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 Sınıflandırması Yoluyla Evre I ila III Kolorektal Kanser için Moleküler Rezidüel Hastalığın Erken Tespiti ve Risk Sınıflandırması". 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, dergi ve editörleri tarafından da büyük beğeni topladı ve bu sayıda önemli bir öneri makalesi olarak listelendi. İspanya'dan Profesör Juan Ruiz-Bañobre ve Amerika Birleşik Devletleri'nden Profesör Ajay Goel, çalışmayı incelemeye davet edildi. Çalışma ayrıca, Amerika Birleşik Devletleri'nin önde gelen biyomedikal medya kuruluşlarından GenomeWeb tarafından da duyuruldu.

Kolorektal kanser (KRK), Çin'de gastrointestinal sistemin yaygın bir kötü huylu tümörüdür. 2020 Uluslararası Kanser Araştırma Ajansı (IARC) verileri, Çin'deki 555.000 yeni vakanın dünya nüfusunun yaklaşık 1/3'ünü oluşturduğunu ve insidans oranının Çin'deki en yaygın kanserler arasında ikinci sıraya yükseldiğini göstermektedir; 286.000 ölüm dünya nüfusunun 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 durum 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 arasındadır ve hastaların teşhisten sonraki bir yıl içindeki kişisel sağlık harcamaları, aile gelirinin %60'ını karşılayabilmektedir. Kanser hastaları, hastalıktan muzdarip olmanın yanı sıra büyük bir ekonomik baskı altındadır [2].
Kolorektal kanser lezyonlarının %90'ı cerrahi olarak çıkarılabilir ve tümör ne kadar erken tespit edilirse, radikal cerrahi rezeksiyon sonrası beş yıllık sağ kalım oranı o kadar yüksek olur, ancak radikal rezeksiyon sonrası genel nüks oranı hala yaklaşık %30'dur. Çin nüfusunda kolorektal kanserin beş yıllık sağ kalım oranları, evre I, II, III ve IV için sırasıyla %90,1, %72,6, %53,8 ve %10,4'tür.
Minimal rezidüel hastalık (MRD), radikal tedaviden sonra tümör nüksünün önemli bir nedenidir. Son yıllarda, solid tümörler için MRD tespit teknolojisi hızla ilerlemiş ve birçok önemli gözlemsel ve girişimsel çalışma, ameliyat sonrası MRD durumunun kolorektal kanserin ameliyat sonrası nüks riskini gösterebileceğini doğrulamıştır. ctDNA testi, invaziv olmayan, basit, hızlı, yüksek örnek erişilebilirliği ve tümör heterojenliğinin üstesinden gelme avantajlarına sahiptir.
ABD NCCN kolon kanseri kılavuzları ve Çin CSCO kolorektal kanser kılavuzları, kolon kanserinde postoperatif nüks 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 hazırlık süresine ve yüksek maliyete sahip olan [3], genelleştirilebilirliği düşük ve kanser hastaları arasında düşük yaygınlığa sahip yüksek verimli dizileme teknolojisine (NGS) dayalı ctDNA mutasyonlarına odaklanmaktadır.
Evre III kolorektal kanser hastalarında, NGS tabanlı ctDNA dinamik izlemenin tek bir seans maliyeti 10.000 dolara kadar çıkabilmekte ve iki haftaya kadar bekleme süresi gerektirebilmektedir. Bu çalışmadaki çok genli metilasyon testi ColonAiQ® ile hastalar, maliyetin onda biri kadar düşük bir maliyetle dinamik ctDNA izleme yaptırabilir ve iki gün gibi kısa bir sürede rapor alabilirler.
Çin'de her yıl 560.000 yeni kolorektal kanser vakası görüldüğünden, klinik hastaların çoğunluğu evre II-III kolorektal kanserli hastalardır (oran yaklaşık %70'tir) dinamik izleme için daha acil talep vardır, bu nedenle kolorektal kanserin MRD dinamik izleme pazarı her yıl milyonlarca insana ulaşmaktadır.
Araştırma sonuçlarının önemli bilimsel ve pratik öneme sahip olduğu görülmektedir. Geniş ölçekli prospektif klinik çalışmalar aracılığıyla, PCR tabanlı kan ctDNA çoklu gen metilasyon teknolojisinin kolorektal kanser nüks tahmini ve nüks takibinde hem hassasiyet, hem zamanındalık hem de uygun maliyetle kullanılabileceği ve hassas tıbbın daha fazla kanser hastasına fayda sağlamasını mümkün kılabileceği doğrulanmıştır. Çalışma, KUNY tarafından geliştirilen ve erken tarama ve tanıdaki klinik uygulama değeri merkezi bir klinik çalışmayla doğrulanan kolorektal kanser için çoklu gen metilasyon testi 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 yürüttüğü çok merkezli araştırma sonuçlarını bildirdi. Bu sonuçlar, ColonAiQ® ChangAiQ®'nun kolorektal kanserin erken taramasında ve erken teşhisinde mükemmel performansını doğruladı ve başlangıçta kolorektal kanserin 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 ileri düzeyde doğrulamak için araştırma ekibi, radikal cerrahi geçiren ve her takip noktasında (üç ay arayla), ameliyattan bir hafta önce, ameliyattan bir ay sonra ve dinamik kan ctDNA testi için postoperatif adjuvan tedavide kan örnekleri toplanan evre I-III kolorektal kanserli 299 hastayı dahil etti.
İlk olarak, ctDNA testinin kolorektal kanser hastalarında hem ameliyat öncesi hem de ameliyat sonrası erken dönemde nüks riskini tahmin edebildiği 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) testi ile karşılaştırıldığında 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 sınıflandırmıştır. Analiz, ctDNA pozitif hastaların yüksek riskli alt grubundaki hastaların altı aylık adjuvan tedavi almaları halinde daha düşük bir tekrarlama oranına sahip olduğunu; ctDNA pozitif hastaların düşük riskli alt grubunda ise adjuvan tedavi döngüsü ile hasta sonuçları arasında anlamlı bir fark olmadığını; ctDNA negatif hastaların ctDNA pozitif hastalara göre anlamlı derecede 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 edeceği ve nüksü daha iyi tahmin edeceği beklenmektedir.

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

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 testi, tekrarlama riskinin sınıflandırılmasını sağlayarak, tedavi kararlarına rehberlik ederek ve erken tekrarlama takibini sağlayarak kolorektal kanser hastalarının postoperatif yönetimini iyileştirmede büyük potansiyel gösteriyor.

DNA metilasyonunu mutasyon tespiti yerine yeni bir MRD belirteci olarak seçmenin avantajı, tümör dokularının tüm genom dizilimi taramasına ihtiyaç duymaması, doğrudan kan testi için kullanılabilmesi 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 kanserin tekrarlaması için en önemli bağımsız risk faktörü olduğunu ve adjuvan tedavinin "artırılması" ve "düşürülmesi" dahil olmak üzere tedavi kararlarına rehberlik etmek 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 dizilemesi) temelli bir dizi yenilikçi, son derece hassas ve spesifik testle hızla gelişiyor. ColonAiQ®'nun büyük ölçekli klinik çalışmalar düzenlemeye devam edeceğini 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 için Moleküler Rezidüel Hastalığın Erken Tespiti ve Risk Katmanlaması. JAMA Oncol. 20 Nisan 2023.
[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 takibi 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.