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宮頸癌是一種嚴(yán)重危害女性健康的惡性腫瘤。根據(jù)國家癌癥中心統(tǒng)計的數(shù)據(jù),2022年我國宮頸癌新發(fā)15萬例,死亡5.5萬例,發(fā)病例數(shù)和死亡例數(shù)都超過了其他婦科腫瘤的總和[1]。早期宮頸癌(≤IB2期)通常通過手術(shù)治療,2年復(fù)發(fā)風(fēng)險為8%-10%;晚期采用放化療,2年復(fù)發(fā)風(fēng)險為30%-50%。對于接受過浸潤性宮頸癌治療的女性,定期進(jìn)行常規(guī)臨床檢查,必要時進(jìn)行輔助影像學(xué)檢查,例如磁共振成像(MRI)或計算機斷層掃描(CT)。然而,目前尚無可靠的監(jiān)測標(biāo)志物來預(yù)測哪些患者在宮頸癌治療后更有可能復(fù)發(fā),血漿游離腫瘤HPV(HPV ctDNA或ctHPV)是一種潛在的生物標(biāo)志物[2]。
ctHPV和分子殘留病灶檢測
HPV是一種嗜上皮組織的無包膜雙鏈環(huán)狀小DNA病毒,病毒基因組約8 kb,可分為3個區(qū)域:早期基因(包含開放閱讀框E6、E7、E1、E8、E2、E4、E5,4.5kb)、晚期基因(包含開放閱讀框L2和L1,2.5kb),以及非編碼上游調(diào)節(jié)區(qū)(URR)又稱為長控制區(qū)(LCR,1kb)。HPV基因組序列存在10%以上的不同,即為不同的基因型別。目前已發(fā)現(xiàn)并分離鑒定出200多種HPV型別,并按其誘發(fā)癌癥的潛力,分為高危型與低危型。其中HPV16/18型占比約70%[3]。
▲HPV病毒基因組結(jié)構(gòu)和電鏡下的HPV分子[4]
E6和E7是與宮頸癌關(guān)聯(lián)最緊密的致癌基因。在高危型HPV(hrHPV)持續(xù)感染期間,HPV DNA通常會整合到宿主基因組中,其負(fù)調(diào)節(jié)因子E1和/或E2被破壞,導(dǎo)致病毒癌基因E6和E7表達(dá)失調(diào)[5]。E6和E7蛋白分別與p53和pRb結(jié)合,導(dǎo)致細(xì)胞中抑癌蛋白水平顯著降低,宿主染色體不穩(wěn)定,DNA的復(fù)制出現(xiàn)紊亂而誘發(fā)腫瘤[2]。也有研究通過Nanopore分析HPV16型的整合方式,發(fā)現(xiàn)有部分病毒E6/E7并未整合到基因組中,但占比很低[5]。
分子殘留病灶(MRD)是指經(jīng)過治療后,傳統(tǒng)的影像學(xué)檢查或?qū)嶒炇覚z測方法不能發(fā)現(xiàn),但通過細(xì)胞分子生物學(xué)方法在血液等液體活檢中發(fā)現(xiàn)的腫瘤來源分子異常,提示腫瘤細(xì)胞持續(xù)存在或臨床進(jìn)展可能。ctDNA是指主要來源于原發(fā)腫瘤、轉(zhuǎn)移灶或循環(huán)腫瘤細(xì)胞等釋放到循環(huán)系統(tǒng)中的腫瘤基因組片段,其攜帶腫瘤特異性遺傳或表觀遺傳變異,可實時反映體內(nèi)腫瘤狀態(tài),是臨床應(yīng)用最廣泛的液體活檢生物標(biāo)志物之一[6]。
ctDNA中體細(xì)胞突變的等位基因頻率(VAF)很低,即便在晚期/轉(zhuǎn)移性癌癥(III/IV期)中,平均VAF為3.67%,中位VAF僅為0.41%[7],因此需要較高的測序深度才能有效提高變異檢出的靈敏度[6]。由于HPV是絕大多數(shù)宮頸癌的病因,并且在細(xì)胞中以多個拷貝形式存在,因此也應(yīng)以ctDNA的形式釋放,它是一種潛在的生物標(biāo)志物[2]。ctHPV在總cfDNA中不受高野生型背景的干擾,比點突變更容易檢測和鑒別,且無需定制化流程。
▲宮頸癌ctHPV檢測的概覽[2]
ctHPV檢測在宮頸癌中的應(yīng)用
PAIR-HPV前瞻性研究(NCT02554565)納入了55例根治性放化療(CRT)一線治療的患者,主要為II-IVA期。在CRT治療前,69%的患者成功檢測到HPV ctDNA。HPV ctDNA水平與腫瘤中HPV拷貝數(shù)(r=0.41,p<0.001),腫瘤分期(p=0.037)和淋巴結(jié)狀態(tài)(p=0.02)相關(guān)。CRT結(jié)束時和隨訪期間,HPV ctDNA陽性與較低的無病生存(DFS,p=0.048)和總生存(OS,p=0.0013)相關(guān)[8]。
▲ctHPV檢測結(jié)果提示患者預(yù)后[8]
BioRAID研究(NCT02428842)入組了419例患者,94例納入無進(jìn)展生存(PFS)分析。73%的患者為FIGO III/IV期,均為16/18型,其中20%手術(shù),65%放化療,15%新輔治療。研究采用HPV E7基因作為標(biāo)志物。在治療前,63%的患者檢測到HPV ctDNA。HPV ctDNA陽性與FIGO高分期(p=0.02)和主動脈旁淋巴結(jié)受累(p= 0.01)相關(guān)。HPV ctDNA水平與腫瘤中HPV 拷貝數(shù)呈正相關(guān)(r=0.39,p<0.001)[9]。
研究發(fā)現(xiàn)基線時的HPV ctDNA檢測結(jié)果與PFS無關(guān)(HR=1.59;p=0.19);治療后HPV ctDNA陽性與更短的PFS相關(guān)(p<0.0001)。44例隨訪患者,取治療結(jié)束時(EOT)/隨訪過程樣本進(jìn)行監(jiān)測。除一例患者以外,EOT ctHPV陰性患者在隨訪期間保持陰性。75%的EOT ctHPV陽性患者的在隨訪期間仍為陽性,且全部復(fù)發(fā);2例隨訪期間清除ctHPV的患者未復(fù)發(fā)。ctHPV檢出陽性較臨床確診復(fù)發(fā)的中位提前時間為10個月(2~15個月)[9]。
▲ctHPV檢測結(jié)果與患者PFS的關(guān)系(A、基線檢測,B、EOT檢測)[9]
▲從EOT到隨訪結(jié)束,ctHPV的監(jiān)測結(jié)果[9]
瑞典的一項研究納入74例局部晚期宮頸癌患者,采用數(shù)字PCR(ddPCR)的方法分析了418個血漿樣本,中位隨訪時間為37個月。92.4%的治療前樣本ctHPV陽性。血漿中持續(xù)存在的ctHPV與較差的PFS相關(guān)(P < 0.001)。早期隨訪時ctHPV狀態(tài)預(yù)測疾病進(jìn)展的陽性預(yù)測值(PPV)為87.5%,陰性預(yù)測值(NPV)為89.3%。在所有(10例)完全應(yīng)答后復(fù)發(fā)的患者中,ctHPV檢出陽性較影像學(xué)診斷復(fù)發(fā)的中位提前時間為315天[10]。
ctHPV檢測在口咽癌中的應(yīng)用
除宮頸癌以外,頭頸部鱗癌、肛門癌、陰道癌、外陰癌等癌種均有一定比例是由HPV感染所致。近年來,歐美國家口咽癌的發(fā)病率明顯上升,研究提示大部分與HPV感染具有直接關(guān)系。我國同樣有逐年升高的趨勢?;谝豁椺槍PV16檢測的meta分析,國內(nèi)頭頸部腫瘤的HPV16總體感染率為24.7%,口咽癌的比例為31.6%。近期一項基于WHO數(shù)據(jù)庫的研究顯示,中國HPV陽性口咽癌的比例為25.8%[11]。
美國Naveris公司主導(dǎo)的研究(NCT02281955、NCT03077243、NCT0316182)分析了45例患者的509份血液樣本,中位隨訪時間為19.2個月。37例患者在治療后所有時間點均未檢測到ctHPV,無患者復(fù)發(fā),NPV為100%。8例患者在治療后監(jiān)測期間出現(xiàn)ctHPV陽性,其中4例被活檢證實復(fù)發(fā)。這4例患者連續(xù)2次ctHPV陽性,PPV為100%。ctHPV陽性與活檢證實復(fù)發(fā)之間的中位提前時間為6.6個月(3.3-12.9個月)[12]。
▲連續(xù)2次ctHPV監(jiān)測異常的患者復(fù)發(fā)風(fēng)險更高[12]
▲ctHPV監(jiān)測有助于早期發(fā)現(xiàn)疾病復(fù)發(fā)[12]
日本的一項研究在35例接受放療聯(lián)合或不聯(lián)合化療的HPV16相關(guān)頭頸部鱗癌患者中使ddPCR定量檢測ctHPV16 DNA。中位隨訪21個月后,ctHPV16 DNA和PET-CT的NPV相似(89.7% vs 84.0%),而ctHPV16 DNA的PPV遠(yuǎn)高于PET-CT(100% vs 50.0%)[13]。CSCO頭頸部腫瘤診療指南也在注釋中提到“對于HPV相關(guān)的口咽癌,近期有研究顯示治療后定期進(jìn)行外周血HPV DNA的拷貝數(shù)(檢測)有助于早期發(fā)現(xiàn)腫瘤復(fù)發(fā)”[11]。相信這一監(jiān)測方案不久之后會被寫入指南。
ctHPV的檢測方法和注意事項
早期的ctHPV研究都有一個共同點,即靈敏度相當(dāng)差,大多數(shù)僅為6.9%~30%。原因可能是多方面的。熒光定量PCR(qPCR)的方法不夠靈敏,無法檢測微量的ctHPV。血漿樣本的采樣量、保存、處理方法對檢測結(jié)果亦有影響[2]。2016年,Jeannot等人發(fā)表了第一項使用ddPCR檢測血漿中ctHPV DNA的研究。在47例HPV16/18陽性的宮頸癌患者中,他們使用ddPCR(16/18 E7)在83%的病例的治療前血漿中發(fā)現(xiàn)了ctHPV DNA,而使用qPCR時,這一比例僅為60%(p=0.02)[14]。
靶向HPV的高通量測序(HPV-seq)也是可選的方法之一。研究發(fā)現(xiàn)HPV-seq(靶向HPV和鱗癌中12個高頻突變基因)在細(xì)胞系數(shù)據(jù)中重現(xiàn)了小于0.6拷貝水平的檢測限。HPV-seq與ddPCR結(jié)果具有高度一致性(r2=0.95,p=1.9×10-29)。HPV-seq可以檢測出ddPCR檢測陰性的、治療后低至0.03拷貝/mL血漿中的ctDNA。治療結(jié)束時HPV ctDNA陽性與較差的PFS相關(guān),檢測復(fù)發(fā)的敏感性為100%,特異性為67%(ddPCR法均為75%)[15]。
前瞻性、多中心驗證研究(NCT03853915、NCT03702309)納入了70接受CRT治療的IB-IVA期宮頸癌患者。分別在基線時、CRT結(jié)束時、CRT后4~6周和CRT后3個月采集患者的外周血,同時使用ddPCR和HPV-seq兩種方法檢測ctHPV水平。主要終點為2年的PFS率,中位隨訪時間為2.2年,70例HPV陽性宮頸癌患者中有24例PFS事件。HPV-seq顯示出與ddPCR相似的結(jié)果。與ctHPV陰性的患者相比,在CRT結(jié)束時、CRT后4~6周和CRT后3個月,ctHPV陽性的患者2年的PFS顯著更差。無論采用ddPCR還是HPV-seq,與影像學(xué)相比,發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)的中位提前時間為5.9個月[16]。
▲這兩種檢測方法一致顯示:ctHPV快速清除的患者,具有更好的PFS,其次是逐漸清除的患者;而ctHPV升高的患者,PFS顯著更差[16]。
需要注意的是,ctHPV定量檢測不適用于健康女性或癌前病變患者的篩查。9項采用qPCR法的研究和最近幾項基于ddPCR法的研究均未在癌前病變患者血漿中檢出ctHPV;唯一檢出的研究中,血漿中的HPV狀態(tài)與宮頸樣本的相關(guān)性相當(dāng)差(44%)。大多數(shù)在健康女性中使用qPCR或ddPCR檢測ctHPV的檢出率僅為0%至2%。ctHPV在早期患者中的陽性率也較低,I~II期宮頸癌患者基線ctHPV陽性率為24.1~65%;晚期(III~IV期)患者基線ctHPV陽性率可達(dá)到63~100%[2]。
總結(jié)
ctHPV檢測的是整合到人類基因組,并釋放到血漿中的HPV游離DNA的E6/E7基因,用于分子殘留病灶(MRD)檢測,可以輔助預(yù)測治療效果,更可提早數(shù)月提示疾病復(fù)發(fā)。飛朔生物的人ctHPV16/18型定量檢測采用數(shù)字PCR法,靈敏度可達(dá)到1-3拷貝/反應(yīng),而且實驗操作簡便,報告周期短。飛朔生物致力于為腫瘤個體化精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)檢測提供最具創(chuàng)新性的產(chǎn)品和服務(wù),并持續(xù)更新現(xiàn)有產(chǎn)品。
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