【生信文献200篇】 92 血浆ctDNA对转移性膀胱癌进行临床基因组分层

一、文章信息

英文标题：Plasma ctDNA is a tumor tissue surrogate and enables clinical-genomic stratification of metastatic bladder cancer

中文标题：血浆ctDNA是一种肿瘤组织surrogate，能够对转移性膀胱癌进行临床基因组分层

期刊：《Nat Commun》

影响因子: 14.919 发表时间: 2021 Jan 8

研究领域：转移性膀胱癌；ctDNA；转移性尿路上皮癌（mUC）

二、文献概述

问题：基因组和转录组为患者分层提供了机会。迫切需要实用的生物标志物来预测疾病分型。目前没有研究全面评估疾病基因分型之间肿瘤组织和ctDNA之间的差异。

方法：检查来自大量mUC患者的ctDNA和原发肿瘤组织

结论：mUC中ctDNA的基因组分析是可靠和实用的，并且可以减轻研究原发性肿瘤病灶所固有的疾病采样不足。研究结果鼓励将液体活检技术加到mUC患者的管理中。

三、实验结果

1.高 ctDNA 水平可独立预测侵袭性疾病

在mUC治疗期间从104名患者中收集了192份血液样本。

利用仅在Plasma cell-free DNA (cfDNA) 中检测到的体细胞突变计算了肿瘤来源的cfDNA（ctDNA）的比例。在85%的患者（88/104）中，ctDNA分数在至少一个样本中为>1%，并且在80名患者中鉴定出蛋白质改变体细胞突变，从而能够从血液中对肿瘤进行基因组表征。

先前的膀胱手术切除术与mUC患者的ctDNA分数无关。ctDNA水平在按性别或上尿路受累亚组的患者之间没有差异。年轻（<60岁）与ctDNA分数增加有一定关系。

ctDNA分数低于第一四分位数（17-54）与总生存期（OS）改善之间存在显著关系。

2.ctDNA reproduces the tumor tissue driver genome

仅使用ctDNA来重建了侵袭性原发性疾病的驱动基因图谱，与TCGA中的对比，在文中的这种方法下，和TCGA中基因体细胞改变频率，改变类型，甚至驱动事件之间是平行的。

评估从组织与ctDNA中提取的基因组图谱之间的相似性

在46对样本中，靶向测序检测到265个编码体细胞突变;在两个肿瘤源中独立检测到83.4%，而仅在ctDNA和组织中分别检测到7.9%（21/265）和8.7%（23/265）。因此，与克隆突变相比，组织-ctDNA对之间的亚克隆突变共享频率较低。

虽然鉴定石蜡包埋（FFPE）来源的DNA和具有低肿瘤纯度的样品的拷贝数变化具有挑战性，但癌基因扩增在组织和匹配的ctDNA之间密切相关

3.患者内部异质性不影响ctDNA检测

在15名患者的疾病进展过程中收集的连续肿瘤组织样本中探索了时间异质性。在可以比较连续ctDNA谱的21例患者中，90%的突变在所有样本中被独立called。测序深度的差异并未解释在组织中观察到的较差一致性。

总之，这些数据突显了在晚期疾病中应用现有RNA亚型模型的挑战，其中当代的组织样本很少是未经处理的。（嗯这句话？）

4.ctDNA在实时基因组生物标志物评估方面比肿瘤组织具有优势

从ctDNA的靶向测序中推断出体细胞突变计数，以获得全基因组TMB的估计值，组织-ctDNA对之间的TMB相似，然而有两例病例的mUC ctDNA中TMB相对较高，但在原发组织中较低。没有观察到ctDNA TMB与免疫检查点抑制或铂化疗反应持续时间之间的关系。

在 8 名 mUC 患者的 ctDNA 中检测到体细胞 FGFR3 突变。这些突变是在所有 ctDNA 阳性样本和患者匹配组织中独立检测到的。FGFR3 突变在相对于邻近肌肉侵袭性疾病的非肌肉侵袭性病变中富集。在另外三名患者中，ctDNA 中的断点表明存在激活的 FGFR3 基因融合。总共有 13.8% 的 ctDNA 可评估 mUC 队列（11/80）表现出 FGFR3 改变，可能使肿瘤对厄达替尼敏感。具有激活 FGFR3 改变的组织样本证明 FGFR3 表达升高。在探索性亚组分析中，观察到接受免疫治疗的患者的 FGFR3 改变与较短的无进展生存期 (PFS) 之间存在适度关联。

一部分原发性膀胱癌显示ERBB2 （HER2）的体细胞改变和/或蛋白过表达。在13.8%的ctDNA evaluable mUC cohort 中检测到ERBB2突变，并在7名患者的ctDNA中检测到基因扩增，其中两名同时携带ERBB2突变。通过DNA测序检测到的几个具有激活ERBB2改变的组织样品也表现出ERBB2表达升高。在ctDNA中检测到ERBB2扩增的两名患者中，通过荧光原位杂交（FISH）和免疫组化（IHC）在患者匹配的原发组织中验证了基因扩增和蛋白质过表达。

DNA 损伤修复基因 ERCC2 的突变与对新辅助顺铂化疗的敏感性相关。在 8.8% 的 ctDNA 可评估 mUC 患者（7/80）中检测到体细胞 ERCC2 突变，并且在铂类治疗的亚组中与改善的 PFS 相关

四、总结

1. 液体活检足以解决 ctDNA 阳性患者的驱动基因，这表明未来的生物标志物可以利用临床抽血进行患者分层，具有重要的临床意义。
2. 在具有足够 ctDNA 来检测蛋白质改变体细胞突变的样本中，驱动基因状态与转移性病变和原发性肌肉浸润性疾病高度一致。
3. 已经证明 ctDNA 分析可以识别先前提出的膀胱癌治疗反应的生物标志物，包括 FGFR3、ERCC2、ERBB2 和 TMB 的改变。但还是需要综合考虑，有时单一的检测方式并不足以说明问题
4. 连续监测 ctDNA 可以揭示与治疗相关的体细胞基因组改变，有助于优化治疗顺序。