【摘要】：目的:組織和器官中存在的實體腫瘤通過循環(huán)腫瘤細胞(CTC)和循環(huán)腫瘤DNA(ct DNA)會在循環(huán)系統(tǒng)中留下足跡。針對ct DNA和腫瘤DNA突變圖譜的比較,可揭示在傳統(tǒng)技術(shù)上通過侵入性方法所得到的實體腫瘤基因組變異的信息。內(nèi)容:癌癥基因組測序研究表明,腫瘤具有異質(zhì)性的特征。組織活檢作為癌癥診斷的標準手段,提供用于基因分型的依據(jù),以輔助癌癥的預(yù)測和靶向治療。然而,組織活檢在腫瘤的演化、進展、預(yù)后和異質(zhì)性評估等方面均存在局限性。ct DNA是由腫瘤細胞釋放到循環(huán)中的DNA,含有腫瘤的突變信息。近年來,關(guān)于ct DNA的分析研究,為癌癥的分子診斷、治療和監(jiān)測提供了新的線索。研究發(fā)現(xiàn)利用ct DNA分析基因突變具有高度敏感性,可以輔助當前的腫瘤診斷系統(tǒng),有利于早期診斷,并協(xié)助判斷腫瘤的進展、預(yù)后以及個體化治療。方法:收集從2015年6月到2016年9月,美國維克森林癌癥中心(Wake Forest Baptist Comprehensive Cancer Center,NC,US)的177例腫瘤患者,103例肺癌患者和74例其它實體瘤患者,包含早期和晚期的腫瘤患者。其中,37例肺癌患者收集了配對的組織樣本和血液樣本,5例肺癌患者收集了在手術(shù)或治療前后兩個時間點的血液樣本。同時收集了177名患者的臨床數(shù)據(jù)信息,臨床資料包括:性別(男,女),年齡(55歲、55~65歲、65.1~75歲、75.1~90歲),體重指數(shù)BMI(體重過輕、正常、超重、肥胖),吸煙史(當前/近期吸煙者、過去吸煙者、從未吸煙者),種族(白人,黑人,亞裔,其他種族),腫瘤臨床分期(Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期、Ⅳ期、未知臨床分期),是否發(fā)生轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)移發(fā)生病灶數(shù)(0、1、2、3+),腫瘤類型,每個病人的生存狀態(tài)(存活,死亡)以及隨訪的生存時間。進一步分離、提取患者血漿中的ct DNA,采用Guardant360平臺進行深度測序,確定了73個與腫瘤發(fā)生、發(fā)展相關(guān)的基因突變,量化每個基因的非同義突變類型,并分析這些驅(qū)動基因的突變負荷與患者臨床特征的相關(guān)性。Wilcoxon秩和檢驗和Kruskal-Wallis檢驗用來比較單組和多組間突變負荷與臨床變量之間的關(guān)系。Fisher’s exact檢驗用來確定吸煙狀態(tài)和DNA損傷修復(fù)(DDR)基因、染色質(zhì)重塑基因之間的關(guān)系。Kaplan-Meier法繪制生存曲線,log-rank檢驗比較評估各組間生存。所有檢驗均為雙側(cè),檢驗水平α=0.05。采用Foundation One平臺對37例肺癌病例配對的腫瘤組織DNA進行測序,并進行克隆性分析,比較分析血漿中ct DNA突變與組織活檢中腫瘤組織DNA突變的圖譜,評價實體腫瘤在循環(huán)中的克隆表達特征。針對5例在治療前和治療后兩個不同時間點采集ct DNA的肺癌病例進行腫瘤進展和治療反應(yīng)的追蹤監(jiān)測,分析同一個患者治療前、后ct DNA的變化情況,從而評價治療過程中腫瘤驅(qū)動基因突變的變化和治療響應(yīng)。結(jié)果:在177例患者中,TP53、KRAS和EGFR基因的突變最為常見。ctDNA的突變率在早期(I和II)和晚期(III和IV)腫瘤患者中相似。DNA損傷修復(fù)基因BRCA1、BRCA2和ATM的突變出現(xiàn)在18.1%(32/177)的病例中。具有較高基因突變率的患者,死亡率明顯更高。相比于過去吸煙者,從不吸煙者的肺癌顯示出更高的ct DNA總體突變率和更高的EGFR和ERBB2基因突變率。同一個患者配對的ct DNA和腫瘤DNA突變圖譜的比較分析顯示,出現(xiàn)在腫瘤的一個小克隆群內(nèi)的關(guān)鍵驅(qū)動基因的突變,也可以在血漿中檢測到。即使在一線放射治療和化療后,腫瘤組織中發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵基因的突變?nèi)匀豢梢栽谘h(huán)系統(tǒng)中存在。針對5例肺癌患者的縱向追蹤取樣檢測顯示,ct DNA突變圖譜的變化與癌癥進展和對EGFR藥物治療的反應(yīng)相一致。結(jié)論:本研究表明ct DNA的突變可能是癌癥的早期檢測工具。關(guān)鍵的腫瘤相關(guān)基因的ct DNA突變率與吸煙狀態(tài)和死亡率相關(guān)。本研究定量地證實了ct DNA在血液循環(huán)中傳播的結(jié)果,揭示了惡性腫瘤克隆的傳播和耐藥克隆的存活。在腫瘤組織中關(guān)鍵基因的突變?nèi)詴霈F(xiàn)在循環(huán)當中,甚至于在一線放化療之后,提示這些突變代表耐藥機制。這種對腫瘤異質(zhì)性和克隆擴散到循環(huán)中的詳細認知,為腫瘤的發(fā)展提供了重要的信息。這項研究支持使用ct DNA分析作為一種較低侵入性的方法來監(jiān)測癌癥的進展和在癌癥進化過程中選擇合適的治療藥物。
【學位授予單位】：天津醫(yī)科大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R730.2
【圖文】：

天津醫(yī)科大學博士學位論文 一、ctDNA 在多種腫瘤中的特征在整個樣本中，18 名患者的血漿樣本中沒有檢測到 ctDNA 的突變情況，其臨床和治療信息見表 2，大部分為晚期癌癥患者，但都沒有轉(zhuǎn)移到兩個以上不同的遠端器官。

研究證明在為患者設(shè)計有針對性的臨床治療方法時，DNA 損傷修復(fù)和染色質(zhì)重塑基因的突變在臨床上是有價值的，這些基因包括 BRCA1、ARID1A、BRCA2、ATM。圖 3a 比較分析 DNA 損傷修復(fù)(DDR)基因和染色質(zhì)重塑基因在研究樣本中的突變情況。攜帶 DDR 基因和染色質(zhì)重構(gòu)基因突變的患者(n=42)的總體突變負荷中位數(shù)（5.5）要高于未攜帶 DDR 基因和染色質(zhì)重構(gòu)基因突變的患者(n=135)的總體突變負荷中位數(shù)（ 2.0），且差異具有統(tǒng)計學意義(p=1.047e-09，Mann-Whitney-Wilcoxon 秩和檢驗)。一名最初被診斷為前列腺癌肝轉(zhuǎn)移的患者，在他的 ctDNA 中顯示攜帶 BRCA1基因突變，患者拒絕進一步的細胞毒性化療。在他最初診斷前列腺癌 28 個月后，開始接受 PARP 抑制劑奧拉帕尼（Olaparib）的治療，分別收集該患者在接受 PARP抑制劑奧拉帕尼治療前(左)、3 個月(中)和 5 個月(右)，兩個肝臟病變轉(zhuǎn)移病灶的軸向?qū)Ρ仍鰪娪嬎銠C斷層掃描(CT)圖像，見圖 3b。在他接受 PARP 抑制劑Olaparib 治療 3 個月后，影像學表現(xiàn)為多個肝臟病灶大小的縮小，其病灶指標由開始的 2.9 cm 縮小到 1.4 cm�；颊邔� Olaparib 的反應(yīng)良好。

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本文編號：2727194