Bệnh viện Ung Bướu

ctDNA & Ung thư đại trực tràng di căn (mCRC)

BSNT. Võ Hoài Nam

Đại học Y Dược TP.HCM

TS.BS Nguyễn Hoàng Quý – TS.BS Phan Thị Hồng Đức

Khoa Nội tuyến Vú – Tiêu hóa – Gan – Niệu (Bệnh viện Ung bướu TP.HCM)

Tổng quan

Sinh thiết mô truyền thống là kỹ thuật xâm lấn chỉ có thể chẩn đoán tại một thời điểm – tức lúc sinh thiết trong cả quá trình biến đổi của khối bướu, và tại một vị trí – tức mẫu mô nhỏ được sinh thiết trong toàn bộ khối bướu. Ngược lại, sinh thiết lỏng có khả năng phát hiện những thay đổi theo thời gian thực của quần thể tế bào ung thư trước, trong và sau các can thiệp điều trị đặc hiệu, cũng như phát hiện tổng hòa các đặc điểm thông qua các vật chất của toàn khối bướu phóng thích liên tục vào dịch cơ thể.

Hình: Lược sử phát triển của cfDNA và ctDNA trong y khoa.

(Nguồn: Irma G. Domínguez-Vigil et al. The dawn of the liquid biopsy in the fight against cancer. Oncotarget. 2018)

Các vật chất được chọn để phân tích khi sinh thiết lỏng có thể là CTCs, cfDNA, ctDNA, túi ngoại bào và vi RNA lưu hành. Nhìn chung, sinh thiết lỏng có thể giải mã đặc tính di truyền của khối bướu nhằm tạo tiền đề cho phát hiện các đích điều trị mới và phát hiện sự kháng thuốc, cuối cùng là đánh giá được hiệu quả điều trị ở mức độ phân tử. Ưu điểm của sinh thiết lỏng là sự xâm lấn rất tối thiểu và có thể lặp lại hàng loạt một cách thuận tiện gần như vô hại trong thực hành lâm sàng hằng ngày.

1. Các khái niệm
  1. Sinh thiết mô (Tissue Biopsy) - Sinh thiết lỏng (Liquid Biopsy)

Bảng: So sánh giữa sinh thiết mô và sinh thiết lỏng.

Sinh thiết mô	Sinh thiết lỏng
Phương pháp cổ điển và chuẩn mực đến thời điểm hiện tại	Phương pháp mới và đang được nghiên cứu tích cực vì nhiều tiềm năng hứa hẹn
Phương pháp lấy mô bệnh phẩm trực tiếp để chẩn đoán về mặt tế bào học - mô học	Phương pháp lấy dịch cơ thể để chẩn đoán ở mức độ tế bào à mức độ phân tử
Phương pháp xâm lấn nhiều	Phương pháp ít xâm lấn
Đại diện cho 1 quần thể bướu, dao động giữa các lần thực hiện sinh thiết	Đại diện cho nhiều quần thể bướu khác nhau
Đôi khi không khả thi ở một vài vị trí khó tiếp cận	Đa phần khả thi vì lấy từ máu ngoại biên cũng như các dịch cơ thể khác nhau
Đánh giá mô bướu tại một thời điểm	Đánh giá mô bướu tại nhiều thời điểm nên phản ánh sự thay đổi theo thời gian thực giúp theo dõi sự tái phát – tiến triển – đáp ứng hay đề kháng với điều trị toàn thân đặc hiệu

(Nguồn: Nader Rifai et al. Principles and Applications of Molecular Diagnostics 1st Edition – 2018. Lianidou et al. Chapter 9. Circulating Tumor Cells and Circulating Tumor DNA)

1. 1. Sinh phẩm & vật chất khi sinh thiết lỏng

Sinh phẩm huyết thanh so với huyết tương có khác nhau về độ nhạy khi xét nghiệm DNA, vì nồng độ ctDNA có phần cao hơn trong huyết thanh và ít bị ảnh hưởng bởi các chất bảo quản. Tuy vậy, sinh phẩm huyết tương vẫn là lựa chọn ưu thích bởi vì hiện tượng đông máu trong huyết thanh khiến các bạch cầu giải phóng mảnh DNA ra ngoài, làm ảnh hưởng đến sự phát hiện ctDNA sau đó. Về mặt kỹ thuật, sinh phẩm huyết tương sẽ được quay ly tâm và lọc các tế bào đồng nhiễm như bạch cầu và CTCs trước khi tiến hành bảo quản lạnh – nhằm tránh tế bào bị phân hủy và phóng thích thêm DNA.

Về lượng sinh phẩm bao nhiêu là đủ, thậm chí là tối ưu cho việc phân tích ctDNA vẫn là một câu hỏi lớn chưa có lời giải đáp rõ ràng, tuy nó dao động từ 0,5 – 10 mL theo loại kỹ thuật được sử dụng. Hầu hết bộ xét nghiệm ctDNA cần < 2mL huyết thanh – huyết tương vì độ nhạy của các kỹ thuật hiện đại đã cải thiện đáng kể trong thời gian gần đây.

Hình: Các sinh phẩm & vật chất được phân tích trong sinh thiết lỏng.

(Nguồn: Nader Rifai et al. Principles and Applications of Molecular Diagnostics 1st Edition – 2018. Lianidou et al. Chapter 9. Circulating Tumor Cells and Circulating Tumor DNA).

Ngoài ra nước tiểu là loại sinh phẩm quan trọng để tìm ctDNA của bướu hệ niệu dục, trong khi dịch não tủy là loại chính yếu để tìm ctDNA của bướu hệ thần kinh trung ương vì ưu điểm ít các tạp chất hơn (lipid, protein, tế bào) nhưng cũng chứa lượng ctDNA ít hơn huyết tương. Ngoài ra, dịch màng phổi hoặc dịch màng bụng cũng hữu ích để theo dõi bệnh tiến triển – di căn xa.

1. 1. 1. CTCs (Circulating tumor cells - Các tế bào bướu lưu hành)

CTCs là các tế bào bướu lưu hành trong cơ thể (dịch tuần hoàn, dịch đường niệu, tiêu hóa…).

1. 1. 1. cfDNA (Cell free DNA - DNA ngoại bào)

cfDNA là phân tử DNA phân mảnh lưu thông trong cơ thể nhưng không nhất thiết có nguồn gốc từ bướu, thường nhất là từ các tế bào tạo máu theo tác giả Lehmann-Werman – 2016 và tác giả Sun – 2015. ctDNA có thể phát hiện trong điều kiện sinh lý và bệnh lý như vận động, chấn thương, đột quỵ, nhiễm trùng huyết, đái tháo đường và lupus hệ thống, v..v theo tác giả Breitbach – 2012 và Dwivedi – 2012. Độ dài của cfDNA thường ngắn hơn (140 – 200bp) bởi vì trong điều kiện sinh lý thì nguồn gốc cfDNA chủ yếu đến từ hiện tượng chết theo lập trình (apoptosis) – cơ chế thoái giáng DNA tế bào chỉnh một cách hoàn chỉnh. Thời gian bán hủy của cfDNA khá ngắn, mức trung bình khoảng 16,3 phút (dao động từ 4 – 30 phút) theo tác giả Lo và cộng sự – 1999 nghiên cứu trên cfDNA trong thai kỳ.

1. 1. 1. ctDNA (Circulating tumor DNA - DNA bướu lưu hành)

ctDNA là phân tử DNA phân mảnh lưu hành trong cơ thể có nguồn gốc từ bướu (bao hàm cả nền bướu hoặc chính CTCs), và không liên quan đến tế bào thường; nói cách khác ctDNA là tập hợp con của cfDNA. Độ dài của ctDNA thường dài hơn (> 200bp) chủ yếu đến từ sự hoại tử của mô bướu nên giải phóng bất kỳ đoạn DNA bướu vào cơ thể, nên mảnh DNA này (ctDNA) có xu hướng dài hơn cfDNA.

Phân biệt ctDNA và cfDNA sẽ dựa vào các đột biến điểm đặc hiệu, độ dài của mảnh DNA trong máu, tình trạng di bội hoặc metyl hóa trong dòng tế bào somatic, độ nhạy cũng khá dao động theo từng phương tiện kỹ thuật phân tích DNA. Ngoài ra, việc so sánh trình tự gen giữa mảnh DNA lưu hành với vốn gen của tế bào cơ thể bình thường cũng gợi ý đây chỉ là cfDNA hay là ctDNA. Khi nói về độ dài của mảnh DNA thì một khái niệm khác được đặt ra là chỉ số toàn vẹn của DNA (Integrity index), được tính bằng tỉ số lượng cfDNA dài/ lượng cfDNA ngắn. Từ đó có thể dự đoán được chỉ số toàn vẹn DNA ở bệnh nhân ung thư sẽ lớn hơn chỉ số này ở người bình thường, và chỉ số này cũng dao động giữa các loại ung thư khác nhau. Về nguyên lý thì chỉ số toàn vẹn DNA được tính toán dựa trên kích thước của các đoạn lặp lại (ví dụ: trình tự không mã hóa ALU) khi đánh giá bằng qPCR.

Bảng: Các đột biến được phát hiện bằng ctDNA ở các loại ung thư khác nhau.

Ung thư	Gen đột biến
Vú	PIK3CA, BMI1, SMC4, FANCD2, MED1, ATM, PDGFRA, GAS6, TP53, ESR1, PTEN, AKT1, IDH2 SMAD4
Buồng trứng	RB1, ZEB2, MTOR, CES4A, BUB1, PARP8
NSCLC	KRAS, EGFR, TP53, NFKB1
Melanôm	BRAFV600, TP53, E2H2
Tụy	KRAS, TP53, APC, SMAD4, FBXW7
CRC	KRAS, WTKRAS, NRAS, BRAF, EGFR, cKIT, PIK3CA
Cổ tử cung	KRAS, TP53

(Nguồn: Nader Rifai et al. Principles and Applications of Molecular Diagnostics 1st Edition – 2018. Lianidou et al. Chapter 9. Circulating Tumor Cells and Circulating Tumor DNA)

Thời gian bán hủy của ctDNA cũng khá ngắn, nhưng cũng dao động theo loại bướu cụ thể. Đoạn ctDNA càng dài sẽ có thời gian bán hủy càng ngắn. Ví dụ ctDNA ở bệnh nhân CRC sau phẫu thuật có thời gian bán hủy khoảng 114 phút được ghi nhận bởi tác giả Diehl và cộng sự – 2008. Về sự thanh thải ctDNA có vẻ tương tự như thanh thải cfDNA, chủ yếu qua gan (chiếm hơn 90% tổng tải lượng), thận (chỉ khoảng 2 – 5%) và lách (phần còn lại) theo tác giả Emlen và Mannik – 1978.

1. 1. 1. mRNA lưu hành (Circulating miRNAs - Các vi RNA lưu hành)

Vi mRNA lưu hành là các vi RNA lưu hành trong cơ thể (phân tử mạch đơn 18 – 25 nucleotides, nhiệm vụ điều hòa biểu hiện gen ở cấp độ sau phiên mã bằng cách gắn vào mRNA đích, thường điều hòa xuống.

1. 1. 1. Túi ngoại bào (Exosomes)

Túi ngoại bào là các túi ngoại bào lưu thông tự do trong cơ thể, bên trong chứa nhiều thành phần: DNA, RNA, các protein – thụ thể...

1. 1. Các thông tin có được từ sinh thiết lỏng

Thông tin có được từ vật chất là CTCs thì nhiều hơn thông tin có được từ cfDNA hay ctDNA, tuy vậy CTCs có số lượng rất ít và khó thu thập được hơn là cfDNA hay ctDNA. CTCs là các tế bào bướu hoàn chỉnh lưu hành trong dịch cơ thể nên cung cấp thông tin từ vật chất di truyền bướu, protein bướu và nuôi cấy tế bào bướu trong môi trường in vitro – điều không thể thực hiện với ctDNA. Ngược lại, ctDNA chỉ là các mảnh DNA của bướu nên thông tin chính yếu thu thập được là các biến đổi di truyền phân tử của tế bào bướu.

Bảng: So sánh các thông tin có được từ phân tích ctDNA, CTCs và túi ngoại bào.

Ứng dụng	ctDNA	CTCs	Túi ngoại bào
Đánh giá tính không đồng nhất của bướu theo không gian	-	+	-
Phát hiện các đột biến điểm, mất đoạn, chèn đoạn, khuếch đại gen, chuyển vị và thay đổi số bản sao gen	+	+	+
Biến đổi ngoài gen (epigenetic) như sự metyl hóa…	+	+	+
Phân tích vi RNA	-	+	+
Phân tích biểu hiện RNA và proteomics	-	+	+
Phân tích hình thái của tế bào hoặc nuôi cấy in vivo	-	+	-
Ảnh hưởng bởi tính biến thiên trước chạy mẫu phân tích	+	+	+
Nghiên cứu chức năng ngoài môi trường tế bào	+	+	+
Bảo lưu ngân hàng sinh học	+	-	+

(Nguồn: Palmirotta R et al. Liquid biopsy of cancer: a multimodal diagnostic tool in clinical oncology. Ther Adv Med Oncol. 2018 Aug 29;10:1758835918794630)

1. Các phương tiện kỹ thuật

Hai phương tiện phổ biến vẫn là PCR kỹ thuật số và kỹ thuật NGS, không loại trừ lẫn nhau mà có ưu và nhược điểm riêng tùy thuộc vào bối cảnh khác nhau, tùy thuộc vào nhà lâm sàng.

Hình: Các phương pháp kỹ thuật dùng để phân tích ctDNA.

Plasma: Huyết tương; Buffy coat: Lớp đệm; Red blood cells: Hồng cầu; DNA isolation: Phân lập DNA; Metastatic cancer: Ung thư di căn; Non - Metastatic cancer: Ung thư chưa di căn; Non-malignant conditions: Các tình trạng không phải ác tính (lớn tuổi, bướu lành, sang thương tiền tân sinh)

(Nguồn: Liquid biopsy and minimal residual disease — latest advances and implications for cure. Klaus Pantel et al. Nat Rev Clin Onco. 2019)

Bảng: So sánh 2 kỹ thuật chính để phân tích: PCR kỹ thuật số và NGS.

PCR kỹ thuật số (digital PCR)	Giải trình tự thế hệ mới (NGS)
Tốt nhất cho các đột biến điểm riêng lẻ nhưng có thể dùng để phân tích số lượng bản copy bị sai lệch	Đánh giá vùng gen quan tâm bằng PCR hoặc phương tiện “capture”
Các đột biến cần phải biết trước (ví dụ: BRAF_V600E)	Kỹ thuật đã được dùng cho: các đột biến điểm, tái sắp xếp, khuyếch đại gen, dị bội, giải trình tự toàn bộ gen hoặc toàn bộ các exon...
Độ nhạy lệ thuộc vào loại đột biến và sự tối ưu của bộ kít xét nghiệm	Tỉ lệ dương giả cao
Có thể xét nghiệm đa thành phần
Cần một số thông tin sinh học tối thiểu	Đòi hỏi đoạn mồi mã hóa trước giải trình tự và thông tin sinh học sau giải trình tự để hạn chế sai lệch
Không đắt	Giá thành còn đắt đỏ
Nhanh và hiệu suất cao (trong vài giờ)	Tốn nhiều thời gian hơn

(Nguồn: Applications of Liquid Biopsy - ESMO Webinar Series)

ctDNA trong CRC

Sự hữu ích của ctDNA không chỉ giới hạn ở CRC, mà còn ở các bệnh lý ác tính khác từ hệ bướu lỏng cho đến hệ bướu đặc như ung thư vú, ung thư phổi, ung thư tuyến tiền liệt... Trong CRC thì giá trị của ctDNA không chỉ ở giai đoạn tái phát - di căn xa mà còn mở rộng sang giai đoạn sớm – như một dấu ấn chỉ định hoặc bỏ qua liệu pháp hóa trị bổ túc. Một vai trò khác là ứng dụng trong tầm soát – phát hiện sớm CRC, bên cạnh các phương tiện thường quy như nội soi đại trực tràng hoặc nội soi đại tràng ảo và xét nghiệm máu ẩn trong phân, tùy từng trường hợp cụ thể.

Hình: Các ứng dụng tiềm năng của sinh thiết lỏng trong CRC.

(Nguồn: Bronkhorst, Abel Jacobus et al. “The emerging role of cell-free DNA as a molecular marker for cancer management.” Biomolecular detection and quantification. 2019).

ctDNA trong mCRC

CRC là loại bệnh ác tính thường phát hiện ctDNA trong máu bên cạnh ung thư bàng quang, ống tiêu hóa và buồng trứng và tỉ lệ thuận theo tổng khối bướu hiện hành.

1. Sự tương hợp với sinh thiết mô

Sự tương hợp cao giữa ctDNA vs mẫu mô đa phần xảy ra khi tỉ số ctDNA/cfDNA > 1%.

Bảng: Độ tương hợp, độ nhạy và độ chuyên của các phương thức giải trình tự ctDNA so với sinh thiết mô trong phát hiện đột biến RAS/BRAF ở mCRC theo tác giả Clara Montagut và cộng sự.

Số BN	Phương thức giải trình tự	Độ tương hợp	Độ nhạy	Độ chuyên	Nguồn
95	IntPlex	72%	92%	98%	Thierry AR, et al. Nat Med 2014
206	SafeSeq	95%	87%	99%	Bettegowda C, et al. STM 2014
100	BEAMing và ddPCR	97%	95%	100%	Siravegna G, et al. Nat Med 2015
115	BEAMing	93%	96%	90%	Vidal J, et al. Ann Oncol 2017
146	BEAMing	90%	89%	90%	Grasselli J, et al. Ann Oncol 2017
92	BEAMing	78%	70%	83%	Normanno N, et al. Ann Oncol 2018
412	AmpliSeq + methylation	95%	93%	98%	Bachet JB, et al. Ann Oncol 2018
135	Idylla	93%	64%	94%	Maurel J, et al. JCO PM 2018

(Nguồn: Applications of Liquid Biopsy - ESMO Webinar Series.)

1. Giá trị tiên lượng
  1. Tiên lượng PFS

Parikh và cộng sự tiến hành một nghiên cứu gồm 138 ca mCRC được bắt cặp, ctDNA được đo trước và sau khi khởi trị lúc tuần thứ 2 – 4 – 8 và 16 … cho tới khi bệnh tiến triển. Các trường hợp có ctDNA giảm ≥ 30% tại thời điểm tuần thứ 4 so với giá trị nền cho tiên lượng PFS trung vị khoảng 175 ngày và tất cả bệnh nhân này đều đạt PR, đối với tình huống ctDNA giảm < 30% thì có PFS trung vị chỉ khoảng 60 ngày. Từ đó, tác giả tính được độ nhạy trong việc tiên lượng PFS của ctDNA và CEA máu lần lượt là 60% và 24%.

Hình: Giá trị tiên lượng kết cục PFS dựa trên chuỗi xét nghiệm ctDNA.

(Nguồn: Parikh AR, et al. Clin Cancer Res 2020;26(8):1877-1885)

Không chỉ lượng ctDNA đột biến mà sự thay đổi trong lượng ctDNA được methyl hóa cũng hữu ích trong tiên lượng PFS lẫn OS ở các bệnh nhân mCRC được điều trị với phác đồ mFOLFOX bước đầu. Theo tác giả Thosen và cộng sự - 2019, khi giảm số lượng ctDNA mang đoạn gen mã hóa Neuropeptide Y có methyl hóa sau điều trị thì PFS được cải thiện (9,5 tháng so với 7,4 tháng với p = 0,002), cũng như OS (25,4 tháng so với 13,5 tháng với p = 0,0001).

1. 1. Tiên lượng OS

Spindler và cộng sự thực hiện một phân tích tổng hợp vào năm 2017 cho thấy tổng lượng cfDNA máu ở các bệnh nhân mCRC càng cao thì OS càng xấu như biểu đồ bên dưới.

Hình: Mối liên hệ giữa OS (sống còn toàn bộ) và tải lượng cfDNA trong máu bệnh nhân mCRC.

(Nguồn: Spindler et al. “Cell-Free DNA in Metastatic Colorectal Cancer: A Systematic Review and Meta-Analysis.” The oncologist vol. 22,9 (2017): 1049-1055.)

Nghiên cứu tiền cứu PLACOL của Garlan và cộng sự với 82 bệnh nhân mCRC được hóa trị bước 1 (82,9%) hoặc bước 2 (17,1%) thì ghi nhận được các tình huống có [ctDNA máu] > 10 ng/mL so với ≤ 0,1 ng/mL sẽ có OS thấp hơn đáng kể (6,8 tháng so với 33,4 tháng). Sau đó nhóm tác giả tiếp tục phân chia dân số nghiên cứu thành các nhóm đáp ứng tốt ([ctDNA máu] < 0,1 ng/mL sau chu kỳ hóa trị 1 hoặc 2 và ∆ ctDNA giảm > 80%] và xấu (nhóm còn lại) dựa trên động học của ctDNA trong quá trình điều trị. Kết quả cho thấy nhóm đáp ứng tốt có mPFS dài hơn (8,5 tháng so với 2,4 tháng) với chỉ số HR = 0,19 và p < 0,0001, cũng như OS dài hơn (27,1 tháng so với 11,2 tháng) với chỉ số HR = 0,25 và p < 0,001, được minh họa bằng biểu đồ bên dưới.

Biểu đồ: Sự ảnh hưởng của mức ctDNA nền đến OS trên 3 phân nhóm.

(Nguồn: Garlan F et al (2017). Early evaluation of circulating tumor DNA as marker of therapeutic efficacy in metastatic colorectal cancer patients (PLACOL study). Clin Cancer Res 23(18):5416–5425.)

1. Giá trị tiên đoán
  1. ctDNA đánh giá đáp ứng sớm với hóa trị

Montagut và cộng sự kết luận rằng việc đánh giá nồng độ ctDNA hàng loạt tại các thời điểm nhất định trong chu kỳ hoá trị có vai trò đánh giá sự đáp ứng điều trị sớm hơn đánh giá tiêu chuẩn bằng hình ảnh học qua tiêu chí RECIST 1.1 hay bằng dấu ấn sinh học ung thư CEA (ng/mL).

Biểu đồ: Sự đáp ứng với hóa trị trên phương tiện hình ảnh học, dấu ấn CEA và ctDNA hàng loạt qua các chu kỳ hóa trị.

(Nguồn: Montagut C, et al. Annals of Oncology 2015;26(8):1525-1527)

Tie J và cộng sự thực hiện nghiên cứu tiến cứu trên 53 bệnh nhân mCRC được điều trị hóa trị bước đầu, thì ctDNA nền trước khi điều trị và tại thời điểm ngày thứ 3 và tuần thứ 2 sau khởi trị cho thấy nếu lượng ctDNA trong máu giảm > 10 lần tại thời điểm 2 tuần giúp tiên đoán sớm đáp ứng trên hình ảnh học (CT scan) tại tuần thứ 8.

Biểu đồ: Sự đáp ứng với hóa trị tại thời điểm 8 tuần trên hình ảnh học và đáp ứng trên ctDNA vào thời điểm 2 tuần sau khởi trị mCRC bằng hóa trị.

(Nguồn: Tie J, et al. Annals of Oncology 2015;26(8):1715-1722)

1. 1. Theo dõi sự đề kháng với thuốc kháng EGFRs

Theo dõi các đột biến kháng thuốc xuất hiện sau khi điều trị toàn thân có thể hướng dẫn nhà lâm sàng lựa chọn dòng thuốc tối ưu cho các bước sau, giúp tăng cơ hội kiểm soát bệnh sớm cũng như tránh lãng phí nguồn lực vào các trường hợp đã kháng thuốc cũ.

Biểu đồ: (Trên) Sự thay đổi trong kích thước sang thương di căn gan của mCRC theo thời gian (từ PR sang PD) với Cetuximab. (Dưới) Tỉ lệ phát hiện (%) allele đột biến KRAS bằng xét nghiệm hàng loạt ctDNA trong máu.

(Nguồn: Misale S, et al. Emergence of KRAS mutations and acquired resistance to antiEGFR therapy in colorectal cancer. Nature. 2012)

Theo tác giả Misale và cộng sự, sự đề kháng với thuốc chẹn EGFR có thể phát hiện tình trạng đề kháng thuốc sớm hơn 10 tháng bằng các allele KRAS đột biến nhờ xét nghiệm ctDNA so với phát hiện thông qua hình ảnh học ổ di căn gan, cũng như bằng dấu ấn CEA trong máu. Từ đó, các tác giả kết luận rằng sinh thiết lỏng có thể là một dấu chỉ tốt cho sự phát hiện sớm các đề kháng thuốc.

Không những phát hiện được tình trạng đột biến kháng thuốc, mà ctDNA còn giúp xác định chính xác loại đột biến nào dẫn tới sự đề kháng theo tác giả rom Bettegowda và cộng sự. Điều này có thể có ý nghĩa về mặt tiên lượng cũng như tìm ra các đích phân tử mới để vượt qua sự kháng thuốc sau điều trị bước đầu.

Ảnh có chứa bàn

Mô tả được tạo tự động

Biểu đồ: Loại đột biến KRAS sau điều trị kháng EGFR được xác định bằng xét nghiệm hàng loạt ctDNA trong máu.

(Nguồn: rom Bettegowda C, et al. Sci Transl Med 2014;6(224):224ra24)

1. 1. Dự đoán sự đáp ứng và lợi ích của TKI ở mCRC kháng trị

Theo tác giả Wong – 2015 và Vandeputte – 2018 thì các trường hợp mCRC kháng trị có lượng ctDNA đột biến giảm sớm sau khởi trị Regorafenib và TAS-102 tiên lượng PFS dài hơn so với nhóm có ctDNA máu tăng hoặc ở mức tối thiểu lượng. Ngược lại, các tình huống có tăng ctDNA đột biến khi dùng Regorafenib và TAS-102 thì giá trị tiên đoán bệnh tiến triển khá cao trên hình ảnh học sau đó với độ nhạy – độ chuyên và giá trị tiên đoán dương lần lượt là: 61,5% - 100% - 100% theo tác giả Pereira Lima và cộng sự - 2018.

1. 1. Đánh giá đáp ứng và tiên lượng kết cục với ICIs (chất ức chế điểm kiểm soát miễn dịch)

Tác giả Cabel và cộng sự thực hiện nghiên cứu tiền cứu gồm 15 bệnh nhân (ung thư phổi không tế bào nhỏ, đại trực tràng, melanoma) được điều trị với Pembrolizumab hoặc Nivolumab và xét nghiệm tìm ctDNA bằng phương thức ddPCR trước lúc điều trị và thời điểm sau điều trị 8 tuần. Theo kết quả ghi nhận được rằng các tình huống ctDNA (-) tại tuần 0 và tuần 8 giúp tiên đoán đáp ứng với ICI – giảm kích thước bướu khoảng 50% tại thời điểm tháng thứ 4. Ngược lại, ctDNA(+) tại thời điểm tuần 0 và tuần 8 giúp tiên đoán xu hướng tiến triển bệnh với liệu pháp ICIs – tăng kích thước bướu sớm trong vài tháng đầu tiên sau khởi trị.

Bên cạnh giá trị tiên đoán đáp ứng với ICIs, ctDNA còn có thể tiên đoán được kết cục về PFS và OS. Các tình huống có ctDNA (+) tại thời điểm tuần thứ 8 sẽ có tỉ lệ PFS thấp hơn đáng kể so với ctDNA(-) tại tuần thứ 8 với chỉ số HR = 10,2 và p = 0,001. Tương tự, các ca có ctDNA (+) tại tuần thứ 8 sẽ có tỉ lệ OS thấp hơn đáng kể so với ctDNA(-) tại tuần thứ 8 với chỉ số HR = 15 và p = 0,004.

1. 1. Hướng dẫn lựa chọn liệu pháp “Rechallenge” với kháng EGFR

Việc ngừng dùng thuốc kháng EGFR có thể làm khôi phục lại tính nhạy thuốc do suy giảm dòng tế bào đề kháng. Liệu pháp Rechallenge với kháng EGFR không phải lúc nào cũng mang lại hiệu quả, nên việc xác định chính xác nhóm hưởng lợi từ điều trị là điều cần làm, và ctDNA tìm đột biến RAS/RAF đã được thử nghiệm.

Hình: (T) PFS và OS của nhóm RAS wildtype và RAS đột biến khi được Rechallenge với Cetuximab thông qua xét nghiệm trên mẫu mô (A và C) và xét nghiệm bằng ctDNA (B và D).

(Nguồn: Normanno et al. RAS testing of liquid biopsy correlates with the outcome of metastatic colorectal cancer patients treated with first-line FOLFIRI plus cetuximab in the CAPRI-GOIM trial. Ann. Oncol. 2018, 29, 112–118.)

Qua các kết quả ban đầu thì lợi ích rechallenge với kháng EGFR là nhiều nhất với nhóm RAS/RAF wildtype với PFS và OS tương đương giữa phương thức xét nghiệm mô học truyền thống và bằng ctDNA theo tác giả Normanno và cộng sự rút ra kết luận từ nghiên cứu CAPRI-GOIM.

1. Giá trị trong nghiên cứu
  1. Giám sát chặt chẽ sự thay đổi dòng tế bào

Điều trị nhắm trúng đích tạo ra áp lực chọn lọc dẫn đến sự thay đổi dòng tế bào trong khối bướu, đây là cơ sở cho sự đề kháng thuốc, có thể được theo dõi tốt bằng phương pháp sinh thiết lỏng qua hàng loạt thời điểm khác nhau trong lúc điều trị. ctDNA còn giúp phát hiện thêm nhiều cơ chế đề kháng thuốc mới làm cơ sở cho việc phát triển các dòng thuốc sinh học mới vượt qua được sự kháng thuốc ban đầu, làm phong phú thêm các lựa chọn điều trị.

Biểu đồ: Các đột biến tương ứng với các dòng tế bào kháng thuốc sau mỗi bước thay đổi tác nhân điều trị. Việc đề kháng thuốc có thể được xác định chính xác thông qua chuỗi xét nghiệm ctDNA máu trong mCRC.

(Nguồn: Giulia Siravegna et al. Integrating liquid biopsies into the management of cancer. Nat Rev Clin Onco. 2017).

1. 1. Xác định các cơ chế đề kháng

Khi xét về độ nhạy trong việc tìm cơ chế đề kháng thuốc bằng ctDNA và mô bệnh học lần lượt là 75% và 48%. Trong các ca tìm ra đột biến kháng thuốc thì 41% ca có đa cơ chế đề kháng (trung bình khoảng 3 cơ chế khác nhau) khi tìm bằng ctDNA so với chỉ 9% số ca khi tìm bằng mô bệnh học truyền thống. Trong nghiên cứu của tác giả Parikh và cộng sự với 44 bệnh nhân được sinh thiết bướu kết cặp với xét nghiệm ctDNA máu, giúp xác định thêm cơ chế đề kháng khác trong 78% tổng số ca.

1. 1. Đánh giá sự không đồng nhất về mặt phân tử theo không gian và thời gian trên cùng 1 bệnh nhân

Theo tác giả Siravegna và cộng sự thì ctDNA máu xác định được đặc tính phân tử không đồng nhất giữa các ổ di căn gan khác nhau trên 1 bệnh nhân mCRC (gan), điều không thể làm được với sinh thiết mô truyền thống, vốn chỉ lấy 1 phần tế bào bướu khu trú tại 1 vị trí. Nói cách khác, ctDNA đã chỉ ra trên 1 bệnh cảnh mCRC (gan đa ổ) vẫn có sự không đồng nhất về mặt phân tử giữa các ổ di căn khác nhau, điều này giải thích phần nào sự đáp ứng rất khác nhau giữa các ổ di căn. Ngoài ra, chuỗi xét nghiệm ctDNA suốt dọc tiến trình điều trị giúp theo dõi và bộc lộ các đột biến kháng thuốc, phản ánh gián tiếp sự thay đổi của các dòng tế bào bướu dưới áp lực chọn lọc của trình tự các thuốc điều trị khác nhau được minh học hình bên dưới.

Hình: Sự không đồng nhất về mặt phân tử theo không gian (các ổ bướu di căn gan khác nhau) và thời gian (sau từng bước điều trị) trên cùng 1 bệnh nhân mCRC (Gan).

(Nguồn: Siravegna G, et al. Cancer Cell. 2018)

Kết luận

Phân tích ctDNA là một công cụ không xâm lấn để đánh giá đặc tính di truyền của bướu một cách toàn diện và tại thời điểm thực. Vì thế ctDNA hiện tại được xem như một dấu ấn để tiên lượng kết cục và tiên đoán đáp ứng điều trị trong bối cảnh di căn xa. Ngoài ra, ctDNA có thể cho biết sự xuất hiện các cơ chế gen đề kháng khi dùng thuốc nhắm trúng đích, từ đó điều chỉnh kế hoạch điều trị theo từng cơ chế đề kháng.

Hiện tại, các nghiên cứu lâm sàng can thiệp dựa trên ctDNA cho thấy tính hữu ích của ctDNA để lựa chọn bệnh nhân với mục đích rechallenge dòng thuốc kháng EGFR. Tuy có nhiều tiềm năng ứng dụng, việc áp dụng ctDNA thường quy trên lâm sàng như một dấu ấn sinh học mới vẫn đòi hỏi các nghiên cứu RCT để thấy lợi ích sống còn và hiệu quả về mặt kinh phí. Các nghiên cứu liên quan đến ctDNA đã bước vào pha II và pha III với các kết quả đáng mong đợi cho thay đổi thực hành lâm sàng sắp tới của ngành ung thư nói chung và bối cảnh mCRC nói riêng.

TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH

Applications of Liquid Biopsy - ESMO Webinar Series
Breitbach S, Tug S, Simon P. Circulating cell-free DNA: an up-coming molecular marker in exercise physiology. Sports Med 42:565–586. 2012.
Bronkhorst, Abel Jacobus et al. “The emerging role of cell-free DNA as a molecular marker for cancer management.” Biomolecular detection and quantification. 2019
Cescon, D.W., Bratman, S., Chan, S.M. et al. Circulating tumor DNA and liquid biopsy in oncology. Nat Cancer 1, 276–290 (2020).
Cohen JD, Li L, Wang Y et al (2018) Detection and localization of surgically resectable cancers with a multi-analyte blood test. Science 359:926–930
Diehl F, Schmidt K, Choti MC et al (2008) Circulating mutant DNA to assess tumor dynamics. Nat Med 14:985–990.
Dwivedi DJ, Toltl LJ, Swystun LL et al (2012) Prognostic utility and characterization of cell-free DNA in patients with severe sepsis. Crit Care 16:R151.
Emlen W, Mannik M (1978) Kinetics and mechanisms for removal of circulating single-stranded DNA in mice. J Exp Med 147:684–699.
Florence Schaffner, Jean-Louis Merlin, Nikolas von Bubnoff. Tumor Liquid Biopsies. Springer, Cham. 2020.
Garlan F et al. Early evaluation of circulating tumor DNA as marker of therapeutic efficacy in metastatic colorectal cancer patients (PLACOL study). Clin Cancer Res 23(18):5416–5425. 2017.
Giulia Siravegna et al. Integrating liquid biopsies into the management of cancer. Nat Rev Clin Onco. 2017.
Haber DA, Velculescu VE. Blood-based analyses of cancer: circulating tumor cells and circulating tumor DNA. Cancer Discov. 2014.
Irma G. Domínguez-Vigil et al. The dawn of the liquid biopsy in the fight against cancer. Oncotarget. 2018.
Letelier P, Riquelme I, Hernández AH, Guzmán N, Farías JG, Roa JC. Circulating MicroRNAs as Biomarkers in Biliary Tract Cancers. Int J Mol Sci. 2016 May 23;17(5):791.
Lima Pereira, A., Lam, M., Marie, P. K., Raghav, K. & Morris, V. K. et al. Circulating tumor DNA (ctDNA) as an early marker to monitor clinical benefit of regorafenib and TAS-102 in patients with metastatic colorectal cancer (mCRC). J. Clin. Oncol. 36, 3533 (2018).
Liquid biopsy and minimal residual disease — latest advances and implications for cure. Klaus Pantel et al. Nat Rev Clin Onco. 2019.
María Arechederra et al. Liquid biopsy for cancer management: a revolutionary but still limited new tool for praecision medicine. 2020.
Morelli, M.P.; Overman, M.J.; Dasari, A.; Kazmi, S.M.A.; Mazard, T.; Vilar, E.; Morris, V.K.; Lee, M.S.; Herron, D.; Eng, C.; et al. Characterizing the patterns of clonal selection in circulating tumor DNA from patients with colorectal cancer refractory to anti-EGFR treatment. Ann. Oncol. 2015, 26, 731–736.
Nader Rifai et al. Principles and Applications of Molecular Diagnostics 1st Edition – 2018. Lianidou et al. Chapter 9. Circulating Tumor Cells and Circulating Tumor DNA.
Normanno, N. et al et al. RAS testing of liquid biopsy correlates with the outcome of metastatic colorectal cancer patients treated with first-line FOLFIRI plus cetuximab in the CAPRI-GOIM trial. Ann. Oncol. 2018, 29, 112–118.
Palmirotta R et al. Liquid biopsy of cancer: a multimodal diagnostic tool in clinical oncology. Ther Adv Med Oncol. 2018 Aug 29;10:1758835918794630.
Parseghian, C.; Loree, J.; Morris, V.; Liu, X.; Clifton, K.; Napolitano, S.; Henry, J.; Pereira, A.; Vilar, E.; Johnson, B.; et al. AntiEGFR-resistant clones decay exponentially after progression: Implications for anti-EGFR re-challenge. Ann. Oncol. 2019, 30, 243–249.
Spindler et al. “Cell-Free DNA in Metastatic Colorectal Cancer: A Systematic Review and Meta-Analysis.” The oncologist vol. 22,9 (2017): 1049-1055.
Tellez-Gabriel M et al. Circulating Tumor Cells as a Tool for Assessing Tumor Heterogeneity. Theranostics 2019; 9(16):4580-4594. doi:10.7150/thno.34337.

N4_ctDNA & mCRC - Update.pdf

Tin tức và Hoạt động bệnh viện

CTDNA & UNG THƯ ĐẠI TRỰC TRÀNG DI CĂN (MCRC)

Mục lục

Dịch vụ khám chữa bệnh