第6章 ctDNA的四大应用

第6期，我们将对ctDNA的应用进行介绍，期望使您掌握目前ctDNA在各方面应用的理论基础和进展情况。

ctDNA检测由于实时、无创、灵活等特点，可以应用于肿瘤的各阶段，解决不同的问题，从早期筛查、辅助诊断、预后判断、到靶向用药指导、疗效及耐药监测等。

由于ctDNA含量与肿瘤负荷、肿瘤分期、转移等密切相关，所以目前晚期肿瘤的用药及监测等应用相对更加成熟；而对于早期肿瘤的筛查与诊断，技术上难度更高，整体上仍处于科研阶段。

Figure 6.1: ctDNA含量在转移癌和原位癌、不同分期间的差异。

6.1 靶向用药指导

在靶向用药指导上，可以说ctDNA已经确立了江湖地位了。一方面，样本易获取，在组织样本无法获得时可以作为替代品；而另一方面，ctDNA的全面性也可以避免很多肿瘤异质性带来的假阳性。

以Guardant Health的数据为例，我们可以看出，组织和血液互为参照的话，假阳性率都很低，但都存在一定假阴性，血液的敏感性甚至高于组织！也就是说，血液检测的结果绝不只是组织的替代品，而是一个有效的补充。如果血液和组织同时检测，能够进一步提高检出率，使更多患者受益。

Figure 6.2: cfDNA与组织检测同时进行，可使诊断准确率上升。

另外，组织和血液的阳性结果，对于用药来说，意义是等同的。例如，在AZD9291的临床试验中，组织和血液阳性样本对药物的反应率一致，单样本阳性和双样本阳性的患者生存获益没有差异。

Figure 6.3: 左为组织，右为血液。

6.2 动态监测

ctDNA中肿瘤相关的突变频率，会随着肿瘤的进展和治疗而动态变化，因此监测这些突变频率的变化过程，可以指示治疗的疗效、耐药以及肿瘤复发等。

早在2008年，Diehl F.等就发现，APC、KRAS、TP53、PIK3CA等基因热点突变的频率会随着治疗过程变化，变化趋势与肿瘤负荷呈正相关。

Figure 6.4: ctDNA可以作为动态监测的工具。

同样，ctDNA突变频率的变化也可以指示复发，例如Reinert T.等人通过ctDNA的监测与CT和蛋白标志物的对比，发现在部分病例中，ctDNA频率的升高，要早于影像学和蛋白标志物的变化，以便于尽快采取治疗措施。

Figure 6.5: ctDNA是更为灵敏的蛋白标志物。

6.3 预后判断

术后ctDNA的检出情况可以提示预后，利用ctDNA特征突变是否检出、突变频率值或术前术后突变频率的变化，均可以作为预后的判断指标。

Figure 6.6: 利用ctDNA是否检出对复发风险的判断要优于CEA。

Figure 6.7: ctDNA突变频率与生存率负相关。

6.4 早期筛查与诊断

由于ctDNA释放较少，肿瘤早期的筛查与诊断的难度更高。另外，肿瘤的个体差异导致，难以用少数几个基因状态来衡量所有人，必须需要上百甚至上千个肿瘤相关基因，来建立一个复杂的模型，通过对突变、甲基化等情况的分析来综合考量。

目前，尚没有见到前瞻性研究的成果，不过，已有一些回顾性的研究预示着这种应用的可行性。海普洛斯通过数十例的前期样本，通过ctDNA上百个基因突变的模型，判断肺结节良恶性，并区分病理类型，达到了70%以上的敏感性和特异性；另外，ctDNA甲基化也可用来进行肿瘤诊断和组织溯源。例如，卢煜明教授团队发现，利用ctDNA低甲基化来判断肝癌，可以达到74%的敏感性和94%的特异性；2015年，他们又发文章表示，ctDNA甲基化模式可以区分组织来源。

相信随着研究规模的扩大，大数据与机器学习等手段的运用，利用ctDNA进行肿瘤筛查和诊断也将逐渐成为可能！

参考文献

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