近年来，基于ctDNA的液体活检技术提供了一种发现肿瘤并分析肿瘤基因突变的非侵入性手段，并在肿瘤治疗反应监测等领域展示出广阔的应用前景。但目前，在血液中检测微量肿瘤DNA仍然存在诸多挑战，尤其是对于那些已经接受过初期化疗的患者。对于非转移性癌症患者，大多数现有方法对治疗期间或治疗结束后的残留病灶检测仍然缺乏足够的敏感性。

为了解决以上这些问题，来自美国希望之城转化基因组学研究所（TGen）、梅奥医学中心及英国剑桥大学的研究团队日前开发出一种名为“TARDIS”（TARgeted DIgital Sequencing）的新型乳腺癌液体活检方法。该方法可以准确分析乳腺癌患者在新辅助治疗期间的残留病灶，进而帮助患者避免不必要的手术，使医生能够对癌症进行持续、精确的监测。值得关注的是，这种检测方法较其他基于血液的癌症监测手段敏感100倍。研究人员在论文中写到，TARDIS在目前使用临床相关血量进行ctDNA检测的极限基础上，实现了100倍以上的改进，证明了个性化的ctDNA监测可以实现对癌症患者的个体化临床管理。相关文章于今日发表在Science Translational Medicine期刊。

图：TARDIS文库制备示意图

“肿瘤释放到血液中的ctDNA片段与肿瘤细胞具有相同的癌症特异性突变，这为我们提供了一种检测肿瘤的方法。但问题是非转移性癌症患者的ctDNA水平可能非常低，单个血液样本中通常没有足够的ctDNA片段用于可靠地检测任何一个突变。在治疗期间或治疗后没有明显肿瘤残留的情况下尤为如此。”论文第一作者Bradon McDonald介绍，“因此，我们决定整合每位患者的数十种基因突变结果，而不是关注每位患者的单一突变。”

研究结果表明，使用TARDIS进行个性化ctDNA分析具有良好应用前景。在参考样本中，通过同时分析8到16个已知突变，TARDIS在突变等位基因比率（AF）上分别具有91%和53％的灵敏度（96％特异性，使用相当于一管血的input DNA）。进一步分析来自33名患有I~III期乳腺癌女性患者80份血浆样本中的115个突变，数据显示，在治疗前，TARDIS在所有患者中检测到ctDNA，中位AF为0.11％。完成新辅助治疗后，与残留病灶患者相比，获得病理完全缓解（pathCR）的患者ctDNA浓度较低（中位AF分别为0.017％和0.003，P=0.0057，AUC=0.83）。此外，在新辅助治疗期间，病理完全缓解患者的ctDNA浓度有较大的下降。这些结果证明了ctDNA分析在新辅助治疗期间评估残留病灶的高准确度。

图：论文通讯作者Muhammed Murtaza

“我们研究的核心前提是，我们能否开发出一种血液检测方法，能够将完全治愈的患者与带有残留病灶的患者区分开来。”论文通讯作者、TGen非侵入性诊断中心助理教授Muhammed Murtaza表示，“通过精准检测ctDNA，该方法可以发现残余癌症的存在，并告知医生治疗是否成功地根除了癌症。”例如，TARDIS足够精确，可以判断早期乳腺癌患者对术前药物治疗的反应是否良好。它比目前使用影像学确定药物治疗反应的方法更为敏感。这些检测结果可以用于个体化癌症治疗，避免在某些情况下过度治疗，而在另一些情况下治疗不彻底。

“这对患有乳腺癌的女性来说意义重大。这项检测可以帮助制定患者在接受术前治疗后手术切除和放射治疗的时间和范围。”论文共同通讯作者、梅奥医学中心肿瘤外科学家Barbara A. Pockaj强调。

此外，TARDIS是一种液体活检方法，只需进行简单的抽血，因此可以根据需要安全地重复进行，以检测患者的疾病状况。

研究人员表示，经过进一步的临床试验与验证，TARDIS将有望被常规应用于乳腺癌治疗期间的患者监测，帮助发现患者确定何时基本治愈癌症。目前TGen正在寻找合作伙伴，以实现TARDIS的商业运作。

参考资料：

1.Personalized circulating tumor DNA analysis to detect residual disease after neoadjuvant therapy in breast cancer

2. NEW ‘LIQUID BIOPSY’ BLOOD TEST IMPROVES BREAST CANCER DIAGNOSTICS