隨著(zhù)DNA測序技術(shù)的發(fā)展,生物分子機制研究的深入,癌癥治療藥物的研發(fā)也不斷推進(jìn)。不限癌種的抗癌療法相繼獲得FDA批準, 但說(shuō)到首款“不限癌種”療法,還當屬默沙東(MSD)公司的重磅PD-1免疫檢查點(diǎn)抑制劑——Keytruda用于治療帶有微衛星不穩定性高(MSI-H)或錯配修復缺陷(dMMR)的實(shí)體瘤患者 (2017年獲批)。這款重磅藥物自2014年首次獲得FDA批準治療晚期黑色素瘤以來(lái)不斷擴展其適應癥,從而發(fā)展成為現在的“不限癌種”。由于它的獲批是FDA首款不依照腫瘤來(lái)源,而是依照生物標志物——MSI/dMMR進(jìn)行區分的“不限癌種”療法, 因此具有里程碑式的意義。
8月5日,專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)癌癥液體活檢的生物技術(shù)公司Guardant Health公司宣布其開(kāi)發(fā)的Guardant360液體活檢方法可以通過(guò)檢測血液中的游離DNA(cell-free DNA——cfDNA)來(lái)發(fā)現與不同類(lèi)型癌癥相關(guān)的MSI,從而有效預測患者對免疫檢查點(diǎn)抑制劑反應。
MSI是腫瘤免疫治療的重要生物標志物
MS, 即微衛星, 一般是由1-6個(gè)核苷酸組成的短而重復的DNA串聯(lián)重復序列。通常有超過(guò) 100000 個(gè)MS區域呈多態(tài)性分布于整個(gè)人體基因組中。這些MS在復制過(guò)程中易于出現移位錯誤,因此非常依賴(lài)于錯配修復(MMR)機制來(lái)進(jìn)行系統修復。而MSI,則指微衛星不穩定性,是由 DNA復制時(shí)插入或缺失突變引起的MS序列長(cháng)度改變的現象,常由MMR功能缺陷(dMMR)引起。根據出現頻率,MSI通常劃分為三種狀態(tài):無(wú)明顯MSI時(shí)為MSS; 頻率>30% 時(shí)為微衛星不穩定性高(MSI-H); 頻率<30%時(shí)為微衛星不穩定性低(MSI-L)。
1993年,MSI首次在結直腸癌中首次被發(fā)現。此后,越來(lái)越多的證據表明MSI不僅僅局限于結直腸癌, 也普遍存在于各類(lèi)癌癥中。如在2016年,Ronald J Hause等人利用基因組全外顯子測序技術(shù)證實(shí)14種癌癥患者癌細胞中均發(fā)生了MSI,而10個(gè)最易發(fā)生MSI的位點(diǎn)普遍存在于各種癌細胞中。他們同時(shí)發(fā)現,MSI-H好發(fā)于子宮內膜癌 (頻率可高達30%)、結直腸癌和胃癌(頻率19%)中。相反,MSI-L與MSS癌癥患者中MSI的分布及頻率較一致。
近年來(lái),不少研究顯示,MSI能很好地預測不同類(lèi)型癌癥中患者對PD-1和PD-L1免疫檢查點(diǎn)抑制劑反應,是腫瘤免疫治療的重要生物標志物。由美國國家綜合癌癥網(wǎng)絡(luò )發(fā)布的權威指南《NCCN腫瘤學(xué)臨床實(shí)踐指南》在2016年版中將MSI納入癌癥檢測建議, 并在2017年版中首次將兩款PD-1單抗推薦用于具有dMMR/MSI-H分子表型的轉移性結直腸癌(mCRC)的末線(xiàn)治療。
然而,目前臨床上對MSI這一重要生物標志物的檢測往往需要傳統組織活檢來(lái)實(shí)現,可以通過(guò)或聚合酶鏈式反應(polymerase chain reaction, PCR) 直接檢測 MSI序列變化,或是通過(guò)免疫組織化學(xué)法(immunohistochemistry, IHC) 間接檢測 MMR 異常蛋白(即檢測dMMR)來(lái)判斷MSI。但因為組織活檢侵入性和可及性的問(wèn)題,這一方法無(wú)法成為篩查的有效工具。
液體活檢為MSI檢測帶來(lái)新途徑
此次,由美國GuardantHealth 公司、德州大學(xué) MD Anderson 癌癥研究中心、Samsung 醫療中心以及其它研究機構共同合作的研究項目,在MSI液體活檢上有了新的突破,相關(guān)研究結果已發(fā)表在《Clinical Cancer Research》上。
該項目是目前為止規模的針對MSI的液體活檢與組織活檢的對比研究。研究人員采用Guardant360液體活檢對1145個(gè)癌癥患者的血液ctDNA樣本進(jìn)行了MSI狀態(tài)檢測, 并與已有的標準組織活檢結果進(jìn)行比較。結果顯示,MSI狀態(tài)在Guardant360液體活檢與組織活檢中獲得了98.4%一致性。此外,在16名液體活檢發(fā)現MSI-H的晚期胃癌患者中,免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療達到63%的客觀(guān)緩解率和81%的疾病控制率。這與通過(guò)標準組織檢測方法的結果相似。
“在整個(gè)基因組中有上百萬(wàn)個(gè)MS,但是大部分都不適合用于血液臨床基因組分析,”這項研究的負責人之一,德克薩斯大學(xué)胃腸道腫瘤內科教授Scott Kopetz博士說(shuō):“我們的結果表明,使用精心設計的探針組合,與有效的DNA捕捉技術(shù)和復雜的生物信息學(xué)工具相結合,我們能夠準確、敏感地發(fā)現MSI。”
事實(shí)上,早在今年2月德克薩斯大學(xué)MD Anderson癌癥中心的一項研究就已經(jīng)提示了Guardant360液體活檢方法在發(fā)現與不同類(lèi)型癌癥相關(guān)的基因突變和其它生物標志物上的巨大潛力。他們的結果顯示Guardant360用于發(fā)現與非小細胞肺癌相關(guān)的7種基因突變的識別率與從患者肺部手術(shù)獲取組織進(jìn)行的組織活檢相仿。
結語(yǔ)
Guardant360的研究結果讓液體活檢篩查MSI狀態(tài)有望成為癌癥患者的常規檢查和幫助“不限癌種”抗癌療法篩查癌癥患者的重要工具。同時(shí),在二代三代基因測序的輔助下,一次性檢測與多個(gè)“不限癌種”的不同基因變異有望在同一測試中完成。
參考資料:
[1] Largest Study of its Kind Finds Guardant360 MSI Highly Concordant to Tissue.
[2] Blood test could replace biopsy for rare cancer treated by Keytruda
[3] Validation of Microsatellite Instability Detection Using a Comprehensive Plasma-Based Genotyping Panel
[4]Microsatellite instability as a biomarker for PD-1 blockade
[5] 默沙東重磅PD-1抑制劑“狙殺”小細胞肺癌;羅氏 “不限癌種”個(gè)體化療法全球首獲批
[6] 深度解析:關(guān)于MSI(微衛星不穩定性)
[7] 長(cháng)文 | 關(guān)于MSI(微衛星不穩定性)你需要知道的都在這兒!
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