Circulerend tumor-DNA bij patiënten met niercelcarcinoom. Een systematisch overzicht van de literatuur
Nov 06, 2023
Abstracte context:De afgelopen tien jaar is er steeds meer belangstelling ontstaan voor het potentieel van vloeibare biopsieën en systematische biomarkers bij de diagnose en behandeling vannierkanker, waarvoor zij een hulpmiddel kunnen biedenvroege detectie van ziektenEnmonitoring van de respons op de behandeling. Objectief: Het identificeren en samenvatten van relevante gepubliceerde gegevens over circulerend tumor-DNA (ctDNA) bij patiënten metniercelcarcinoom(RCC). Bewijsverwerving: We hebben tot 15 januari 2021 een systematische review uitgevoerd volgens de Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA)-verklaring van onderzoeken geïdentificeerd in PubMed, MEDLINE, EMBASE en Cochrane Library. Twee reviewers hebben onafhankelijk van elkaar alle onderzoeken gescreend. artikelen en voerde de data-extractie uit.
Bewijssynthese:Negentien onderzoeken naar ctDNA bij RCC (1237 patiënten) werden opgenomen en geanalyseerd in de eindbeoordeling. De omvang en opzet van het onderzoek liepen sterk uiteen, en de onderzoeken werden in vijf groepen verdeeld op basis van de voor ctDNA-detectie gebruikte methode. De uitkomstgegevens omvatten (1) de gevoeligheid/specificiteit, indien beschikbaar; (2) de methode die wordt gebruikt voor ctDNA-detectie; en (3) de belangrijkste bevindingen uit de onderzoeken.
Conclusies:De onderzoeken benadrukken dat het niveau van ctDNA in RCC laag lijkt te zijn. Studies waarbij meerdere methoden voor ctDNA-detectie worden gebruikt, geven aan dat tumorgeleide analyse de ctDNA-detectiesnelheid verbetert en suggereren dat celvrij gemethyleerd DNA-immunoprecipitatie en high-throughput sequencing een zeer gevoelige methode kunnen zijn voor ctDNA-detectie in RCC.
Patiëntsamenvatting: We hebben de literatuur systematisch beoordeeld om alle relevante onderzoeken te identificeren die circulerend tumor-DNA onderzoeken bij patiënten metnierkankerom het gebruik en de mogelijkheden ervan bij deze zeer kwaadaardige ziekte te onderzoeken. We ontdekten dat het niveau van circulerend tumor-DNA laag isnierkankeren dat voor de detectie van deze ziekte zeer gevoelige methoden moeten worden gebruikt.
KLIK HIER VOOR EEN KRUIDENFORMULERING VAN CISTANCHE VOOR DE GEZONDHEID VAN DE NIEREN
1. Inleiding
Urologische maligniteiten vormen wereldwijd een steeds groter probleem in de gezondheidszorg, waarbij jaarlijks naar schatting ruim 1 miljoen nieuwe patiënten worden gediagnosticeerd [1]. Niercelcarcinoom (RCC) is een zeer kwaadaardige ziekte en vertegenwoordigt 3% van alle maligniteiten in westerse landen, waarbij de incidentie jaarlijks toeneemt [2].
Diagnose en behandeling van patiënten met RCC brengen veel uitdagingen met zich mee. Dit komt vooral omdat RCC wordt gekenmerkt door asymptomatische manifestatie in de vroege stadia en een slechte respons op radiotherapie en chemotherapie in metastatische stadia [3,4]. De afgelopen decennia is er steeds meer belangstelling ontstaan voor onderzoek naar vloeibare biopsieën en circulerende biomarkers voor kanker, omdat deze een hulpmiddel zouden kunnen zijn voor de vroege detectie van ziekten en voor het monitoren van de respons op de behandeling. Ellinger et al [5] rapporteerden dat de aanwezigheid van celvrij DNA (cfDNA) in de bloedbaan meer dan 50 jaar geleden voor het eerst werd gedetecteerd. cfDNA kan gemakkelijk worden verkregen uit perifeer bloed en er is aangetoond dat het aanwezig is bij patiënten met meerdere solide maligniteiten [6]. De aanwezigheid van cfDNA in de bloedbaan van patiënten en veranderingen in de niveaus van deze circulerende nucleïnezuren zijn geassocieerd met tumorbelasting en tumorprogressie. Studies verschillen echter over de vraag of ze een correlatie hebben kunnen aantonen tussen cfDNA-niveaus en het tumorstadium en de graad van RCC [7-9]. Circulerend tumor-DNA (ctDNA) is cfDNA afkomstig van apoptotische of necrotische tumorcellen, secreties van macrofagen of circulerende tumorcellen (CTC's) [10]. Analyse van ctDNA zou de mogelijkheid kunnen openen van niet-invasieve detectie van het mutatieprofiel van specifieke kanker tijdens tumorprogressie, en studies hebben aangetoond dat de aanwezigheid van ctDNA correleert met gevorderde ziekte en ziekteprogressie tijdens de behandeling [7,11,12]. Hoewel er verschillende onderzoeken naar ctDNA bij RCC zijn uitgevoerd, zijn er nog steeds geen duidelijke aanbevelingen of samenvattingen van de literatuur.
We rapporteren hier over een systematische review van alle gepubliceerde gegevens over ctDNA bij patiënten met RCC om het gebruik en het potentieel van ctDNA bij RCC te onderzoeken.
2. Bewijsverwerving
2.1. zoekstrategie
Deze systematische review werd uitgevoerd volgens de richtlijnen van Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA) [13] (Fig. 1). De beoordeling werd geregistreerd op het PROSPERO-platform onder identificatienummer CRD42020208730. Eén auteur (LG) en een deskundige bibliothecaris hebben gezocht, waarvoor de strategie beschikbaar is in het aanvullende materiaal. Het literatuuronderzoek werd uitgevoerd in de databases PubMed, MEDLINE, EMBASE en Cochrane Library om relevante onderzoeken te identificeren tot 15 januari 2021, waarbij het sorteren en verwijderen van dubbele artikelen werd uitgevoerd in Covidence.
2.2. Screening- en selectiecriteria
De studieselectie vond plaats in drie opeenvolgende stappen: de artikelen werden eerst beoordeeld op titel, vervolgens op abstract en ten derde op volledige tekst. Studies werden geïncludeerd als ze aan de volgende inclusiecriteria voldeden: (1) patiënten met de diagnose RCC in welk stadium dan ook; (2) analyse van DNA in plasma/serum; (3) analyse van mutaties op DNA-niveau of epigenetische veranderingen; en (4) artikel geschreven in het Engels. Artikelen over maligniteiten anders dan RCC, dier- en cellijnstudies, studies gepubliceerd vóór 2010 en kleine pilotstudies met minder dan vijf patiënten werden uitgesloten.
Twee auteurs (LG en KMK) hebben onafhankelijk van elkaar de titels en samenvattingen gescreend en potentieel in aanmerking komende studies geselecteerd. Vervolgens werd de volledige tekst van mogelijk in aanmerking komende onderzoeken gescreend. De auteurs bespraken eventuele meningsverschillen totdat er consensus werd bereikt.
2.3. Data-extractie
Er werd een data-extractieblad ontwikkeld en vooraf gespecificeerde interessante resultaten werden verzameld. Twee reviewers (LG en KMK) hebben onafhankelijk van elkaar gegevens uit de opgenomen onderzoeken gehaald. Meningsverschillen werden via consensus opgelost.
De geëxtraheerde kenmerken van het onderzoek omvatten: (1) naam van de eerste auteur en jaar van publicatie; (2) methode toegepast voor detectie van ctDNA; (3) aantal patiënten/gevallen; en (4) aantal controles. De uitkomstgegevens omvatten: (1) gevoeligheid en specificiteit, indien beschikbaar; (2) de methode die wordt gebruikt voor ctDNA-detectie; en (3) de belangrijkste bevindingen in de specifieke onderzoeken.
De kwaliteitsbeoordeling werd niet uitgevoerd volgens vooraf gedefinieerde criteria vanwege de variatie in onderzoeksopzet en methoden in de geïncludeerde onderzoeken. De kwaliteit van de onderzoeken werd beoordeeld door één auteur (KMK) met ruime ervaring met methoden die worden gebruikt voor ctDNA-detectie.
3. Bewijssynthese
3.1. Studies inbegrepen
Volgens onze zoekcriteria werden 3439 potentieel relevante artikelen geïdentificeerd en gescreend in de primaire zoekopdracht. Alle artikelen werden aan EndNote toegevoegd en duplicaten werden verwijderd, waardoor er 1670 onderzoeken overbleven. De titels, samenvattingen en volledige teksten werden handmatig gescreend en 19 onderzoeken voldeden aan de inclusiecriteria [9,14-31]. Alle geïncludeerde onderzoeken zijn gepubliceerd tussen 2010 en 2020. Ze zijn volledig gepubliceerd, maar de omvang en opzet van de onderzoeken liepen sterk uiteen, en daarom werden ze in vijf groepen verdeeld op basis van de methode die werd gebruikt voor ctDNA-detectie: (1) tumorgeleide onderzoeken analyse van plasma; (2) gerichte sequencing van plasma; (3) globale sequentiebepaling van plasma; (4) gerichte methyleringsanalyse van plasma; en (5) globale methyleringsanalyse van plasma.
Om het gebruik van ctDNA bij RCC in kaart te brengen, hebben we de onderzoeken in elk van de ctDNA-detectiegroepen gescreend om het ctDNA-detectiepercentage en de gevoeligheid en specificiteit, indien beschikbaar, te bepalen. Bovendien hebben we onderzoeken geïdentificeerd die de overeenstemming tussen ctDNA-monsters en tumorweefsel van dezelfde patiënt onderzoeken, en onderzoeken die het potentieel van ctDNA voor prognose en ziektemonitoring onderzoeken. Ten slotte hebben we een samenvatting gegeven van de methoden die worden gebruikt voor ctDNA-detectie en welke methode we moeten kiezen op basis van onze bevindingen.
3.2. ctDNA-detectiepercentages
3.2.1. Tumorgeleide analyse van plasma
Vijf onderzoeken [14–18] pasten tumorgeleide analyse van plasma toe (Tabel 1). Dit type analyse is gebaseerd op de identificatie van mutaties in tumorweefsel-DNA en daaropvolgende analyse van deze mutaties in cfDNA. Het voordeel van deze methode is dat er een zeer hoge technische gevoeligheid kan worden bereikt als de mutaties van de tumor bekend zijn. Het nadeel is dat de analyse geen nieuw verworven mutaties identificeert. Bij de vijf onderzoeken waren tussen de vijf en 24 RCC-patiënten betrokken en het detectiepercentage voor ctDNA varieerde van 17% tot 54%.
In een vroege ctDNA-studie onderzochten Bettegowda et al [14] de aanwezigheid van ctDNA bij 640 patiënten met verschillende soorten kanker, waaronder vijf patiënten met gemetastaseerd RCC. Detectie van ctDNA in plasma vond plaats via polymerasekettingreactie (PCR) of op sequencing gebaseerde analyse van een in de tumor geïdentificeerde mutatie. ctDNA werd gedetecteerd bij 40% van de RCC-patiënten met gemetastaseerde ziekte, wat leidde tot de classificatie van RCC als een maligniteit met laag ctDNA. Hoewel de classificatie gebaseerd was op een zeer laag aantal patiënten, werd deze ondersteund door meerdere onderzoeken die sindsdien zijn uitgevoerd [15–18].
De onderzoeken van Corrò et al [15] en Lasseter et al [18] maakten beide gebruik van gerichte deep sequencing van één of enkele mutaties geïdentificeerd in tumorweefsel en hadden een ctDNA-detectiepercentage van respectievelijk 17% en 52%. De patiënten in het onderzoek van Corrò et al. hadden een niet-gemetastaseerde ziekte, terwijl de patiënten in het onderzoek van Lasseter et al. metastatisch RCC hadden.
Het verschil in detectiepercentage kan het gevolg zijn van de verschillende patiëntencohorten; De relatief lage detectiepercentages in deze onderzoeken zijn echter verrassend, omdat de tumor-geïnformeerde strategie het potentieel heeft om een van de technisch meest gevoelige methoden te zijn. Het onderzoek van Lasseter et al. toonde ook aan dat sequencing van cfDNA tot op extreem grote diepte (122 035) de detectie van ctDNA verbeterde, omdat het de detectie van varianten die aanwezig zijn bij zeer lage frequenties verhoogt.
Twee zeer recente onderzoeken met gemengde patiëntencohorten (niet-gemetastaseerd en gemetastaseerd RCC) [16,17] pasten ctDNA-analyse toe van een groot aantal varianten die in tumorweefsel waren geïdentificeerd. In het onderzoek van Smith et al [16] werden 91 patiënten onderzocht met behulp van verschillende methoden (tabellen 1-3). De auteurs ontdekten dat een gepersonaliseerde aanpak gericht op gemiddeld 297 tumorspecifieke varianten per patiënt met behulp van aangepaste panelsequencing van mutaties geïdentificeerd via exome-sequencing van tumorweefsel de ctDNA-detectie verbeterde in vergelijking met een ongerichte aanpak. Tumorgeleide analyse van plasma werd uitgevoerd bij 29 patiënten en identificeerde ctDNA bij 54% van de patiënten bij wie de analyse de kwaliteitscontrole doorstond. Wan et al [17] pasten een vergelijkbare methodologische aanpak toe op 24 patiënten en ontdekten dat de fractie ctDNA bij RCC-patiënten ongeveer 10 4 bedroeg. Deze bevinding benadrukt dat extreem gevoelige methoden vereist zijn voor ctDNA-analyse in RCC.
3.2.2. Gerichte sequencing van plasma
Acht onderzoeken [16,18-24] (Tabel 2) pasten gerichte panelsequencing van DNA uit plasma toe zonder voorafgaande analyse van tumorweefsel-DNA. Het voordeel van deze strategie is dat er geen weefselmonster voor nodig is (dat wil zeggen, het is minder invasief) en maakt de identificatie van nieuw verworven mutaties mogelijk. De analyse kan echter minder gevoelig zijn dan tumorgeleide analyse. Over het algemeen omvatten de onderzoeken een groter aantal patiënten, variërend van 19 tot 220, en was het detectiepercentage aanzienlijk beter, variërend van 19% tot 100%. De meeste onderzoeken werden uitgevoerd onder patiënten met gemetastaseerde ziekte; slechts 14 patiënten in het onderzoek van Yama moto et al [22] en twee patiënten in het onderzoek van Smith et al [16] hadden niet-gemetastaseerd RCC (detectiepercentages van respectievelijk 30% en 19%). De hoge detectiepercentages kunnen dus een weerspiegeling zijn van de hoge tumorbelasting bij veel van deze patiënten. De bevindingen in het onderzoek van Maia et al [20] ondersteunen deze hypothese. De auteurs ontdekten dat ctDNA-detectie correleerde met de tumorlast; de tumorlast was significant hoger bij patiënten met detecteerbaar ctDNA dan bij patiënten zonder ctDNA. Bovendien was het aantal mutaties in ctDNA ook significant gecorreleerd met de tumorlast.
Bacon et al [23] vonden een relatief laag detectiepercentage van 33% in vergelijking met vergelijkbare onderzoeken. Dit kan komen doordat bij 40 van de 55 patiënten plasmamonsters werden verzameld na chirurgische verwijdering van de primaire tumor. In een onderzoek van Hahn et al [19] waarin bij 15 van de 19 patiënten ook de primaire tumor operatief werd verwijderd voordat het monster werd afgenomen, bedroeg het ctDNA-detectiepercentage echter 68%. Het lage detectiepercentage kan ook worden verklaard door de technische gevoeligheid van de test, die de detectie van varianten met een variante allelfrequentie (VAF) van<1% [23].
Er lijkt een trend te zijn naar betere detectie in onderzoeken waarin ctDNA-analyse was gebaseerd op een genenpanel dat een groot aantal genen omvatte, zeer hoge sequencing-diepten, of een combinatie hiervan. De onderzoeken van Maia et al [20] en Pal et al [21] hebben bijvoorbeeld beide 73 genen met een dekking van 15 000 gesequenced en hadden detectiepercentages van respectievelijk 53% en 79%. Ter vergelijking: Smith et al [16] hebben tien genen gesequenced tot een diepte van 9688 en Lasseter et al [18] hebben 27 genen gesequenced tot een diepte van 989 en hadden ctDNA-detectiepercentages van respectievelijk 19% en 28%.
3.2.3. Globale sequentiebepaling van plasma
Er werden twee onderzoeken [16,25] geïdentificeerd die gebruik maakten van globale sequencing van plasma (Tabel 3), die beide ondiepe gehele genoomsequencing (sWGS) toepasten. Deze ongerichte methode vereist geen voorafgaande kennis van specifieke mutaties in de tumor en heeft een lage gevoeligheid voor mutaties van één base, maar kan grote deleties en duplicaties identificeren. sWGS is relatief goedkoop en eenvoudig uit te voeren. Mouliere et al [25] voerden sWGS uit tot een diepte van 0.4 op 344 monsters van 200 patiënten met verschillende soorten kanker, waaronder 33 met RCC (onbekend ziektestadium). ctDNA-detectie was gebaseerd op analyse van de lengte van cfDNA-fragmenten bij kankerpatiënten en gezonde individuen. Ze ontdekten dat in silico-verrijking van fragmenten met een grootte tussen 90 en 150 bp de detectie van ctDNA bij verschillende soorten kanker verbeterde. Hoe dan ook, in RCC het aandeel fragmenten<150 bp was very similar to that in healthy individuals, indicating a low amount of ctDNA in RCC. The ctDNA detection rate was 65% for ''low-ctDNA cancers'' (RCC, pancreatic cancer, and glioma).
Smith et al. [16] pasten bij de silicogrootteselectie van cfDNA-fragmenten hetzelfde toe als Mouliere et al. [25] en ontdekten dat dit de detectie van ctDNA verbeterde. In een cohort van patiënten met verschillende stadia van RCC en een cohort van mRCC-patiënten ontdekten ze dat het ctDNA-detectiepercentage respectievelijk 23% (11 van 48) en 33% (14 van 43) bedroeg wanneer de niet-gerichte sWGS-aanpak werd gecombineerd met maatselectie.
Hoewel er enkele voordelen zijn aan deze ongerichte en relatief goedkopere methode, suggereren de resultaten dat deze relatief laag gevoelig is voor RCC en dat optimalisatie vereist is.
3.2.4. Gerichte methyleringsanalyse van plasma
Gerichte methyleringsanalyse van plasma met behulp van een op PCR gebaseerde methode is zeer goedkoop en eenvoudig uit te voeren. Het nadeel is dat er maar heel weinig genen worden geanalyseerd en als de patiënt geen mutatie heeft in één van deze genen, zal de ctDNA-testuitslag negatief zijn. We identificeerden vijf onderzoeken [9,28-31] die deze methode gebruikten (Tabel 4) en omvatten tussen de 27 en 157 patiënten met verschillende stadia van RCC. Vier van de onderzoeken omvatten een groep gezonde controles.
Over het algemeen concludeerden de auteurs dat methyleringsanalyse een hoge specificiteit maar een lage gevoeligheid opleverde bij het onderscheiden van kankerpatiënten van gezonde controles. Hauser et al [28] en Skrypkina et al [29] voerden een combinatorische analyse uit van meerdere genen, wat de diagnostische gevoeligheid en specificiteit verhoogde. Lin et al [30] en Jung et al [31] onderzochten respectievelijk de methyleringsstatus van PCDH17 en SHOX2. Lin et al. ontdekten dat de aanwezigheid van PCDH17 correleerde met het gevorderde ziektestadium, en Jung et al. ontdekten dat patiënten met SHOX2-positief plasma een significant hoger risico op overlijden hadden.
PCR-gebaseerde analyse kan veel goedkoper zijn om uit te voeren dan op sequencing gebaseerde analyse, maar het maakt slechts het onderzoek van een beperkt aantal mutaties mogelijk. Zowel de sensitiviteit als de specificiteit zijn vaak relatief laag, zoals blijkt uit de onderzoeken van Hauser et al [28] en de Martino et al [9]. Technisch gevoeligere methoden zoals digitale druppel-PCR zouden de gevoeligheid kunnen verbeteren voor patiënten bij wie de tumor een mutatie heeft in de beoogde genomische positie [32]. Het is echter waarschijnlijk dat andere methoden die zich richten op grotere genomische regio's nodig zijn voor ctDNA-detectie in RCC.
3.2.5. Globale methyleringsanalyse
Drie onderzoeken [18,26,27] onderzochten globale methylatiepatronen (epigenetische afwijkingen) in cfDNA (Tabel 5). Epigenetische veranderingen zijn overvloediger aanwezig dan genetische veranderingen bij RCC, waardoor er meer tumorspecifieke veranderingen optreden. Globale methyleringsanalyse kan dus een hogere gevoeligheid bereiken. Celvrij gemethyleerd DNA-immunoprecipitatie en high-throughput sequencing (cfMeDIP-seq) is een bisulfietvrije techniek die methylering van het gehele genoom van cfDNA kan detecteren. Het voordeel van deze techniek is dat deze genoombreed CrG-gemethyleerd cfDNA kan verrijken met een lage DNA-input (<10 ng) [33]. cfMeDIP-seq was applied in two studies: Nuzzo et al [26] had a ctDNA detection rate of 97% (at the specificity of 100%) in a study of 69 patients with various stages of RCC, and Lasseter et al [18] had a ctDNA detection rate of 100% in a study of 34 patients with mRCC, although at lower specificity of 88%.
In een groot onderzoek onder meer dan 2000 patiënten met verschillende soorten kanker (waaronder 81 patiënten met verschillende stadia van RCC) ontdekten Liu et al [27] dat het detectiepercentage van ctDNA bij RCC laag was vergeleken met andere soorten kanker. Het onderzoek werd in twee stappen uitgevoerd met behulp van bisulfietsequencinggegevens van het hele genoom van 1531 kankergevallen en 1521 controlemonsters om een classificator voor ctDNA-detectie op te bouwen. De auteurs pasten de classificator toe op een validatiecohort van 654 kankergevallen en 610 controlemonsters. Het detectiepercentage in deze studie was 21% (specificiteit van 99,8%) in het trainingscohort en 12% (specificiteit van 99,3%) in het validatiecohort, en ctDNA-detectie had een toenemende gevoeligheid met toenemende stadia van de ziekte.
Deze onderzoeken geven aan dat cfMeDIP-seq een veelbelovende strategie kan zijn voor ctDNA-detectie bij RCC, maar validatie in grotere onderzoeken is van het allergrootste belang voordat er duidelijke conclusies kunnen worden getrokken.
Ondersteunende service van Wecistanche, de grootste cistanche-exporteur in China:
E-mail:wallence.suen@wecistanche.com
Whatsapp/tel:+86 15292862950
Winkel voor meer specificaties:
https://www.xjcistanche.com/cistanche-shop
