【乳腺癌】CTC和ctDNA對乳腺癌預後的判斷孰優孰劣？

01-24

如何檢測轉移性乳腺癌的治療效果？

轉移性乳腺癌的監控需要通過對腫瘤發展情況的檢查來反映治療的效果，因此用於觀察腫瘤發展情況的生物標記的改進就顯得重要[1]。

研究發現幾乎所有癌症都會攜帶體細胞DNA突變，與遺傳突變會出現在身體的每個細胞不同的是，體細胞突變只在腫瘤細胞中出現，因此可以成為能夠被檢測和追蹤的特異生物標記[2]。

我們很容易從腫瘤組織中獲取腫瘤細胞的DNA，但是卻會給身體帶來損傷。於是科學家花了很長一段時間來尋找非入侵性的腫瘤生物標記來檢測腫瘤的發展情況。

非入侵性的液體活檢標記物介紹。

在血液中，同時也存在著多種核酸分子，DNA、mRNA、miRNA、病毒DNA，核小體等等。

cfDNA（cell-free DNA,血漿遊離DNA）是血漿中遊離存在的DNA，它們有的來自於正常細胞，有的來自於異常細胞（如腫瘤細胞），還有部分來自於我們外部（如病毒DNA）。對於孕婦來說，外周血中還存在著胎兒的遊離DNA.

CTC(Circulating tumor cell,循環腫瘤細胞)是指從實體瘤中脫離出來並進入外周血液循環的腫瘤細胞。　

ctDNA（circulating tumor DNA，循環腫瘤DNA）是由腫瘤細胞釋放到血液循環系統中的DNA。

早在1947年，比DNA雙螺旋結構發現還早6年的時候，Mandel和Metais就發現血漿中存在遊離的核酸分子；1977年，Leon等人發現，腫瘤患者的血漿遊離DNA水平要明顯高於健康人群；可是，又過了17年，人們才發現這種攜帶了突變信息的循環DNA是腫瘤的標誌。cfDNA中攜帶腫瘤特有突變的那一小部分DNA，確確實實是由腫瘤細胞釋放出來的，ctDNA的研究終於與腫瘤關聯起來。

為什麼腫瘤細胞會將DNA釋放到血液中呢？科學家給出了三種主要的解釋：1、來自於壞死的腫瘤細胞；2、來自於凋亡的腫瘤細胞；3、來自於腫瘤細胞分泌的外排體。但是還有一些問題尚未明確，如循環腫瘤細胞是否也釋放了部分ctDNA，這三種來源對於ctDNA的貢獻比例是怎樣的等等。

但是有一點是比較明確的：cfDNA並不是一整條或者隨機的進入血液的，它們有自己的載體——核小體。核小體以單個、雙聯或者三聯的形式進入血液，並逐步分解——有研究顯示cfDNA的半衰期只有2個小時。纏繞在每個組蛋白上面DNA約166bp，因此大部分的cfDNA長度都在166bp左右，癌症患者的DNA片段分布圖也證明了這一點[3]。

超過90%的健康個體每毫升血漿中的cfDNA量不超過25ng，而患者的cfDNA水平是健康人的數倍。因此我們可以通過抽血檢測ctDNA和CTC的數量以及突變情況來反映治療的效果。

CTC和ctDNA對預後的判斷孰優孰劣？

1 以能否檢測到突變為評判標準，ctDNA的靈敏度高於CTC

研究者對接受了系統治療的30位患轉移性乳腺癌的女性進行腫瘤的放射自顯影圖像和ctDNA、腫瘤抗原CA 15-3以及CTC的測定試驗的比較。

他們利用目標或者全基因組測序來識別體細胞基因組的變異，並且設計個性化的試驗來衡量在一系列收集的血漿樣本中ctDNA的數量。同時也對CA 15-3的水平和CTC的數量進行測定。

結果顯示：30位發生了體細胞基因組變異的患者有29位（97%）檢測到了ctDNA，27位患者中有21位（78%）檢測到了CA 15-3，30位患者中有26位（87%）檢測到了CTC。

與CA 15-3和CTC相比，ctDNA水平顯現出較大的波動範圍，與腫瘤的發展情況的變化表現出更高的相關性。

上述實驗表明，ctDNA是一種信息量較大的、穩定且特異性高的和靈敏度較高的轉移性乳腺癌生物標記[4]。

2 以檢測到的數量為評判標準，CTC的準確性優於ctDNA

研究發現，在轉移性三陰性乳腺癌的血漿中，以TP53基因突變的情況為指標，結果顯示：在84%的腫瘤樣品中檢測到了TP53基因的突變，在81%的血漿中檢測到了TP53基因突變。

CTC的數量和預後癥狀密切相關，而ctDNA的數量則與預後癥狀的關聯不大。提示ctDNA在識別可以作為藥物作用靶點的突變上的作用大於作為預後生物標記的作用[5]。

另有研究表明，對cfDNA與ECMC、CTC的檢測準確性比較發現：cfDNA具有較高的假陽性率和較高的突變率。這也驗證了ctDNA在識別可以作為藥物作用靶點的突變上的作用大於作為預後生物標記的作用。

根據William M Strauss等的研究，在正常捐獻者的樣本中，通過比較從cfDNA和ECMC(正常細胞中的上皮細胞粘附分子)中檢出的SNV數量，發現從cfDNA檢出的SNV假陽性率是從ECMC中檢出的7倍；而在45個臨床捐獻者中，從cfDNA中檢出的SNV數量是從CTC-DNA中檢出的5倍。

在這45個臨床診斷呈陽性的患者中：

1）在cfDNA和CTC-DNA中檢出的SNV差異較大；

2） CF樣本中檢出的SNV具有較高的假陽性率；

3）在採樣時期只有CF樣本具有非常高的突變率；

4）在CTC DNA 樣本中觀察到的可操作突變並沒有在CF DNA 樣本中觀察到。

以上結果顯示在基於序列的檢測中，cfDNA相比新鮮提取的細胞產生的噪音較大，這些噪音體現在檢測靈敏度範圍內，cfDNA具有較高的假陽性率和較高的突變率[6]。

參考資料

[1] Dawson SJ, Tsui DW, Murtaza M, Biggs H, Rueda OM, Chin SF,Dunning MJ, Gale D, Forshew T, Mahler-Araujo B et al: Analysis of circulatingtumor DNA to monitor metastatic breast cancer. The New England journal ofmedicine 2013, 368(13):1199-1209.

[2] https://www.genome.gov/27556716

[3] http://www.antpedia.com/news/83/n-1126683.html

[4] Dawson SJ, Tsui DW, Murtaza M, Biggs H, Rueda OM, Chin SF,Dunning MJ, Gale D, Forshew T, Mahler-Araujo B et al: Analysis of circulatingtumor DNA to monitor metastatic breast cancer. The New England journal ofmedicine 2013, 368(13):1199-1209.

[5] Madic, J., et al., Circulating tumor DNA and circulatingtumor cells in metastatic triple negative breast cancer patients. Int J Cancer,2015. 136(9): p. 2158-65.

[6] Molecular platforms for mutation analysis from whole bloodderived clinical samples by NextGen sequencing

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