Çığır açan prospektif çalışma: PCR tabanlı kan ctDNA metilasyon teknolojisi, kolorektal kanser için MRD gözetiminde yeni bir çağ açıyor

Son zamanlarda, JAMA Oncology (IF 33.012), Fudan Üniversitesi Kanser Hastanesi'nden Prof. Cai Guo-ring ve Şanghay Jiao Tong Üniversitesi Tıp Fakültesi Renji Hastanesi'nden Prof. Wang Jing ekibinin KUNYUAN BIOLOGY ile işbirliği içinde yaptığı önemli bir araştırma sonucunu [1] yayınladı: “Dolaşımdaki Tümör DNA'sı Metilasyonu ve Risk Katmanlaması Yoluyla Evre I ila III Kolorektal Kanser için Moleküler Rezidüel Hastalığın Erken Tespiti ve Risk Katmanlaması”. Bu çalışma, kolorektal kanser nüks tahmini ve nüks izleme için PCR tabanlı kan ctDNA çoklu gen metilasyon teknolojisini uygulayan dünyadaki ilk çok merkezli çalışmadır ve mevcut MRD tespit teknolojisi yöntemlerine kıyasla daha uygun maliyetli bir teknik yol ve çözüm sağlar; bunun kolorektal kanser nüks tahmini ve izlemesinin klinik kullanımını büyük ölçüde iyileştirmesi ve hasta sağ kalımını ve yaşam kalitesini önemli ölçüde iyileştirmesi beklenmektedir. Çalışma ayrıca dergi ve editörleri tarafından oldukça beğenildi ve bu sayıda önemli bir tavsiye makalesi olarak listelendi ve İspanya'dan Profesör Juan Ruiz-Bañobre ve Amerika Birleşik Devletleri'nden Profesör Ajay Goel incelemeye davet edildi. Çalışma ayrıca Amerika Birleşik Devletleri'ndeki önde gelen bir biyomedikal medya olan GenomeWeb tarafından da bildirildi.

Kolorektal kanser (CRC), Çin'de gastrointestinal sistemin yaygın bir kötü huylu tümörüdür. 2020 Uluslararası Kanser Araştırma Ajansı (IARC) verileri, Çin'deki 555.000 yeni vakanın dünyanın yaklaşık 1/3'ünü oluşturduğunu ve insidans oranının Çin'deki en yaygın kanserler arasında ikinci sıraya yükseldiğini göstermektedir; 286.000 ölüm dünyanın yaklaşık 1/3'ünü oluşturarak Çin'de kanserden ölümlerin beşinci en yaygın nedeni olarak sıralanmaktadır. Çin'de beşinci ölüm nedenidir. Teşhis konulan hastalar arasında TNM evre I, II, III ve IV'ün sırasıyla %18,6, %42,5, %30,7 ve %8,2 olması dikkat çekicidir. Hastaların %80'inden fazlası orta ve ileri evrelerdedir ve %44'ünde karaciğer ve akciğere eş zamanlı veya heterokronik uzak metastazlar vardır, bu da sağkalım süresini ciddi şekilde etkiler, sakinlerimizin sağlığını tehlikeye atar ve ağır sosyal ve ekonomik yüke neden olur. Ulusal Kanser Merkezi istatistiklerine göre, Çin'de kolorektal kanser tedavisinin maliyetindeki yıllık ortalama artış yaklaşık %6,9 ila %9,2'dir ve hastaların teşhisten sonraki bir yıl içindeki kişisel sağlık harcamaları aile gelirinin %60'ını oluşturabilir. Kanser hastaları hastalıktan muzdariptir ve ayrıca büyük ekonomik baskı altındadır [2].
Kolorektal kanser lezyonlarının yüzde doksanı cerrahi olarak çıkarılabilir ve tümör ne kadar erken tespit edilirse, radikal cerrahi rezeksiyondan sonraki beş yıllık sağ kalım oranı o kadar yüksek olur, ancak radikal rezeksiyondan sonraki genel tekrarlama oranı hala yaklaşık %30'dur. Çin nüfusunda kolorektal kanserin beş yıllık sağ kalım oranları sırasıyla evre I, II, III ve IV için %90,1, %72,6, %53,8 ve %10,4'tür.
Minimal rezidüel hastalık (MRD), radikal tedaviden sonra tümör tekrarının önemli bir nedenidir. Son yıllarda, katı tümörler için MRD tespit teknolojisi hızla ilerlemiştir ve birkaç ağır gözlemsel ve müdahaleci çalışma, ameliyat sonrası MRD durumunun kolorektal kanserin ameliyat sonrası tekrarlama riskini gösterebileceğini doğrulamıştır. ctDNA testi, invaziv olmayan, basit, hızlı, yüksek örnek erişilebilirliği ve tümör heterojenliğinin üstesinden gelme avantajlarına sahiptir.
ABD NCCN kolon kanseri yönergeleri ve Çin CSCO kolorektal kanser yönergeleri, kolon kanserinde postoperatif tekrarlama riskinin belirlenmesi ve adjuvan kemoterapi seçimi için ctDNA testinin, evre II veya III kolon kanseri olan hastalar için adjuvan tedavi kararlarına yardımcı olmak üzere prognostik ve öngörücü bilgiler sağlayabileceğini belirtmektedir. Ancak, mevcut çalışmaların çoğu, karmaşık bir sürece, uzun bir ön hazırlık süresine ve yüksek maliyete sahip olan yüksek verimli dizileme teknolojisine (NGS) dayalı ctDNA mutasyonlarına odaklanmaktadır [3], kanser hastaları arasında hafif bir genelleştirilebilirlik eksikliği ve düşük yaygınlık bulunmaktadır.
Evre III kolorektal kanser hastalarında, NGS tabanlı ctDNA dinamik izleme tek bir ziyaret için 10.000 dolara kadar mal olur ve iki haftaya kadar bekleme süresi gerektirir. Bu çalışmadaki çok genli metilasyon testi ColonAiQ® ile hastalar maliyetin onda biri kadar bir fiyata dinamik ctDNA izleme yaptırabilir ve iki gün kadar kısa bir sürede bir rapor alabilirler.
Çin'de her yıl 560.000 yeni kolorektal kanser vakası görüldüğüne göre, çoğunlukla evre II-III kolorektal kanserli klinik hastaların (yaklaşık %70) dinamik izlemeye daha acil talebi vardır, bu nedenle kolorektal kanserin MRD dinamik izleme pazarı her yıl milyonlarca insana ulaşmaktadır.
Araştırma sonuçlarının önemli bilimsel ve pratik öneme sahip olduğu görülebilir. Büyük ölçekli prospektif klinik çalışmalar aracılığıyla, PCR tabanlı kan ctDNA çoklu gen metilasyon teknolojisinin hem duyarlılık, hem zamanında olma hem de maliyet etkinliği ile kolorektal kanser tekrarlama tahmini ve tekrarlama izleme için kullanılabileceğini doğrulamıştır ve bu da hassas tıbbın daha fazla kanser hastasına fayda sağlamasını daha iyi hale getirmiştir. Çalışma, erken tarama ve tanıda klinik uygulama değeri merkezi bir klinik çalışma ile doğrulanan, KUNY tarafından geliştirilen kolorektal kanser için çoklu gen metilasyon testi olan ColonAiQ®'ya dayanmaktadır.
2021 yılında gastrointestinal hastalıklar alanında en iyi uluslararası dergi olan Gastroenterology (IF33.88), Fudan Üniversitesi Zhongshan Hastanesi, Fudan Üniversitesi Kanser Hastanesi ve diğer yetkili tıbbi kurumların KUNYAN Biological ile birlikte gerçekleştirdiği çok merkezli araştırma sonuçlarını bildirdi ve ColonAiQ® ChangAiQ®'nun kolorektal kanserinin erken taramasında ve erken teşhisinde mükemmel performansını doğruladı ve başlangıçta kolorektal kanser prognozunun izlenmesinde potansiyel uygulamasını araştırdı.

Evre I-III kolorektal kanserinde risk sınıflandırmasında, tedavi kararlarına rehberlik etmede ve erken tekrarlama takibinde ctDNA metilasyonunun klinik uygulamasını daha fazla doğrulamak için araştırma ekibi, radikal cerrahi geçiren ve her takip noktasında (üç ay arayla), ameliyattan bir hafta önce, ameliyattan bir ay sonra ve postoperatif adjuvan tedavide dinamik kan ctDNA testi için kan örnekleri toplanan evre I-III kolorektal kanserli 299 hastayı çalışmaya dahil etti.
Öncelikle, ctDNA testinin kolorektal kanser hastalarında hem ameliyat öncesi hem de ameliyat sonrası erken dönemde nüks riskini tahmin edebileceği bulundu. Ameliyat öncesi ctDNA pozitif hastaların ameliyat sonrası nüks olasılığı, ameliyat öncesi ctDNA negatif hastalara göre daha yüksekti (%22,0 > %4,7). Ameliyat sonrası erken ctDNA testi hala nüks riskini tahmin ediyordu: radikal rezeksiyondan bir ay sonra, ctDNA pozitif hastaların negatif hastalara göre 17,5 kat daha fazla nüks etme olasılığı vardı; ekip ayrıca, kombine ctDNA ve CEA testinin nüksü tespit etmede performansı hafifçe iyileştirdiğini (AUC = 0,849) buldu, ancak fark, tek başına ctDNA (AUC = 0,839) testine kıyasla anlamlı değildi. Fark, tek başına ctDNA (AUC = 0,839) ile karşılaştırıldığında anlamlı değildi.
Klinik evreleme, risk faktörleriyle birleştirildiğinde şu anda kanser hastalarının risk tabakalandırmasının ana temelidir ve mevcut paradigmada, çok sayıda hasta hala tekrarlamaktadır [4] ve klinikte aşırı tedavi ve yetersiz tedavi bir arada bulunduğundan daha iyi tabakalandırma araçlarına acil ihtiyaç vardır. Buna dayanarak, ekip evre III kolorektal kanserli hastaları klinik tekrarlama riski değerlendirmesine (yüksek riskli (T4/N2) ve düşük riskli (T1-3N1)) ve adjuvan tedavi süresine (3/6 ay) göre farklı alt gruplara sınıflandırdı. Analiz, ctDNA pozitif hastaların yüksek riskli alt grubundaki hastaların altı aylık adjuvan tedavi almaları durumunda daha düşük bir tekrarlama oranına sahip olduğunu; ctDNA pozitif hastaların düşük riskli alt grubunda, adjuvan tedavi döngüsü ile hasta sonuçları arasında anlamlı bir fark olmadığını buldu; ctDNA negatif hastaların ctDNA pozitif hastalara kıyasla önemli ölçüde daha iyi bir prognoza ve daha uzun bir postoperatif nükssüz döneme (RFS) sahip olduğu; evre I ve düşük riskli evre II kolorektal kanser ctDNA negatif hastaların hepsinde iki yıl içinde nüks görülmediği; bu nedenle ctDNA'nın klinik özellikler ile bütünleştirilmesinin risk sınıflandırmasını daha da optimize etmesi ve nüksü daha iyi tahmin etmesi beklenmektedir.

Şekil 1. Kolorektal kanser tekrarının erken tespiti için POM1'de plazma ctDNA analizi
Dinamik ctDNA testinin diğer sonuçları, kesin tedaviden sonra hastalığın tekrarlama izleme aşamasında (radikal cerrahi + adjuvan tedavi sonrası) dinamik ctDNA testi pozitif olan hastalarda, negatif ctDNA testi negatif olan hastalara göre tekrarlama riskinin anlamlı derecede daha yüksek olduğunu gösterdi (Şekil 3ACD) ve ctDNA'nın tümör tekrarını görüntülemeye göre 20 aya kadar daha erken gösterebileceğini (Şekil 3B), böylece hastalığın tekrarlamasının erken tespiti ve zamanında müdahale olanağı sunduğunu gösterdi.

Şekil 2. Kolorektal kanser tekrarını tespit etmek için uzunlamasına kohorta dayalı ctDNA analizi

“Kolorektal kanser alanında çok sayıda translasyonel tıp çalışması bu disipline öncülük ediyor, özellikle ctDNA tabanlı MRD testleri, tekrarlama riskinin sınıflandırılmasını sağlayarak, tedavi kararlarına rehberlik ederek ve erken tekrarlama takibini sağlayarak kolorektal kanser hastalarının postoperatif yönetimini iyileştirmede büyük potansiyel gösteriyor.

DNA metilasyonunun mutasyon tespiti yerine yeni bir MRD belirteci olarak seçilmesinin avantajı, tümör dokularının tüm genom dizilimi taramasına ihtiyaç duymaması, doğrudan kan testi için kullanılması ve normal dokulardan kaynaklanan somatik mutasyonların, iyi huylu hastalıkların ve klonal hematopoezin tespiti nedeniyle yanlış pozitif sonuçların önlenmesidir.
Bu çalışma ve diğer ilgili çalışmalar, ctDNA tabanlı MRD testinin evre I-III kolorektal kanserinin tekrarlaması için en önemli bağımsız risk faktörü olduğunu ve adjuvan tedavinin "tırmanımı" ve "düşürülmesi" dahil olmak üzere tedavi kararlarını yönlendirmeye yardımcı olmak için kullanılabileceğini doğrulamaktadır. MRD, evre I-III kolorektal kanser için ameliyattan sonra tekrarlama için en önemli bağımsız risk faktörüdür.
MRD alanı, epigenetik (DNA metilasyonu ve fragmentomik) ve genomik (ultra derin hedefli dizileme veya tüm genom dizileme) temelli bir dizi yenilikçi, son derece hassas ve spesifik analizle hızla gelişiyor. ColonAiQ®'nun büyük ölçekli klinik çalışmalar düzenlemeye devam etmesini ve erişilebilirlik, yüksek performans ve uygun maliyeti bir araya getiren ve rutin klinik uygulamada yaygın olarak kullanılabilen yeni bir MRD testi göstergesi haline gelebileceğini umuyoruz."
Referanslar
[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. Dolaşımdaki Tümör DNA Metilasyonu Yoluyla Evre I ila III Kolorektal Kanser İçin Moleküler Rezidüel Hastalığın Erken Tespiti ve Risk Katmanlaması. JAMA Oncol. 2023 Nisan 20.
[2] “Çin nüfusunda kolorektal kanser hastalığının yükü: Son yıllarda değişti mi? , Çin Epidemiyoloji Dergisi, Cilt 41, No. 10, Ekim 2020.
[3] Tarazona N, Gimeno-Valiente F, Gambardella V, ve diğerleri. Lokalize kolon kanserinde minimal rezidüel hastalığın izlenmesi için dolaşımdaki tümör DNA'sının hedeflenen yeni nesil dizilenmesi. Ann Oncol. 1 Kasım 2019;30(11):1804-1812.
[4] Taieb J, André T, Auclin E. Metastatik olmayan kolon kanseri için adjuvan tedavinin iyileştirilmesi, yeni standartlar ve perspektifler. Cancer Treat Rev. 2019;75:1-11.