微滴芯片數(shù)字PCR在定量ctDNA中特異性SV監(jiān)測腫瘤治療反應(yīng)和復(fù)發(fā)的應(yīng)用

荷蘭烏得勒支大學(xué)，荷蘭鹿特丹伊拉斯謨癌癥研究院，荷蘭癌癥研究院等科學(xué)家團隊在《Genome Medicine》（2021年影響因子11.117）雜志上發(fā)表文章“Optimizing Nanopore sequencing-based detection of structural variants enables individualized circulating tumor DNA-based disease monitoring in cancer patients”，提供了一種即時的、高靈敏的個體化疾病監(jiān)測解決方案，基于癌癥基因組三代測序技術(shù)實現(xiàn)潛在SV標志物篩選，隨后通過naica^®微滴芯片數(shù)字PCR系統(tǒng)絕對定量檢測轉(zhuǎn)移性前列腺癌患者血漿中ctDNA（循環(huán)腫瘤DNA）的SV標志物，并實現(xiàn)持續(xù)監(jiān)測。通過實時監(jiān)控SV的變化，來評價腫瘤治療的動態(tài)反應(yīng)。
 

通過四個病例的特異性SV的數(shù)字PCR監(jiān)測，表明SV動態(tài)變化與已有的腫瘤治療反應(yīng)標志物如PSA具相關(guān)性并能更早發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)。
 

應(yīng)用亮點

1.naica^®微滴芯片數(shù)字PCR系統(tǒng)能夠用于血漿ctDNA中的特異性SV生物標志物的檢測。

2. naica^®微滴芯片數(shù)字PCR系統(tǒng)三色熒光通道同時檢測SV結(jié)構(gòu)變異，上游野生型和下游野生型三個靶標位點。

3.naica^®微滴芯片數(shù)字PCR絕對定量患者SV標志物，適用于腫瘤治療反應(yīng)監(jiān)測，更早提示復(fù)發(fā)。

三通道數(shù)字PCR絕對定量檢測血漿cfDNA中腫瘤特異性SV實驗設(shè)計
 

A、血漿cfDNA中腫瘤特異性SV的數(shù)字PCR絕對定量檢測路線。

B、三通道數(shù)字PCR的引物和探針設(shè)計檢測。野生型上游和野生型下游等位基因與變異等位基因。設(shè)計了三個標記不同熒光染料的探針，特異性檢測變異等位基因或野生型上游和下游等位基因。

循環(huán)腫瘤DNA

循環(huán)腫瘤DNA（ctDNA）：腫瘤細胞釋放入血的游離DNA（cfDNA），大小約為160-180 bp。與正常的游離DNA（cfDNA）相比，ctDNA的不同之處在于攜帶腫瘤特異性的遺傳學(xué)改變（SNV,CNV,Indel,SV），約占0.1-1%，ctDNA已被證明與腫瘤負荷呈正線性相關(guān)性。有多例病例報道，ctDNA在臨床癥狀出現(xiàn)前幾個月發(fā)現(xiàn)癌癥復(fù)發(fā)，通過ctDNA的液體活檢，有望監(jiān)控腫瘤負荷，確定療效和耐藥性，檢測微小殘留病，并了解腫瘤異質(zhì)性和克隆進化。
 

結(jié)果與結(jié)論

利用naica^®微滴芯片數(shù)字PCR系統(tǒng)進行4例前列腺癌患者兩個時間點，即基線期和進展期時，血漿cfDNA中兩個腫瘤特異性結(jié)構(gòu)變異位點SV-A和SV-B的檢測，VAF變異等位基因頻率如圖C，每mL血漿中變異等位基因拷貝數(shù)如圖D。
 

C、顯示四例前列腺癌患者血漿ctDNA中SV-A和SV-B的VAF變異等位基因頻率。

D、顯示四例前列腺癌患者每毫升血漿中SV-A和SV-B變異等位基因拷貝數(shù)。
 

監(jiān)測4名前列腺癌患者的血漿ctDNA中特異性SV變異水平，每個患者有兩個SV，并與PSA和ALP等臨床生物標志物進行比較。患者Pros1和Pros5的SV-A和SV-B的VAF監(jiān)測結(jié)果顯示與腫瘤負荷相關(guān)，患者Pros1和Pros4比PSA更早地提示疾病的進展。下圖為患者Pros1血漿ctDNA中的SV持續(xù)監(jiān)測結(jié)果。
 

E、患者Pros1兩種SV的VAF、治療、實驗室指標（前列腺特異性膜抗原（PSA）、堿性磷酸酶（ALP））和臨床疾病進展（PD）。

* Cabazitaxel：卡巴他賽，是一種紫杉烷類化療藥物，主要用于治療激素難治性轉(zhuǎn)移性前列腺癌。

展望

作者在文中表明：臨床醫(yī)生非常清楚癌癥治療方案動態(tài)監(jiān)測的重要性，但缺乏即時監(jiān)測腫瘤治療反應(yīng)的有效工具，因此盡管醫(yī)生能夠及時發(fā)現(xiàn)了病情變化并做出反應(yīng)，但卻為時已晚。本文提出了一種克服這些限制因素的新方法，并為即時個性化疾病監(jiān)測提供解決方案。每個患者持續(xù)監(jiān)測了兩個SV，結(jié)果表明使用SV量化ctDNA以監(jiān)測治療反應(yīng)具備潛在臨床效用。這種方法可以提高疾病監(jiān)測的敏感性，使其滿足更智能治療方法的要求。

更多詳情查看原文：DOI:10.1186/s13073-021-00899-7

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Genome Medicine影響因子：

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