מחקר פרוספקטיבי פורץ דרך: טכנולוגיית מתילציה של ctDNA בדם מבוססת PCR פותחת עידן חדש של מעקב MRD לסרטן המעי הגס

לאחרונה, פרסם JAMA Oncology (IF 33.012) תוצאת מחקר חשובה [1] של צוות פרופ' קאי גואו-רינג מבית החולים לסרטן של אוניברסיטת פודאן ופרופ' וואנג ג'ינג מבית החולים רנג'י בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת ג'יאו טונג בשנגחאי, בשיתוף פעולה עם KUNYUAN BIOLOGY: "גילוי מוקדם של מחלה שיורית מולקולרית וריבוד סיכונים לסרטן המעי הגס בשלב I עד III באמצעות מתילציה של DNA של הגידול במחזור הדם וריבוד סיכונים). מחקר זה הוא המחקר הרב-מרכזי הראשון בעולם המיישם טכנולוגיית מתילציה רב-גנים של ctDNA בדם מבוססת PCR לחיזוי וניטור הישנות סרטן המעי הגס, ומספק מסלול טכני ופתרון חסכוני יותר בהשוואה לשיטות טכנולוגיות גילוי MRD קיימות, מה שצפוי לשפר משמעותית את השימוש הקליני בחיזוי וניטור הישנות סרטן המעי הגס, ולשפר משמעותית את הישרדות המטופלים ואת איכות חייהם. המחקר זכה להערכה רבה גם על ידי כתב העת ועורכיו, ונרשם כמאמר המלצה מרכזי בגיליון זה, ופרופסור חואן רואיז-בניוברה מספרד ופרופסור אג'אי גואל מארצות הברית הוזמנו לסקור אותו. המחקר דווח גם על ידי GenomeWeb, כלי תקשורת ביו-רפואי מוביל בארצות הברית.

סרטן המעי הגס (CRC) הוא גידול ממאיר נפוץ במערכת העיכול בסין. נתוני הסוכנות הבינלאומית לחקר הסרטן (IARC) משנת 2020 מראים כי 555,000 מקרים חדשים בסין מהווים כשליש מכלל מקרי הסרטן בעולם, כאשר שיעור ההיארעות מזנק למקום השני מבין סוגי הסרטן הנפוצים בסין; 286,000 מקרי מוות מהווים כשליש מכלל מקרי הסרטן בעולם, ומדורג כסיבת המוות החמישית בשכיחותה מסרטן בסין. סיבת המוות החמישית בסין. ראוי לציין כי בקרב החולים שאובחנו, שלבי TNM I, II, III ו-IV הם 18.6%, 42.5%, 30.7% ו-8.2% בהתאמה. יותר מ-80% מהחולים נמצאים בשלבים האמצעיים והמאוחרים, ו-44% מהם סובלים מגרורות מרוחקות בו זמנית או הטרוכרוניות לכבד ולריאות, המשפיעות קשות על תקופת ההישרדות, מסכנות את בריאותם של תושבינו וגורמות לנטל חברתי וכלכלי כבד. על פי נתוני המרכז הלאומי לסרטן, העלייה השנתית הממוצעת בעלות הטיפול בסרטן המעי הגס בסין היא כ-6.9% עד 9.2%, והוצאות הבריאות האישיות של חולים תוך שנה מהאבחון יכולות להוות 60% מהכנסת המשפחה. חולי סרטן סובלים מהמחלה וגם נמצאים תחת לחץ כלכלי גדול [2].
תשעים אחוז מנגעי סרטן המעי הגס ניתנים להסרה כירורגית, וככל שהגידול מתגלה מוקדם יותר, כך שיעור ההישרדות לחמש שנים גבוה יותר לאחר כריתה כירורגית רדיקלית, אך שיעור ההישנות הכולל לאחר כריתה רדיקלית עדיין עומד על כ-30%. שיעורי ההישרדות לחמש שנים של סרטן המעי הגס באוכלוסייה הסינית הם 90.1%, 72.6%, 53.8% ו-10.4% עבור שלבים I, II, III ו-IV, בהתאמה.
מחלה שיורית מינימלית (MRD) היא גורם עיקרי להישנות גידולים לאחר טיפול רדיקלי. בשנים האחרונות, טכנולוגיית גילוי MRD בגידולים מוצקים התקדמה במהירות, ומספר מחקרים תצפיתיים והתערבותיים רבי משקל אישרו כי מצב MRD לאחר ניתוח יכול להצביע על הסיכון להישנות סרטן המעי הגס לאחר ניתוח. לבדיקת ctDNA יש יתרונות של היותה לא פולשנית, פשוטה, מהירה, עם נגישות גבוהה לדגימות והתגברות על הטרוגניות גידולית.
ההנחיות של NCCN האמריקאית לסרטן המעי הגס והנחיות CSCO הסיניות לסרטן המעי הגס קובעות שתיהן כי לצורך קביעת הסיכון להישנות לאחר ניתוח ובחירת כימותרפיה אדג'ובנטית בסרטן המעי הגס, בדיקת ctDNA יכולה לספק מידע פרוגנוסטי וניבוי המסייע בהחלטות טיפול אדג'ובנטי לחולים בסרטן המעי הגס בשלב II או III. עם זאת, רוב המחקרים הקיימים מתמקדים במוטציות ctDNA המבוססות על טכנולוגיית ריצוף תפוקה גבוהה (NGS), בעלת תהליך מורכב, זמן אספקה ​​ארוך ועלות גבוהה [3], עם חוסר קל בהכללה ושכיחות נמוכה בקרב חולי סרטן.
במקרה של חולי סרטן המעי הגס בשלב III, ניטור דינמי של ctDNA מבוסס NGS עולה עד 10,000 דולר לביקור בודד ודורש תקופת המתנה של עד שבועיים. בעזרת בדיקת המתילציה הרב-גנטית במחקר זה, ColonAiQ®, חולים יכולים לעבור ניטור דינמי של ctDNA בעשירית מהעלות ולקבל דוח תוך יומיים בלבד.
על פי 560,000 מקרים חדשים של סרטן המעי הגס בסין מדי שנה, לחולים קליניים, בעיקר עם סרטן המעי הגס בשלב II-III (השיעור הוא כ-70%) יש ביקוש דחוף יותר לניטור דינמי, מאשר גודל השוק של ניטור דינמי MRD של סרטן המעי הגס מגיע למיליוני אנשים מדי שנה.
ניתן לראות כי לתוצאות המחקר יש משמעות מדעית ומעשית חשובה. באמצעות מחקרים קליניים פרוספקטיביים בקנה מידה גדול, אישרו כי טכנולוגיית מתילציה רב-גנים של ctDNA בדם מבוססת PCR יכולה לשמש לחיזוי הישנות סרטן המעי הגס ולניטור הישנות, הן ברגישות, הן בזמן והן מבחינת עלות-תועלת, מה שמאפשר לרפואה מדויקת להועיל ליותר חולי סרטן. המחקר מבוסס על ColonAiQ®, בדיקת מתילציה רב-גנים לסרטן המעי הגס שפותחה על ידי KUNY, שערכה היישום הקליני בבדיקות סקר ואבחון מוקדמים אושר על ידי מחקר קליני מרכזי.
גסטרואנטרולוגיה (IF33.88), כתב העת הבינלאומי המוביל בתחום מחלות במערכת העיכול בשנת 2021, דיווח על תוצאות מחקר רב-מרכזיות של בית החולים ז'ונגשאן של אוניברסיטת פודאן, בית החולים לסרטן של אוניברסיטת פודאן ומוסדות רפואיים מוסמכים אחרים בשיתוף פעולה עם KUNYAN Biological, שאישרו את הביצועים המצוינים של ColonAiQ® ChangAiQ® בסריקה מוקדמת ואבחון מוקדם של סרטן המעי הגס, ובתחילה בחן את היישום הפוטנציאלי גם בניטור הפרוגנוזה של סרטן המעי הגס.

כדי לאמת עוד יותר את היישום הקליני של מתילציה של ctDNA בריבוד סיכונים, הנחיית החלטות טיפול וניטור הישנות מוקדמת בסרטן המעי הגס בשלבים I-III, צוות המחקר כלל 299 חולים עם סרטן המעי הגס בשלבים I-III שעברו ניתוח רדיקלי ואספו דגימות דם בכל נקודת מעקב (בהפרש של שלושה חודשים) תוך שבוע לפני הניתוח, חודש לאחר הניתוח, ובטיפול אדג'ובנטי לאחר הניתוח לבדיקת ctDNA דינמית בדם.
ראשית, נמצא כי בדיקת ctDNA יכולה לחזות את הסיכון להישנות בחולי סרטן המעי הגס והרקטום בשלב מוקדם, הן לפני הניתוח והן בשלב מוקדם לאחר הניתוח. חולים עם ctDNA חיובי לפני הניתוח היו בעלי סבירות גבוהה יותר להישנות לאחר הניתוח בהשוואה לחולים עם ctDNA שלילי לפני הניתוח (22.0% > 4.7%). בדיקת ctDNA מוקדמת לאחר הניתוח עדיין ניבאה סיכון להישנות: חודש לאחר כריתה רדיקלית, חולים עם ctDNA חיוביים היו בעלי סיכוי גבוה פי 17.5 להישנות בהשוואה לחולים שליליים; הצוות מצא גם כי שילוב של בדיקות ctDNA ו-CEA שיפר מעט את הביצועים בגילוי הישנות (AUC=0.849), אך ההבדל לא היה מובהק בהשוואה לבדיקת ctDNA (AUC=0.839) בלבד. ההבדל לא היה מובהק בהשוואה לבדיקת ctDNA בלבד (AUC=0.839).
שילוב של שלב קליני עם גורמי סיכון הוא כיום הבסיס העיקרי לריבוד הסיכון של חולי סרטן, ובפרדיגמה הנוכחית, מספר רב של חולים עדיין חזרו על המחלה [4], וקיים צורך דחוף בכלי ריבוד טובים יותר מכיוון שטיפול יתר ותת-טיפול מתקיימים במרפאה. בהתבסס על כך, הצוות סיווג חולים עם סרטן המעי הגס בשלב III לתת-קבוצות שונות על סמך הערכת הסיכון הקלינית להישנות (סיכון גבוה (T4/N2) וסיכון נמוך (T1-3N1)) ותקופת טיפול אדג'ובנטי (3/6 חודשים). הניתוח מצא כי לחולים בתת-הקבוצה בסיכון גבוה של חולים חיוביים ל-ctDNA היה שיעור הישנות נמוך יותר אם קיבלו שישה חודשי טיפול אדג'ובנטי; בתת-הקבוצה בסיכון נמוך של חולים חיוביים ל-ctDNA, לא היה הבדל משמעותי בין מחזור הטיפול האדג'ובנטי לבין תוצאות החולים; בעוד שלחולים שליליים ל-ctDNA הייתה פרוגנוזה טובה משמעותית מחולים חיוביים ל-ctDNA ותקופה ללא הישנות לאחר הניתוח (RFS) ארוכה יותר; סרטן המעי הגס בשלב I ובשלב II בסיכון נמוך. כל החולים השליליים ל-ctDNA לא חוו הישנות תוך שנתיים; לכן, שילוב של ctDNA עם מאפיינים קליניים צפוי לייעל עוד יותר את ריבוד הסיכון ולחזות טוב יותר את ההישנות.

איור 1. ניתוח ctDNA בפלזמה ב-POM1 לגילוי מוקדם של הישנות סרטן המעי הגס
תוצאות נוספות של בדיקת ctDNA דינמית הראו כי הסיכון להישנות היה גבוה משמעותית בחולים עם בדיקת ctDNA דינמית חיובית בהשוואה לחולים עם ctDNA שלילי במהלך שלב ניטור הישנות המחלה לאחר טיפול סופי (לאחר ניתוח רדיקלי + טיפול אדג'ובנטי) (איור 3ACD), וכי ctDNA יכול להצביע על הישנות הגידול עד 20 חודשים מוקדם יותר מבדיקות הדמיה (איור 3B), מה שמציע אפשרות לגילוי מוקדם של הישנות המחלה והתערבות בזמן.

איור 2. ניתוח ctDNA המבוסס על קבוצת מחקר אורכית לגילוי הישנות סרטן המעי הגס

"מספר רב של מחקרים ברפואה טרנסלציונית בסרטן המעי הגס מובילים את התחום, במיוחד בדיקות MRD מבוססות ctDNA מדגימות פוטנציאל גדול לשיפור הטיפול לאחר הניתוח בחולי סרטן המעי הגס על ידי מתן אפשרות לריבוד סיכון להישנות, הנחיית החלטות טיפול וניטור מוקדם של הישנות."

היתרון בבחירת מתילציה של DNA כסמן MRD חדש על פני גילוי מוטציות הוא שהיא אינה דורשת סינון ריצוף גנום שלם של רקמות גידול, משמשת ישירות לבדיקות דם, ומונעת תוצאות חיוביות שגויות עקב גילוי מוטציות סומטיות שמקורן ברקמות תקינות, מחלות שפירות והמטופואזה שבטית.
מחקר זה ומחקרים קשורים אחרים מאשרים כי בדיקת MRD מבוססת ctDNA היא גורם הסיכון הבלתי תלוי החשוב ביותר להישנות סרטן המעי הגס בשלבים I-III, וניתן להשתמש בה כדי לסייע בהנחיית החלטות טיפול, כולל "הסלמה" ו"הורדה" של טיפול אדג'ובנטי. MRD היא גורם הסיכון הבלתי תלוי החשוב ביותר להישנות לאחר ניתוח לסרטן המעי הגס בשלבים I-III.
תחום בדיקות MRD מתפתח במהירות עם מספר בדיקות חדשניות, רגישות במיוחד וספציפיות המבוססות על אפיגנטיקה (מתילציה של DNA ופרגמנטומיקה) וגנומיקה (ריצוף ממוקד עמוק במיוחד או ריצוף גנום שלם). אנו צופים ש-ColonAiQ® ימשיך לארגן מחקרים קליניים בקנה מידה גדול ויכול להפוך למדד חדש לבדיקות MRD המשלב נגישות, ביצועים גבוהים ומחיר סביר, וניתן להשתמש בו באופן נרחב בפרקטיקה הקלינית השגרתית."
הפניות
[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. גילוי מוקדם של מחלה שיורית מולקולרית וריבוד סיכונים לסרטן המעי הגס בשלב I עד III באמצעות מתילציה של DNA של הגידול במחזור הדם. JAMA Oncol. 20 באפריל 2023.
[2] "נטל סרטן המעי הגס באוכלוסייה הסינית: האם הוא השתנה בשנים האחרונות?", כתב העת הסיני לאפידמיולוגיה, כרך 41, מס' 10, אוקטובר 2020.
[3] Tarazona N, Gimeno-Valiente F, Gambardella V, et al. ריצוף ממוקד של הדור הבא של DNA של גידולים במחזור הדם למעקב אחר מחלה שיורית מינימלית בסרטן המעי הגס המקומי. Ann Oncol. 1 בנובמבר 2019;30(11):1804-1812.
[4] Taieb J, André T, Auclin E. שיפור טיפול אדג'ובנטי לסרטן המעי הגס שאינו גרורתי, סטנדרטים חדשים ופרספקטיבות. Cancer Treat Rev. 2019;75:1-11.