Studi prospektif terobosan: Teknologi metilasi ctDNA darah berbasis PCR membuka era baru pengawasan MRD untuk kanker kolorektal

Baru-baru ini, JAMA Oncology (IF 33.012) menerbitkan hasil penelitian penting [1] oleh tim Prof. Cai Guo-ring dari Rumah Sakit Kanker Universitas Fudan dan Prof. Wang Jing dari Rumah Sakit Renji Sekolah Kedokteran Universitas Shanghai Jiao Tong, bekerja sama dengan KUNYUAN BIOLOGY: “Deteksi Dini Penyakit Residual Molekuler dan Stratifikasi Risiko untuk Kanker Kolorektal Stadium I hingga III melalui Metilasi DNA Tumor yang Bersirkulasi dan Stratifikasi Risiko)”. Studi ini adalah studi multisenter pertama di dunia yang menerapkan teknologi metilasi multigen ctDNA darah berbasis PCR untuk prediksi kekambuhan kanker kolorektal dan pemantauan kekambuhan, menyediakan jalur dan solusi teknis yang lebih hemat biaya dibandingkan dengan metode teknologi deteksi MRD yang ada, yang diharapkan dapat sangat meningkatkan penggunaan klinis prediksi dan pemantauan kekambuhan kanker kolorektal, dan secara signifikan meningkatkan kelangsungan hidup dan kualitas hidup pasien. Studi ini juga dievaluasi secara tinggi oleh jurnal dan editornya, dan tercantum sebagai makalah rekomendasi utama dalam edisi ini, dan Profesor Juan Ruiz-Bañobre dari Spanyol dan Profesor Ajay Goel dari Amerika Serikat diundang untuk meninjaunya. Studi ini juga dilaporkan oleh GenomeWeb, media biomedis terkemuka di Amerika Serikat.

Kanker kolorektal (CRC) adalah tumor ganas umum pada saluran pencernaan di Tiongkok. Data Badan Internasional untuk Penelitian Kanker (IARC) tahun 2020 menunjukkan bahwa 555.000 kasus baru di Tiongkok mencakup sekitar 1/3 dunia, dengan tingkat kejadian melonjak ke tempat kedua kanker umum di Tiongkok; 286.000 kematian mencakup sekitar 1/3 dunia, menempati peringkat sebagai penyebab kematian kanker paling umum kelima di Tiongkok. Penyebab kematian kelima di Tiongkok. Perlu dicatat bahwa di antara pasien yang didiagnosis, stadium TNM I, II, III dan IV masing-masing adalah 18,6%, 42,5%, 30,7% dan 8,2%. Lebih dari 80% pasien berada pada stadium tengah dan akhir, dan 44% dari mereka memiliki metastasis jauh simultan atau heterokronis ke hati dan paru-paru, yang secara serius mempengaruhi masa hidup, membahayakan kesehatan penduduk kita dan menyebabkan beban sosial dan ekonomi yang berat. Menurut statistik Pusat Kanker Nasional, kenaikan biaya pengobatan kanker kolorektal di Tiongkok per tahun rata-rata sekitar 6,9% hingga 9,2%, dan pengeluaran kesehatan pribadi pasien dalam satu tahun setelah diagnosis dapat menghabiskan 60% dari pendapatan keluarga. Pasien kanker menderita penyakit ini dan juga berada di bawah tekanan ekonomi yang besar [2].
Sembilan puluh persen lesi kanker kolorektal dapat diangkat melalui pembedahan, dan semakin dini tumor terdeteksi, semakin tinggi tingkat kelangsungan hidup lima tahun setelah reseksi bedah radikal, tetapi tingkat kekambuhan keseluruhan setelah reseksi radikal masih sekitar 30%. Tingkat kelangsungan hidup lima tahun kanker kolorektal pada populasi Tiongkok adalah 90,1%, 72,6%, 53,8% dan 10,4% untuk stadium I, II, III dan IV.
Penyakit sisa minimal (MRD) merupakan penyebab utama kekambuhan tumor setelah pengobatan radikal. Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi deteksi MRD untuk tumor padat telah berkembang pesat, dan beberapa studi observasional dan intervensional yang sangat penting telah mengonfirmasi bahwa status MRD pascaoperasi dapat mengindikasikan risiko kekambuhan kanker kolorektal pascaoperasi. Pengujian ctDNA memiliki kelebihan karena bersifat noninvasif, sederhana, cepat, dengan aksesibilitas sampel yang tinggi, dan mengatasi heterogenitas tumor.
Pedoman NCCN AS untuk kanker usus besar dan pedoman CSCO Tiongkok untuk kanker kolorektal keduanya menyatakan bahwa untuk penentuan risiko kekambuhan pascaoperasi dan pemilihan kemoterapi adjuvan pada kanker usus besar, pengujian ctDNA dapat memberikan informasi prognostik dan prediktif untuk membantu dalam keputusan pengobatan adjuvan bagi pasien dengan kanker usus besar stadium II atau III. Namun, sebagian besar penelitian yang ada berfokus pada mutasi ctDNA berdasarkan teknologi sekuensing berthroughput tinggi (NGS), yang memiliki proses yang kompleks, waktu tunggu yang lama, dan biaya yang tinggi [3], dengan sedikit kurangnya generalisasi dan prevalensi yang rendah di antara pasien kanker.
Dalam kasus pasien kanker kolorektal stadium III, pemantauan dinamis ctDNA berbasis NGS menghabiskan biaya hingga $10.000 untuk satu kali kunjungan dan memerlukan masa tunggu hingga dua minggu. Dengan uji metilasi multigen dalam penelitian ini, ColonAiQ®, pasien dapat menjalani pemantauan ctDNA dinamis dengan biaya sepersepuluh dari biaya sebenarnya dan mendapatkan laporan hanya dalam waktu dua hari.
Menurut 560.000 kasus baru kanker kolorektal di Tiongkok setiap tahun, pasien klinis terutama dengan kanker kolorektal stadium II-III (proporsinya sekitar 70%) memiliki permintaan yang lebih mendesak untuk pemantauan dinamis, maka ukuran pasar pemantauan dinamis MRD kanker kolorektal mencapai jutaan orang setiap tahun.
Dapat dilihat bahwa hasil penelitian memiliki signifikansi ilmiah dan praktis yang penting. Melalui studi klinis prospektif berskala besar, telah dipastikan bahwa teknologi metilasi multigen ctDNA darah berbasis PCR dapat digunakan untuk prediksi kekambuhan kanker kolorektal dan pemantauan kekambuhan dengan sensitivitas, ketepatan waktu, dan efektivitas biaya, sehingga memungkinkan pengobatan presisi untuk memberi manfaat lebih banyak kepada pasien kanker. Studi ini didasarkan pada ColonAiQ®, uji metilasi multigen untuk kanker kolorektal yang dikembangkan oleh KUNY, yang nilai aplikasi klinisnya dalam skrining dan diagnosis dini telah dikonfirmasi oleh studi klinis pusat.
Gastroenterologi (IF33.88), jurnal internasional teratas di bidang penyakit gastrointestinal pada tahun 2021, melaporkan hasil penelitian multisenter dari Rumah Sakit Zhongshan Universitas Fudan, Rumah Sakit Kanker Universitas Fudan, dan lembaga medis terkemuka lainnya bersama dengan KUNYAN Biological, yang mengonfirmasi kinerja luar biasa ColonAiQ® ChangAiQ® dalam skrining dini dan diagnosis dini kanker kolorektal, dan awalnya mengeksplorasi Ini juga mengeksplorasi aplikasi potensial dalam pemantauan prognosis kanker kolorektal.

Untuk lebih memvalidasi aplikasi klinis metilasi ctDNA dalam stratifikasi risiko, memandu keputusan perawatan dan pemantauan kekambuhan dini pada kanker kolorektal stadium I-III, tim peneliti melibatkan 299 pasien dengan kanker kolorektal stadium I-III yang menjalani operasi radikal dan mengumpulkan sampel darah di setiap titik tindak lanjut (tiga bulan terpisah) dalam waktu satu minggu sebelum operasi, satu bulan setelah operasi, dan dalam terapi adjuvan pascaoperasi untuk pengujian ctDNA darah dinamis.
Pertama, ditemukan bahwa pengujian ctDNA dapat memprediksi risiko kekambuhan pada pasien kanker kolorektal lebih awal, baik sebelum operasi maupun pasca operasi awal. Pasien ctDNA positif pra operasi memiliki kemungkinan kekambuhan pasca operasi yang lebih tinggi daripada pasien ctDNA negatif pra operasi (22,0% > 4,7%). Pengujian ctDNA pasca operasi awal masih memprediksi risiko kekambuhan: satu bulan setelah reseksi radikal, pasien ctDNA positif 17,5 kali lebih mungkin untuk kambuh daripada pasien negatif; tim juga menemukan bahwa pengujian ctDNA dan CEA gabungan sedikit meningkatkan kinerja dalam mendeteksi kekambuhan (AUC = 0,849), tetapi perbedaannya tidak signifikan dibandingkan dengan pengujian ctDNA (AUC = 0,839) saja. Perbedaannya tidak signifikan dibandingkan dengan ctDNA saja (AUC = 0,839).
Stadium klinis yang dikombinasikan dengan faktor risiko saat ini menjadi dasar utama untuk stratifikasi risiko pasien kanker, dan dalam paradigma saat ini, sejumlah besar pasien masih kambuh [4], dan ada kebutuhan mendesak untuk alat stratifikasi yang lebih baik karena pengobatan berlebih dan pengobatan kurang hidup berdampingan di klinik. Berdasarkan hal ini, tim mengklasifikasikan pasien dengan kanker kolorektal stadium III ke dalam beberapa subkelompok berdasarkan penilaian risiko kekambuhan klinis (risiko tinggi (T4/N2) dan risiko rendah (T1-3N1)) dan periode pengobatan adjuvan (3/6 bulan). Analisis menemukan bahwa pasien dalam subkelompok risiko tinggi pasien ctDNA-positif memiliki tingkat kekambuhan yang lebih rendah jika mereka menerima terapi adjuvan selama enam bulan; dalam subkelompok risiko rendah pasien ctDNA-positif, tidak ada perbedaan signifikan antara siklus pengobatan adjuvan dan hasil pasien; sementara pasien ctDNA-negatif memiliki prognosis yang jauh lebih baik daripada pasien ctDNA-positif dan periode bebas kekambuhan pascaoperasi (RFS) yang lebih lama; kanker kolorektal stadium I dan stadium II risiko rendah Semua pasien ctDNA-negatif tidak mengalami kekambuhan dalam dua tahun; oleh karena itu, integrasi ctDNA dengan fitur klinis diharapkan dapat lebih mengoptimalkan stratifikasi risiko dan memprediksi kekambuhan dengan lebih baik.

Gambar 1. Analisis ctDNA plasma pada POM1 untuk deteksi dini kekambuhan kanker kolorektal
Hasil lebih lanjut dari pengujian ctDNA dinamis menunjukkan bahwa risiko kekambuhan secara signifikan lebih tinggi pada pasien dengan pengujian ctDNA dinamis positif dibandingkan pada pasien dengan ctDNA negatif selama fase pemantauan kekambuhan penyakit setelah perawatan definitif (setelah operasi radikal + terapi adjuvan) (Gambar 3ACD), dan bahwa ctDNA dapat mengindikasikan kekambuhan tumor hingga 20 bulan lebih awal daripada pencitraan (Gambar 3B), menawarkan kemungkinan deteksi dini kekambuhan penyakit dan intervensi tepat waktu.

Gambar 2. Analisis ctDNA berdasarkan kohort longitudinal untuk mendeteksi kekambuhan kanker kolorektal

“Sejumlah besar studi kedokteran translasi dalam kanker kolorektal memimpin disiplin ilmu ini, terutama pengujian MRD berbasis ctDNA menunjukkan potensi besar untuk meningkatkan manajemen pascaoperasi pasien kanker kolorektal dengan memungkinkan stratifikasi risiko kekambuhan, memandu keputusan pengobatan, dan pemantauan kekambuhan dini.

Keuntungan memilih metilasi DNA sebagai penanda MRD baru daripada deteksi mutasi adalah tidak memerlukan penyaringan sekuensing genom keseluruhan jaringan tumor, langsung digunakan untuk pengujian darah, dan menghindari hasil positif palsu karena mendeteksi mutasi somatik yang berasal dari jaringan normal, penyakit jinak, dan hematopoiesis klonal.
Studi ini dan studi terkait lainnya mengonfirmasi bahwa pengujian MRD berbasis ctDNA adalah faktor risiko independen terpenting untuk kekambuhan kanker kolorektal stadium I-III dan dapat digunakan untuk membantu memandu keputusan pengobatan, termasuk "peningkatan" dan "penurunan" terapi adjuvan. MRD adalah faktor risiko independen terpenting untuk kekambuhan setelah operasi kanker kolorektal stadium I-III.
Bidang MRD berkembang pesat dengan sejumlah pengujian yang inovatif, sangat sensitif, dan spesifik berdasarkan epigenetika (metilasi DNA dan fragmentomik) dan genomik (pengurutan tertarget sangat dalam atau pengurutan genom utuh). Kami berharap bahwa ColonAiQ® terus menyelenggarakan studi klinis berskala besar dan dapat menjadi indikator baru pengujian MRD yang menggabungkan aksesibilitas, kinerja tinggi, dan keterjangkauan serta dapat digunakan secara luas dalam praktik klinis rutin.”
Referensi
[1] Mo S, Ye L, Wang D, Han L, Zhou S, Wang H, Dai W, Wang Y, Luo W, Wang R, Xu Y, Cai S, Liu R, Wang Z, Cai G. Deteksi Dini Penyakit Residu Molekuler dan Stratifikasi Risiko untuk Kanker Kolorektal Stadium I hingga III melalui Metilasi DNA Tumor yang Bersirkulasi. JAMA Oncol. 2023 April 20.
[2] “Beban penyakit kanker kolorektal pada populasi Tiongkok: apakah berubah dalam beberapa tahun terakhir? , Jurnal Epidemiologi Tiongkok, Vol. 41, No. 10, Oktober 2020.
[3] Tarazona N, Gimeno-Valiente F, Gambardella V, dkk. Pengurutan DNA tumor bersirkulasi generasi berikutnya yang ditargetkan untuk melacak penyakit residu minimal pada kanker usus besar terlokalisasi. Ann Oncol. 1 November 2019;30(11):1804-1812.
[4] Taieb J, André T, Auclin E. Menyempurnakan terapi adjuvan untuk kanker usus besar non-metastatik, standar dan perspektif baru. Cancer Treat Rev. 2019;75:1-11.