时间：2023-02-16
研究目的
评估源自转移性膀胱癌（mUC）患者的组织样本与基于ctDNA的血液样本之间的基因组图谱一致性。
研究方法 对来自104名mUC患者的192份血液样本进行ctDNA靶向测序（平均深度为1040×），并对可配对组织样本的63名mUC患者的94个肿瘤组织样本靶向测序，如图1。（大多数患者在一线铂类化疗或免疫检查点抑制治疗之前提供样本）
图1. 试验流程图。 注：MIBC-局部晚期肌层浸润性膀胱癌；mUC-转移性尿路上皮癌。 对39名初诊为局部或局部晚期肌层浸润性膀胱癌 (MIBC) 的患者的cfDNA进行测序，与mUC队列的cfDNA检出率做对比。（样本是在接受意向治疗之前收集）
研究结果 1 高ctDNA水平是预测疾病侵袭性的独立因素
一：85%的患者（88/104）至少一个样本中ctDNA分数为>1%（图2）。其中，同时期收集的mUC患者83% (59/71)的ctDNA 样本突变检出率 (p<0.00001)显著高于21% (8/39)的MIBC患者ctDNA>1%。
图2. ctDNA丰度在mUC队列中的相关分析
二：192个血液样本中ctDNA的中位数为8%，其中132个血液样本的ctDNA＞1% (中位数为20%) (图3)。
图3. 血液样本中cfDNA含量
三：在71名开始一线系统治疗mUC患者中，基于25% (ctDNA=4.9%) 进行样本分层后分析发现，ctDNA与OS率显著相关 (p=0.01；图4) 。
图4. ctDNA结果与患者OS
2 ctDNA与肿瘤组织的驱动基因体细胞突变特征一致
一：仅使用ctDNA独立地重建了侵袭性疾病的驱动基因图谱，与癌症基因组图谱 (TCGA) 对肌层浸润组织的分析一致。mUC队列ctDNA中，基因体细胞突变频率、突变的类型，甚至驱动变异之间的相互排斥关系与肿瘤组织都是一致的 (图5) 。
图5. mUC驱动基因突变分析
二：比较肿瘤组织与ctDNA，靶向测序检测到265个体细胞突变，其中83.4% (221/265) 突变在两种样本类型中均可检测到。在ctDNA和组织中特异性检测到的突变分别为7.9% (21/265) 和8.7% (23/265) (图6)
图6. 两种样本类型的体细胞突变检测结果
三：7种癌基因（ERBB2、ERBB3、PPARG、MYC、CCND1、CCNE1、MDM2）在肿瘤组织和ctDNA的扩增，其基因拷贝数具有强相关性 (图7) 。
图7. ctDNA与肿瘤组织中肿瘤驱动基因分析
3 肿瘤组织存在异质性，而ctDNA的突变保持一致 在疾病进展过程中收集的肿瘤组织样本 (15例患者的42个样本) 和ctDNA (21例患者的59个样本) 进行时间异质性分析，独立检测到的突变分别为45% (图8 a) 和90% (图8 b)。连续收集的组织样本与ctDNA相比有更少的共同突变。
图8. 肿瘤组织和ctDNA的时间异质性比较. VAFs：等位基因变异（variant allele fractions）
4 相较于肿瘤组织，ctDNA在实时基因组评估方面更具优势 一：与肿瘤组织结果一致，ctDNA中TMB与预后不相关 (图9 a) 肿瘤组织及其配对ctDNA评估的TMB一致。未观察到ctDNA TMB与免疫检查点抑制或铂类化疗的反应持续时间之间的相关性 (图9b) ，与肿瘤组织结果一致。
图9. ctDNA和组织样本的TMB结果一致性
二：ctDNA中FGFR3突变预测预后敏感性更高 探索性分析中观察到接受免疫治疗的患者 (n=58；PD-1/PD-L1/CTLA-4，单剂或联合使用) 的FGFR3变异与较短的无进展生存期 (PFS) 相关 (图10) ，提示ctDNA中的突变变异等位基因频率 (VAFs) 与预后有关。
图10. ctDNA与肿瘤组织中FGFR3变异状态的评估。
三：与肿瘤组织结果一致，患者ctDNA中有ERBB2突变与扩增。
在mUC队列的ctDNA中，13.8%(11/80)检测到ERBB2突变，7名患者的ctDNA中检测到基因扩增，其中两名患者同时具有检测到基因扩增和携带ERBB2突变
(图11 a) 。ERBB2激活突变的组织样本也显示ERBB2表达升高 (图11 b)。
图11. ctDNA和肿瘤组织样本中ERBB2的检测结果
研究总结
ctDNA丰度是开始一线全身治疗的患者总生存期的独立预后因素。重要的是，ctDNA与组织样本的体细胞驱动基因组变异一致。此外，ctDNA与匹配的肿瘤组织之间的突变一致性为83.4%。总的来说，该研究探索性分析表明，mUC中ctDNA的基因组图谱结果可靠且实用性强，并解决了原发肿瘤组织样本不足的问题。
参考文献：
Gillian Vandekerkhove, Jean-Michel Lavoie, Matti Annala, et al. Plasma ctDNA is a tumor tissue surrogate and enables clinical-genomic stratification of metastatic bladder cancer. Nature Communications, 2021, 12:184
https://doi.org/10.1038/s41467-020-20493-6| www.nature.com/naturecommunications
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