cSMART技术通过ctDNA监测有效克服新生抗原动态追踪难题

发布时间:2020-05-12

近日,重庆新桥医院肿瘤科朱波教授团队与和瑞基因合作,基于cSMART技术,利用个体化探针Panel实现了免疫检查点抑制剂治疗过程中肿瘤新生抗原的动态追踪,有效克服新生抗原动态追踪难题。

 

研究结果发现,基于个体化探针Panel的ctDNA测序可有效追踪出外周血样本中大部分(80%-100%)预测的优势新抗原,检测到的突变基因数量远比固有商业基因探针Panel可检测的数量要多(18-30个)。


更重要的是,该策略的应用有助于理解免疫检查点抑制剂(ICB)驱动的肿瘤进化,为个性化的肿瘤治疗提供了有益的参考,最终可使受检患者临床获益。


研究背景


肿瘤新生抗原(Tumour-associated neoantigen)是一种由肿瘤特异性突变所产生的个体化肿瘤抗原,在肿瘤免疫治疗过程中起着关键作用。检测外周血循环肿瘤DNA(Circulating tumour DNA ,ctDNA)中编码肿瘤新生抗原的相应核酸片段即可实现对肿瘤新生抗原的动态监测。但是,由于个体间的HLA多样性和肿瘤基因组的高度异质性,对所有肿瘤患者使用以一概全的商业基因探针Panel已经很难实现对新抗原的动态追踪。


而考虑用全外显子组测序(WES)甚至全基因组测序(WGS)的方法进行ctDNA深度测序,成本又过于昂贵。并且,WES或WGS的数据量过大,这些方法在临床上应用也几乎不可行。


因此,通过高灵敏度的定制探针Panel(Individually Customized Panel, ICP)来个体化的覆盖特定患者的新生抗原编码基因片段,成为监测肿瘤发展动态的更优选择。


基于上述原因,该研究基于cSMART技术设计了用于ctDNA测序的个性化定制Panel进行非小细胞肺癌新抗原追踪,以监测患者对ICB治疗的临床反应。


实验设计


该研究纳入了进行免疫治疗且缺乏EGFR突变和ALK-EML4融合的IIIB/IV期非小细胞肺癌患者。取治疗前的肿瘤组织和配对外周血样本以及治疗过程中的血液样本,进行了WES测序(图1)。

 

图1:ICP构建流程
利用基于WES数据的方法对新抗原进行预测,在每位患者中鉴定出优势新抗原,将具有高亲和力得分的新抗原编码基因片段纳入ICP中。


研究结果


1. 个体化ctDNA Panel动态监测新抗原远胜于固有商业Panel
利用ICP对患者治疗过程中的ctDNA进行监测,结果显示,在基线采样点样本中,ICP中的基因突变中位检出率为80%(35%-95%),而在整个治疗期间, 90%的ICP中基因突变(80%-100%)被检测到至少一次(图2A)。

图2:A,患者个性化Panel(ICP)和ctDNA测序结果;B,WES突变谱与Panel基因列表之间重叠基因数(注:XQ为新桥)


与5个商用Panel相比,ICP Panel的检出基因数也明显更多(图2B)。用TCGA中非小细胞肺癌病例基因组图谱数据也验证了这一结果(图2B)。以上结果证明了ICP检测的可靠性和有效性。


2. 基于ICP的ctDNA测序可作为一个比影像学更敏感的监测手段


利用ICP检测不同患者,发现患者间ctDNA下降的幅度存在显著差异。在ICB治疗期间ctDNA水平下降较大的患者中,具有临床获益的患者明显增多,而在ctDNA变化相对较小的患者中临床获益的患者则较少(图3)。

图3:ICB治疗后新抗原ctDNA下降与临床结局的相关性


此外,评估肿瘤负荷下降50%的时间,用ICP测定的ctDNA水平来衡量平均是32.4天,而用影像学评估则是78.4天(图4)。这些结果表明,基于ICP的ctDNA测序可以用于鉴别ICB治疗的临床反应和生存获益情况。由于ICP可以在一个明显更早的时间预测患者预后情况,因此它可以作为一个比影像学更敏感的监测手段。

图4:SPD下降大于 50%的患者在不同时间的ctDNA丰度和肿瘤负荷


总之,基于ICP的ctDNA测序策略可以更大范围地纵向追踪肿瘤优势新抗原。这种测序策略的临床应用有利于肿瘤的个性化管理,增加免疫治疗的临床获益,并加深对ICB驱动的肿瘤新抗原进化的理解,这使免疫治疗在临床上又向前迈进了一步,是对肿瘤患者的又一大福音。


和瑞基因cSMART技术助力新抗原预测及追踪方案的解决


和瑞基因作为国内乃至国际液体活检领域的代表企业之一,自主研发了液体活检的专利技术——cSMART技术,该技术陆续获得了美国、中国、欧洲技术专利的审批。

 

正是基于和瑞基因cSMART技术的定制化Panel,该研究很好的实现了新抗原预测,并精准预测了晚期非小细胞肺癌(NSCLC)患者早期治疗反应、治疗效果与疾病复发。同时,还动态跟踪ICB治疗过程中新抗原的进化监测,更好地实现了肿瘤的全病程管理。


目前,和瑞基因基于cSMART技术的产品已经涵盖了非小细胞肺癌、结直肠癌、实体瘤全靶点基因检测等检测项目,可全面满足肿瘤精准治疗临床检测的需求。和瑞基因具有严格的质控标准和超高的测序深度,保证检测结果的准确可靠,尤其是基于cSMART专利的液体活检技术已经为越来越多的临床医生和患者带来切实的治疗帮助,作为当前肿瘤相关的临床诊疗与科研探索的重要工具之一,成为肿瘤患者全程管理的更佳选择。