การศึกษาเชิงคาดการณ์ที่ก้าวล้ำ: เทคโนโลยีเมทิลเลชัน ctDNA ในเลือดที่ใช้ PCR เปิดศักราชใหม่ของการเฝ้าระวัง MRD สำหรับมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนัก

เมื่อเร็ว ๆ นี้ JAMA Oncology (IF 33.012) ได้เผยแพร่ผลการวิจัยที่สำคัญ [1] โดยทีมวิจัยของศาสตราจารย์ Cai Guo-ring จากโรงพยาบาลมะเร็ง มหาวิทยาลัย Fudan และศาสตราจารย์ Wang Jing จากโรงพยาบาล Renji คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัย Shanghai Jiao Tong ร่วมกับ KUNYUAN BIOLOGY: “การตรวจหาโรคตกค้างระดับโมเลกุลและการแบ่งชั้นความเสี่ยงสำหรับมะเร็งลำไส้ใหญ่ระยะที่ 1 ถึง 3 ผ่านการเมทิลเลชันของดีเอ็นเอของเนื้องอกในกระแสเลือดและการแบ่งชั้นความเสี่ยง” การศึกษานี้เป็นการศึกษาแบบหลายศูนย์ครั้งแรกของโลกที่นำเทคโนโลยีเมทิลเลชันของยีนหลายยีนในเลือดโดยใช้ PCR มาใช้ในการทำนายการกลับเป็นซ้ำของมะเร็งลำไส้ใหญ่และการตรวจติดตามการกลับเป็นซ้ำ ซึ่งเป็นแนวทางทางเทคนิคและวิธีแก้ปัญหาที่คุ้มค่ากว่าเมื่อเทียบกับวิธีการตรวจหา MRD ที่มีอยู่ ซึ่งคาดว่าจะช่วยปรับปรุงการใช้การทำนายและการเฝ้าติดตามการกลับเป็นซ้ำของมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักทางคลินิกได้อย่างมาก และปรับปรุงอัตราการรอดชีวิตและคุณภาพชีวิตของผู้ป่วยอย่างมีนัยสำคัญ การศึกษานี้ได้รับการประเมินอย่างสูงจากวารสารและบรรณาธิการ และได้รับการขึ้นทะเบียนเป็นบทความแนะนำที่สำคัญในฉบับนี้ โดยศาสตราจารย์ฮวน รุยซ์-บาโนเบร จากสเปน และศาสตราจารย์อเจย์ โกเอล จากสหรัฐอเมริกา ได้รับเชิญให้ร่วมตรวจสอบงานวิจัยนี้ นอกจากนี้ การศึกษานี้ยังได้รับการรายงานโดย GenomeWeb สื่อชีวการแพทย์ชั้นนำในสหรัฐอเมริกาอีกด้วย

มะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนัก (CRC) เป็นเนื้องอกร้ายที่พบบ่อยในระบบทางเดินอาหารในประเทศจีน ข้อมูลจากสำนักงานวิจัยมะเร็งนานาชาติ (IARC) ในปี 2020 ระบุว่ามีผู้ป่วยรายใหม่ 555,000 รายในประเทศจีนคิดเป็นประมาณ 1/3 ของมะเร็งทั่วโลก โดยอัตราการเกิดโรคพุ่งขึ้นเป็นอันดับสองของมะเร็งที่พบบ่อยในประเทศจีน โดยมีผู้เสียชีวิต 286,000 รายคิดเป็นประมาณ 1/3 ของโลก ซึ่งเป็นสาเหตุการเสียชีวิตจากมะเร็งที่พบบ่อยเป็นอันดับ 5 ในประเทศจีน และเป็นสาเหตุการเสียชีวิตอันดับที่ 5 ในประเทศจีน ที่น่าสังเกตคือในผู้ป่วยที่ได้รับการวินิจฉัย ระยะ TNM I, II, III และ IV อยู่ที่ 18.6%, 42.5%, 30.7% และ 8.2% ตามลำดับ ผู้ป่วยมากกว่า 80% อยู่ในระยะกลางและระยะท้าย และ 44% มีการแพร่กระจายไปยังตับและปอดแบบต่อเนื่องหรือแบบต่างระยะเรื้อรัง ซึ่งส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อระยะเวลาการรอดชีวิต เป็นอันตรายต่อสุขภาพของผู้ป่วย และเป็นภาระทางสังคมและเศรษฐกิจอย่างหนัก สถิติของศูนย์มะเร็งแห่งชาติระบุว่า ค่าใช้จ่ายในการรักษามะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักในประเทศจีนเพิ่มขึ้นเฉลี่ยปีละ 6.9% ถึง 9.2% และค่าใช้จ่ายด้านสุขภาพส่วนบุคคลของผู้ป่วยภายในหนึ่งปีหลังการวินิจฉัยอาจสูงถึง 60% ของรายได้ครอบครัว ผู้ป่วยมะเร็งกำลังทุกข์ทรมานจากโรคนี้และกำลังเผชิญกับแรงกดดันทางเศรษฐกิจอย่างมาก [2]
มะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักเก้าสิบเปอร์เซ็นต์สามารถผ่าตัดออกได้ ยิ่งตรวจพบได้เร็วเท่าไหร่ อัตราการรอดชีวิตห้าปีหลังการผ่าตัดแบบรุนแรงก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น แต่อัตราการกลับมาเป็นซ้ำโดยรวมหลังการผ่าตัดแบบรุนแรงยังคงอยู่ที่ประมาณ 30% อัตราการรอดชีวิตห้าปีของมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักในประชากรจีนอยู่ที่ 90.1%, 72.6%, 53.8% และ 10.4% ตามลำดับสำหรับระยะที่ 1, 2, 3 และ 4 ตามลำดับ
โรคตกค้างขั้นต่ำ (MRD) เป็นสาเหตุหลักของการกลับเป็นซ้ำของเนื้องอกหลังการรักษาแบบรุนแรง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีการตรวจหา MRD สำหรับเนื้องอกชนิดแข็งมีความก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว และการศึกษาเชิงสังเกตและเชิงแทรกแซงที่มีน้ำหนักมากหลายชิ้นยืนยันว่าสถานะ MRD หลังการผ่าตัดสามารถบ่งชี้ความเสี่ยงของการกลับเป็นซ้ำของมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักได้ การตรวจ ctDNA มีข้อดีคือไม่รุกราน ง่าย รวดเร็ว เข้าถึงตัวอย่างได้ง่าย และเอาชนะความหลากหลายของเนื้องอก
แนวทางของ NCCN ของสหรัฐอเมริกาสำหรับมะเร็งลำไส้ใหญ่และแนวทางของ CSCO ของจีนสำหรับมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนัก ระบุว่าสำหรับการประเมินความเสี่ยงของการเกิดซ้ำหลังการผ่าตัดและการเลือกเคมีบำบัดเสริมในมะเร็งลำไส้ใหญ่ การตรวจ ctDNA สามารถให้ข้อมูลการพยากรณ์โรคและการคาดการณ์เพื่อช่วยในการตัดสินใจการรักษาเสริมสำหรับผู้ป่วยมะเร็งลำไส้ใหญ่ระยะที่ 2 หรือ 3 อย่างไรก็ตาม การศึกษาที่มีอยู่ส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การกลายพันธุ์ของ ctDNA ที่ใช้เทคโนโลยีการจัดลำดับแบบ high-throughput sequencing (NGS) ซึ่งมีกระบวนการที่ซับซ้อน ระยะเวลาดำเนินการนาน และค่าใช้จ่ายสูง [3] โดยยังมีความคลาดเคลื่อนเล็กน้อยและมีความชุกต่ำในผู้ป่วยมะเร็ง
ในกรณีของผู้ป่วยมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักระยะที่ 3 การตรวจติดตาม ctDNA แบบไดนามิกโดยใช้ NGS มีค่าใช้จ่ายสูงถึง 10,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อการตรวจเพียงครั้งเดียว และต้องรอนานถึงสองสัปดาห์ การทดสอบเมทิลเลชันหลายยีนในงานวิจัยนี้ ColonAiQ® ช่วยให้ผู้ป่วยสามารถตรวจติดตาม ctDNA แบบไดนามิกได้ในราคาเพียงหนึ่งในสิบของค่าใช้จ่ายทั้งหมด และได้รับรายงานผลภายในเวลาเพียงสองวัน
จากข้อมูลผู้ป่วยมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักรายใหม่ 560,000 รายในประเทศจีนในแต่ละปี พบว่าผู้ป่วยทางคลินิกส่วนใหญ่เป็นมะเร็งลำไส้ใหญ่ระยะที่ II-III (สัดส่วนอยู่ที่ประมาณ 70%) มีความต้องการการตรวจติดตามแบบไดนามิกมากขึ้น ทำให้ขนาดตลาดของการตรวจติดตามแบบไดนามิก MRD สำหรับมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักเข้าถึงผู้คนหลายล้านคนในแต่ละปี
จะเห็นได้ว่าผลการวิจัยมีความสำคัญทั้งทางวิทยาศาสตร์และการปฏิบัติ จากการศึกษาทางคลินิกเชิงคาดการณ์ขนาดใหญ่ พบว่าเทคโนโลยีเมทิลเลชันแบบหลายยีนของ ctDNA ในเลือดโดยใช้ PCR สามารถนำไปใช้ในการคาดการณ์การกลับเป็นซ้ำของมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักได้อย่างแม่นยำ รวดเร็ว และคุ้มค่า ช่วยให้การแพทย์แม่นยำมีประโยชน์ต่อผู้ป่วยมะเร็งมากขึ้น การศึกษานี้ใช้ ColonAiQ® ซึ่งเป็นชุดทดสอบเมทิลเลชันแบบหลายยีนสำหรับมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักที่พัฒนาโดย KUNY ซึ่งได้รับการยืนยันจากการศึกษาทางคลินิกกลางว่าคุณค่าของการนำไปใช้ทางคลินิกในการตรวจคัดกรองและวินิจฉัยโรคในระยะเริ่มต้น
วารสารโรคทางเดินอาหาร (IF33.88) ซึ่งเป็นวารสารระดับนานาชาติชั้นนำด้านโรคทางเดินอาหารในปี 2564 รายงานผลการวิจัยหลายศูนย์ของโรงพยาบาล Zhongshan มหาวิทยาลัย Fudan โรงพยาบาลมะเร็งมหาวิทยาลัย Fudan และสถาบันการแพทย์ที่มีอำนาจอื่นๆ ร่วมกับ KUNYAN Biological ซึ่งยืนยันถึงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมของ ColonAiQ® ChangAiQ® ในการคัดกรองและวินิจฉัยมะเร็งลำไส้ใหญ่ในระยะเริ่มต้น และในเบื้องต้นได้สำรวจถึงการประยุกต์ใช้ที่มีศักยภาพในการติดตามการพยากรณ์โรคมะเร็งลำไส้ใหญ่ด้วย

เพื่อตรวจสอบความถูกต้องเพิ่มเติมเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้ทางคลินิกของการเมทิลเลชันของ ctDNA ในการแบ่งกลุ่มความเสี่ยง แนวทางการตัดสินใจในการรักษา และการติดตามการกลับเป็นซ้ำในระยะเริ่มต้นในมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักระยะ I-III ทีมวิจัยได้รวมผู้ป่วยมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักระยะ I-III จำนวน 299 รายที่เข้ารับการผ่าตัดแบบรุนแรงและเก็บตัวอย่างเลือดที่จุดติดตามผลแต่ละจุด (ห่างกันสามเดือน) ภายในหนึ่งสัปดาห์ก่อนการผ่าตัด หนึ่งเดือนหลังการผ่าตัด และในการบำบัดเสริมหลังการผ่าตัดเพื่อการทดสอบ ctDNA ในเลือดแบบไดนามิก
ประการแรก พบว่าการตรวจ ctDNA สามารถทำนายความเสี่ยงของการเกิดซ้ำในผู้ป่วยมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักได้ตั้งแต่ระยะเริ่มแรก ทั้งก่อนและหลังผ่าตัด ผู้ป่วยที่ผล ctDNA บวกก่อนผ่าตัดมีโอกาสเกิดซ้ำหลังผ่าตัดสูงกว่าผู้ป่วยที่ผล ctDNA ลบก่อนผ่าตัด (22.0% > 4.7%) การตรวจ ctDNA หลังผ่าตัดในระยะแรกยังคงทำนายความเสี่ยงของการเกิดซ้ำได้ โดยหนึ่งเดือนหลังการผ่าตัดแบบรุนแรง ผู้ป่วยที่ผล ctDNA บวกมีโอกาสเกิดซ้ำมากกว่าผู้ป่วยที่ผลลบ 17.5 เท่า คณะวิจัยยังพบว่าการตรวจ ctDNA ร่วมกับ CEA ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการตรวจหาการเกิดซ้ำได้เล็กน้อย (AUC = 0.849) แต่ความแตกต่างไม่มีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับการตรวจ ctDNA เพียงอย่างเดียว (AUC = 0.839) ความแตกต่างไม่มีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับการตรวจ ctDNA เพียงอย่างเดียว (AUC = 0.839)
การแบ่งระยะทางคลินิกร่วมกับปัจจัยเสี่ยงเป็นพื้นฐานหลักในการแบ่งกลุ่มผู้ป่วยมะเร็งในปัจจุบัน และในกระบวนทัศน์ปัจจุบัน ผู้ป่วยจำนวนมากยังคงกลับมาเป็นซ้ำ [4] และมีความจำเป็นเร่งด่วนที่จะต้องมีเครื่องมือในการแบ่งกลุ่มที่ดีขึ้น เนื่องจากการรักษาที่มากเกินไปและไม่เพียงพอมีอยู่ร่วมกันในคลินิก จากข้อมูลนี้ คณะผู้วิจัยได้จำแนกผู้ป่วยมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักระยะที่ 3 ออกเป็นกลุ่มย่อยต่างๆ โดยพิจารณาจากการประเมินความเสี่ยงในการกลับมาเป็นซ้ำทางคลินิก (ความเสี่ยงสูง (T4/N2) และความเสี่ยงต่ำ (T1-3N1)) และระยะเวลาการรักษาเสริม (3/6 เดือน) การวิเคราะห์พบว่าผู้ป่วยในกลุ่มย่อยที่มีความเสี่ยงสูงของผู้ป่วยที่ตรวจพบ ctDNA บวก มีอัตราการกลับมาเป็นซ้ำต่ำกว่าหากได้รับการรักษาเสริมเป็นเวลาหกเดือน ในกลุ่มย่อยที่มีความเสี่ยงต่ำของผู้ป่วยที่ตรวจพบ ctDNA บวก ไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างรอบการรักษาเสริมและผลลัพธ์ของผู้ป่วย ในขณะที่ผู้ป่วยที่ผล ctDNA เป็นลบมีการพยากรณ์โรคที่ดีกว่าผู้ป่วยที่ผล ctDNA เป็นบวกอย่างมีนัยสำคัญ และมีระยะเวลาปลอดการกลับเป็นซ้ำหลังการผ่าตัด (RFS) ที่ยาวนานกว่า มะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักระยะที่ 1 และระยะที่ 2 ที่มีความเสี่ยงต่ำ ผู้ป่วยที่ผล ctDNA เป็นลบทั้งหมดไม่มีการกลับเป็นซ้ำภายใน 2 ปี ดังนั้น การบูรณาการ ctDNA เข้ากับลักษณะทางคลินิกคาดว่าจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการแบ่งกลุ่มความเสี่ยงและคาดการณ์การกลับเป็นซ้ำได้ดีขึ้น

รูปที่ 1 การวิเคราะห์ ctDNA ในพลาสมาที่ POM1 เพื่อตรวจหาการเกิดซ้ำของมะเร็งลำไส้ใหญ่ในระยะเริ่มต้น
ผลการทดสอบ ctDNA แบบไดนามิกเพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่าความเสี่ยงของการเกิดซ้ำนั้นสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในผู้ป่วยที่ผลการทดสอบ ctDNA แบบไดนามิกเป็นบวกเมื่อเทียบกับผู้ป่วยที่มีผลการทดสอบ ctDNA เป็นลบในระหว่างระยะการตรวจติดตามการเกิดซ้ำของโรคหลังจากการรักษาขั้นสุดท้าย (หลังการผ่าตัดแบบรุนแรง + การบำบัดเสริม) (รูปที่ 3ACD) และ ctDNA สามารถบ่งชี้การเกิดซ้ำของเนื้องอกได้เร็วกว่าการตรวจด้วยภาพถึง 20 เดือน (รูปที่ 3B) ซึ่งทำให้สามารถตรวจพบการเกิดซ้ำของโรคได้ในระยะเริ่มต้นและสามารถเข้าแทรกแซงได้อย่างทันท่วงที

รูปที่ 2 การวิเคราะห์ ctDNA ตามกลุ่มตัวอย่างตามยาวเพื่อตรวจหาการกลับมาเป็นซ้ำของมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนัก

การศึกษาทางการแพทย์เชิงแปลจำนวนมากเกี่ยวกับมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักเป็นแนวทางหลัก โดยเฉพาะการทดสอบ MRD โดยใช้ ctDNA แสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่ยอดเยี่ยมในการปรับปรุงการจัดการหลังการผ่าตัดของผู้ป่วยมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนัก โดยช่วยให้สามารถแบ่งกลุ่มความเสี่ยงของการเกิดซ้ำ แนะนำการตัดสินใจในการรักษา และติดตามการเกิดซ้ำในระยะเริ่มต้น

ข้อดีของการเลือกเมทิลเลชันของ DNA เป็นเครื่องหมาย MRD ใหม่แทนการตรวจจับการกลายพันธุ์ก็คือ ไม่จำเป็นต้องทำการคัดกรองเนื้อเยื่อเนื้องอกโดยใช้ลำดับจีโนมทั้งหมด สามารถใช้กับการตรวจเลือดได้โดยตรง และหลีกเลี่ยงผลบวกปลอมอันเนื่องมาจากการตรวจจับการกลายพันธุ์ของร่างกายที่มีต้นกำเนิดจากเนื้อเยื่อปกติ โรคที่ไม่ร้ายแรง และการสร้างเม็ดเลือดแบบโคลน
การศึกษาครั้งนี้และการศึกษาอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องยืนยันว่าการตรวจ MRD โดยใช้ ctDNA เป็นปัจจัยเสี่ยงอิสระที่สำคัญที่สุดสำหรับการเกิดซ้ำของมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักระยะที่ I-III และสามารถใช้เพื่อช่วยกำหนดแนวทางการตัดสินใจในการรักษา รวมถึงการ "เพิ่มระดับ" และ "ลดระดับ" การบำบัดเสริม MRD เป็นปัจจัยเสี่ยงอิสระที่สำคัญที่สุดสำหรับการเกิดซ้ำหลังการผ่าตัดมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักระยะที่ I-III
สาขา MRD กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว ด้วยนวัตกรรมการทดสอบที่มีความไวสูงและจำเพาะเจาะจงจำนวนมาก ซึ่งอาศัยหลัก epigenetics (การเมทิลเลชันของดีเอ็นเอและแฟรกเมนโทมิกส์) และ genomics (การจัดลำดับเป้าหมายแบบเจาะลึกพิเศษ หรือการจัดลำดับจีโนมทั้งหมด) เราคาดหวังว่า ColonAiQ® จะยังคงจัดการศึกษาทางคลินิกขนาดใหญ่ต่อไป และสามารถเป็นตัวบ่งชี้ใหม่ของการทดสอบ MRD ที่ผสานรวมการเข้าถึง ประสิทธิภาพสูง และราคาที่เข้าถึงได้ และสามารถนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการปฏิบัติทางคลินิกตามปกติ
อ้างอิง
[1] Mo S, Ye L, Wang D, Han L, Zhou S, Wang H, Dai W, Wang Y, Luo W, Wang R, Xu Y, Cai S, Liu R, Wang Z, Cai G. การตรวจพบโรคตกค้างระดับโมเลกุลในระยะเริ่มต้นและการแบ่งกลุ่มความเสี่ยงสำหรับมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักระยะที่ I ถึง III ผ่านการเมทิลเลชันของดีเอ็นเอในเนื้องอกที่ไหลเวียน JAMA Oncol. 20 เมษายน 2023
[2] “ภาระของโรคมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักในประชากรจีน: มีการเปลี่ยนแปลงในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาหรือไม่? วารสารระบาดวิทยาจีน เล่มที่ 41 ฉบับที่ 10 ตุลาคม 2020
[3] Tarazona N, Gimeno-Valiente F, Gambardella V และคณะ การหาลำดับเบสของดีเอ็นเอของเนื้องอกในกระแสเลือดรุ่นต่อไปแบบกำหนดเป้าหมายเพื่อติดตามโรคที่เหลืออยู่น้อยที่สุดในมะเร็งลำไส้ใหญ่เฉพาะที่ Ann Oncol. 1 พ.ย. 2019;30(11):1804-1812
[4] Taieb J, André T, Auclin E. การปรับปรุงการบำบัดเสริมสำหรับมะเร็งลำไส้ใหญ่ที่ไม่แพร่กระจาย มาตรฐานและมุมมองใหม่ Cancer Treat Rev. 2019;75:1-11