریسک عود بالینی (پرخطر (T4/N2) و کم‌خطر (T1-3N1)) و دوره درمان کمکی (3/6 ماه) به زیرگروه‌های مختلف طبقه‌بندی کرد. تجزیه و تحلیل نشان داد که بیماران در زیرگروه پرخطر بیماران ctDNA مثبت در صورت دریافت شش ماه درمان کمکی، میزان عود کمتری داشتند. در زیرگروه کم‌خطر بیماران ctDNA مثبت، تفاوت معنی‌داری بین چرخه درمان کمکی و نتایج بیمار وجود نداشت. در حالی که بیماران ctDNA منفی پیش‌آگهی به طور قابل توجهی بهتری نسبت به بیماران ctDNA مثبت و دوره بدون عود (RFS) طولانی‌تری پس از عمل داشتند. سرطان کولورکتال مرحله I و مرحله II کم‌خطر. همه بیماران منفی ctDNA در عرض دو سال هیچ عودی نداشتند؛ بنابراین، انتظار می‌رود ادغام ctDNA با ویژگی‌های بالینی، طبقه‌بندی ریسک را بهینه‌تر کرده و عود را بهتر پیش‌بینی کند.

شکل 1. آنالیز ctDNA پلاسما در POM1 برای تشخیص زودهنگام عود سرطان کولورکتال
نتایج بیشتر آزمایش ctDNA دینامیک نشان داد که خطر عود در بیمارانی که آزمایش ctDNA دینامیک آنها مثبت بود، در مقایسه با بیمارانی که ctDNA منفی داشتند، در طول مرحله پایش عود بیماری پس از درمان قطعی (بعد از جراحی رادیکال + درمان کمکی) (شکل 3ACD) به طور قابل توجهی بالاتر بود، و اینکه ctDNA می‌تواند عود تومور را تا 20 ماه زودتر از تصویربرداری نشان دهد (شکل 3B)، که امکان تشخیص زودهنگام عود بیماری و مداخله به موقع را فراهم می‌کند.

شکل 2. آنالیز ctDNA بر اساس گروه طولی برای تشخیص عود سرطان کولورکتال

«تعداد زیادی از مطالعات پزشکی انتقالی در سرطان کولورکتال، به ویژه آزمایش MRD مبتنی بر ctDNA، پتانسیل بالایی را برای بهبود مدیریت پس از عمل بیماران مبتلا به سرطان کولورکتال با امکان طبقه‌بندی خطر عود، هدایت تصمیمات درمانی و نظارت زودهنگام بر عود نشان می‌دهند.»

مزیت انتخاب متیلاسیون DNA به عنوان یک نشانگر MRD جدید نسبت به تشخیص جهش این است که نیازی به غربالگری توالی‌یابی کل ژنوم بافت‌های تومور ندارد، مستقیماً برای آزمایش خون استفاده می‌شود و به دلیل تشخیص جهش‌های سوماتیک ناشی از بافت‌های طبیعی، بیماری‌های خوش‌خیم و خون‌سازی کلونال، از نتایج مثبت کاذب جلوگیری می‌کند.
این مطالعه و سایر مطالعات مرتبط تأیید می‌کنند که آزمایش MRD مبتنی بر ctDNA مهم‌ترین عامل خطر مستقل برای عود سرطان کولورکتال مرحله I-III است و می‌تواند برای کمک به هدایت تصمیمات درمانی، از جمله «تشدید» و «کاهش» درمان کمکی، مورد استفاده قرار گیرد. MRD مهم‌ترین عامل خطر مستقل برای عود پس از جراحی برای سرطان کولورکتال مرحله I-III است.
حوزه MRD با تعدادی از سنجش‌های نوآورانه، بسیار حساس و اختصاصی مبتنی بر اپی‌ژنتیک (متیلاسیون DNA و فرگمنتومی) و ژنومیک (توالی‌یابی هدفمند بسیار عمیق یا توالی‌یابی کل ژنوم) به سرعت در حال تکامل است. ما انتظار داریم که ColonAiQ® به سازماندهی مطالعات بالینی در مقیاس بزرگ ادامه دهد و بتواند به یک شاخص جدید آزمایش MRD تبدیل شود که دسترسی، عملکرد بالا و مقرون به صرفه بودن را با هم ترکیب می‌کند و می‌تواند به طور گسترده در عمل بالینی معمول مورد استفاده قرار گیرد.
منابع
[1] مو اس، یه ال، وانگ دی، هان ال، ژو اس، وانگ اچ، دای دبلیو، وانگ وای، لوئو دبلیو، وانگ آر، شو وای، کای اس، لیو آر، وانگ زد، کای جی. تشخیص زودهنگام بیماری باقیمانده مولکولی و طبقه‌بندی خطر برای سرطان کولورکتال مرحله I تا III از طریق متیلاسیون DNA تومور در گردش. JAMA Oncol. 20 آوریل 2023.
[2] «بار بیماری سرطان روده بزرگ در جمعیت چین: آیا در سال‌های اخیر تغییر کرده است؟»، مجله اپیدمیولوژی چین، جلد 41، شماره 10، اکتبر 2020.
[3] تارازونا ن، گیمنو-والینت اف، گامباردلا وی و همکاران. توالی‌یابی هدفمند نسل بعدی DNA تومور در گردش خون برای ردیابی حداقل بیماری باقیمانده در سرطان روده بزرگ موضعی. مجله آن کولورادو. 1 نوامبر 2019؛30(11):1804-1812.
[4] تایب جی، آندره تی، اوکلین ای. اصلاح درمان کمکی برای سرطان روده بزرگ غیرمتاستاتیک، استانداردها و دیدگاه‌های جدید. Cancer Treat Rev. 2019;75:1-11.