[研究背景和目的]在我国,结直肠癌的发病率位列消化道恶性肿瘤第4位。转移性结直肠癌的5年生存率仅为12.5%。化疗是标准的一线治疗选择。疗效及预后的生物标记物对优化转移性结直肠癌患者的治疗策略有重要的意义。循环肿瘤DNA(ctDNA)是外周血中游离的内生肿瘤DNA,目前被认为是一种很有前景的结直肠癌的生物标记物。本研究旨在研究ctDNA用于预测转移性结直肠癌预后及化疗疗效的作用。[研究方法]本研究采用前瞻性入组的方式纳入接受标准一线化疗的转移性结直肠癌患者。患者分别在化疗前及4周期化疗后(8-10周)检测血浆ctDNA及血清CEA,并行CT扫描测定基线及评估疗效(采用RECIST v1.1标准)。采用二代测序技术检测ctDNA中的1021个肿瘤相关基因的体细胞突变。采用Bayesian聚类分析法,应用PyClone软件分析等位基因突变,构建克隆群的进化树。分子肿瘤负荷指数(mTBI)定义为树干克隆的各个变异等位基因突变频率的平均值。[研究结果]本研究自2015年9月至2016年8月入组我院初治转移性结直肠癌患者20例。其中接受FOLFOX方案化疗15例,接受FOLFIRI方案化疗5例。中位随访时间为6.9个月(1.6-26.6)。基线ctDNA中检出体细胞突变的患者为85%(17/20)。RAS及BRAF基因突变的组织学检测与ctDNA检测结果的一致性均为100%(分别为6/6,5/5)。多变量分析结果显示,高水平基线mTBI增加疾病进展风险(HR,1.091;95%CI,1.0.32-1.153;P=0.002)。双变量相关分析显示,基线mTBI与PFS呈统计学显著负相关(Spearman相关,P=0.0083,r=-0.5725)。受试者工作特征曲线(ROC)分析显示,预测无进展生存(PFS)的最佳基线mTBI界值为6.81%(ROC曲线下面积=0.83,P=0.0126)。基线mTBI<6.81%组较≥6.81%组的无进展生存(PFS)明显延长,为9.9个月比4.35个月(HR,2.966;95%CI:1.075-8.184;P=0.0115)。可评估化疗后是否检出ctDNA新发突变的患者为80%(16/20)。多变量分析结果显示,检出新发突变患者的 PFS 较差(HR,42.357;95%CI:3.474-516.403;P=0.003)。新发突变组较无新发突变组的PFS明显缩短,为3.038个月比7.25个月(HR,5.965;95%CI:0.7019-50.69;P=0.0003)。可评估4程化疗后mTBI对比基线时变化的患者为80%(16/20)。The Mann-Whitney U-test结果显示,mTBI治疗前后变化在肿瘤缓解与非缓解患者人群中的呈统计学显著性差异(P=0.0085)。双变量相关分析显示,mTBI的前后变化与肿瘤缓解相关(Spearman相关,P=0.005,r=-0.661);同时,也与PFS呈统计学显著负相关(Spearman相关,P=0.0023,r=-0.7201)。受试者工作特征曲线(ROC)分析显示,预测PFS的最佳mTBI下降的界值为0.8倍(ROC曲线下面积=0.8438,P=0.0209)。mTBI下降≥0.8倍组较<0.8倍组的PFS 显著延长,为 9.29 个月比 4.11 个月(HR,4.506;95%CI:1.294-15.7;P=0.0008)。而血清CEA水平及其治疗前后的变化与PFS及肿瘤缓解均无关。[研究结论]高水平基线mTBI提示转移性结直肠癌患者的PFS较差;化疗后mTBI的降低与肿瘤缓解及PFS均相关。因此,血浆ctDNA可能作为转移性结直肠癌判断化疗疗效及预后的潜在生物标记物。[研究背景和目的]结直肠癌患者中约有25%在初诊时就己经出现远处转移,另有近50%的患者在病程中亦会出现远处转移。高转移率是结直肠癌死亡率较高的主要原因。在转移性结直肠癌(mCRC)的治疗中,如可早期预测化疗疗效,早期发现肿瘤耐药并及时调整治疗方案,则可优化mCRC患者的治疗策略,改善患者的预后。但是,传统血清学肿瘤标记物以及影像学方法,在疗效预测方面存在诸多局限性,无法实现早期预测。因此,探索新的疗效预测方法是提高mCRC治疗水平的迫切需要。我们第一部分的探索性研究结果显示,循环肿瘤DXA(ctD_\A)水平在化疗前后的变化与mCRC的影像学缓解显著相关。增加检测的时间点可更真实地描记ctDNA变化,分析不同时间点上的数据变化则可能有助于实现早期预测疗效。由此,我们开展了本项研究,旨在通过动态监测血浆ctDNA的变化以探索早期预测mCRC患者化疗疗效的方法。[研究方法]本研究采用前瞻性入组的方式纳入接受标准一线化疗的转移性结直肠癌患者。动态监测患者血浆ctDNA及血清肿瘤标记物(CEA与CA19-9):分别在化疗前7天内(C0,基线)及第2、、3、4周期化疗前3天内(Cl、C2、C3)采集血标本。行胸腹盆CT扫描测定基线及评估4周期后(治疗开始后8-10周)的疗效(采用RECIST vl.l标准)。采用二代测序技术检测ctDNA中的50个肿瘤相关基因的体细胞突变。选择基线ctDNA中突变频率最高的基因突变作为后续监测比较的目标基因突变。受试者工作特征曲线(ROC)分别分析ctDNA、CEA及CA19-9在治疗前后变化预测4周期化疗后疾病进展的最佳预测界值,并采用Z检验比较三者的曲线下面积。分类树决策分析采用卡方自动交互检测法(CHAID)算法,分析全部预测变量中的区别影像学疾病进展与非进展的最佳预测指标。[研究结果]本研究共入组我院初治转移性结直肠癌患者47例。其中基线ctDXA中检出基因突变的患者为95.7%(45/47)。有组织学RSA基因突变检测结果的患者30例,ctDNA中检测RAS基因突变与组织学检测结果的一致性为96.7%(29/30)。完成全部连续监测时间点采血的患者41例。其中接受F0LF0X方案化疗36例,接受R)LFIRI方案化疗5例。中位随访时间为8.5个月。Mann-Whitney U-test分析结果显示,与疾病进展组比较,非疾病进展组在第1、2、3周期化疗后的血浆ctDXA水平下降明显,组间均达到统计学显著性差异(P值分别为0.000,0.004,0.001);而血清CEA及CA19-9水平的下降仅在第3周期化疗后组间达到统计学显著性差异(P值分别为0.007,0.006)。受试者工作特征曲线(ROC)分析结果显示,在第1、2、3周期化疗后ctDXA水平的变化预测影像学疾病进展的最佳界值的l〇g2值分别为-0.126、-0.655、-0.471(ROC曲线下面积分别为0.978,0.954,0.992);而CEA及CA19-9的变化仅在第3周期化疗后有预测疾病进展的作用(ROC曲线下面积分别为0.885,0.896)。分类树分析结果显示,在第1周期化疗后的ctDNA水平的变化具有最佳的预测效能,最佳预测疾病进展的第1周期化疗后的ctDNA水平变化的log2值{log2(C1/C0)}为-0.832。KaplanMeier生存分析结果显示,ctDNA log2(C1/C0)彡-0.832组较<-0.832组的无进展生存期(PFS)明显缩短,为2.5个月比9.0个月(P=0.016)。[研究结论]采用NGS法检测ctDNA水平的早期变化可预测mCRC影像学缓解。第1周期化疗后ctDNA水平下降程度与PFS呈正相关。因此,血浆ctDNA的早期变化可能作为转移性结直肠癌判断化疗疗效及预后的潜在生物标记物。