การศึกษาวิจัยเชิงคาดการณ์ที่ก้าวล้ำ: เทคโนโลยีการเมทิลเลชั่นของ ctDNA ในเลือดโดยใช้ PCR เปิดยุคใหม่ของการเฝ้าระวัง MRD สำหรับมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนัก

เมื่อเร็วๆ นี้ JAMA Oncology (IF 33.012) ได้ตีพิมพ์ผลการวิจัยที่สำคัญ [1] โดยทีมงานของศาสตราจารย์ Cai Guo-ring จากโรงพยาบาลมะเร็งแห่งมหาวิทยาลัย Fudan และศาสตราจารย์ Wang Jing จากโรงพยาบาล Renji แห่งคณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัย Shanghai Jiao Tong ร่วมกับ KUNYUAN BIOLOGY ในหัวข้อ “การตรวจหาโรคตกค้างระดับโมเลกุลในระยะเริ่มต้นและการจำแนกความเสี่ยงสำหรับมะเร็งลำไส้ใหญ่ระยะที่ 1 ถึง 3 ผ่านการเมทิลเลชั่นของดีเอ็นเอเนื้องอกในกระแสเลือดและการจำแนกความเสี่ยง” การศึกษานี้เป็นการศึกษาแบบหลายศูนย์แห่งแรกของโลกที่ใช้เทคโนโลยีการเมทิลเลชั่นของยีนหลายตัวใน ctDNA ในเลือดโดยใช้ PCR เพื่อการทำนายและการติดตามการกลับมาเป็นซ้ำของมะเร็งลำไส้ใหญ่ ซึ่งเป็นแนวทางและวิธีการทางเทคนิคที่มีประสิทธิภาพคุ้มค่ากว่าเมื่อเทียบกับวิธีการตรวจหา MRD ที่มีอยู่เดิม คาดว่าจะช่วยปรับปรุงการใช้งานทางคลินิกในการทำนายและติดตามการกลับมาเป็นซ้ำของมะเร็งลำไส้ใหญ่ และช่วยเพิ่มอัตราการรอดชีวิตและคุณภาพชีวิตของผู้ป่วยได้อย่างมีนัยสำคัญ งานวิจัยนี้ได้รับการประเมินในระดับสูงจากวารสารและบรรณาธิการ และถูกระบุว่าเป็นบทความแนะนำที่สำคัญในฉบับนี้ โดยศาสตราจารย์ Juan Ruiz-Bañobre จากสเปน และศาสตราจารย์ Ajay Goel จากสหรัฐอเมริกา ได้รับเชิญให้มาตรวจสอบ นอกจากนี้ งานวิจัยนี้ยังได้รับการรายงานโดย GenomeWeb ซึ่งเป็นสื่อด้านชีวการแพทย์ชั้นนำในสหรัฐอเมริกาด้วย

มะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนัก (CRC) เป็นเนื้องอกร้ายที่พบบ่อยในระบบทางเดินอาหารในประเทศจีน ข้อมูลจากองค์การระหว่างประเทศเพื่อการวิจัยโรคมะเร็ง (IARC) ปี 2020 แสดงให้เห็นว่ามีผู้ป่วยรายใหม่ 555,000 รายในจีน คิดเป็นประมาณ 1 ใน 3 ของผู้ป่วยทั่วโลก ทำให้มีอัตราการเกิดโรคสูงเป็นอันดับสองของมะเร็งที่พบบ่อยในจีน และมีผู้เสียชีวิต 286,000 ราย คิดเป็นประมาณ 1 ใน 3 ของผู้เสียชีวิตทั่วโลก จัดเป็นสาเหตุการเสียชีวิตจากมะเร็งที่พบบ่อยเป็นอันดับห้าในจีน ที่น่าสังเกตคือ ในกลุ่มผู้ป่วยที่ได้รับการวินิจฉัยนั้น ระยะ TNM ที่ I, II, III และ IV คิดเป็น 18.6%, 42.5%, 30.7% และ 8.2% ตามลำดับ ผู้ป่วยมากกว่า 80% อยู่ในระยะกลางและระยะท้าย และ 44% ของผู้ป่วยเหล่านี้มีการแพร่กระจายไปยังตับและปอดพร้อมกันหรือในเวลาต่างกัน ซึ่งส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อระยะเวลาการอยู่รอด เป็นอันตรายต่อสุขภาพของประชาชน และก่อให้เกิดภาระทางสังคมและเศรษฐกิจอย่างหนัก จากสถิติของศูนย์มะเร็งแห่งชาติ พบว่าค่าใช้จ่ายในการรักษาโรคมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักในประเทศจีนเพิ่มขึ้นเฉลี่ยปีละประมาณ 6.9% ถึง 9.2% และค่าใช้จ่ายด้านสุขภาพส่วนบุคคลของผู้ป่วยภายในหนึ่งปีหลังการวินิจฉัยอาจสูงถึง 60% ของรายได้ครอบครัว ผู้ป่วยโรคมะเร็งกำลังทุกข์ทรมานจากโรคและยังอยู่ภายใต้แรงกดดันทางเศรษฐกิจอย่างมากอีกด้วย [2]
มะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนัก 90% สามารถผ่าตัดออกได้ และยิ่งตรวจพบมะเร็งเร็วเท่าไร อัตราการรอดชีวิต 5 ปีหลังการผ่าตัดก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น แต่โดยรวมแล้วอัตราการกลับมาเป็นซ้ำหลังการผ่าตัดยังคงอยู่ที่ประมาณ 30% อัตราการรอดชีวิต 5 ปีของมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักในประชากรชาวจีนอยู่ที่ 90.1%, 72.6%, 53.8% และ 10.4% สำหรับระยะที่ I, II, III และ IV ตามลำดับ
โรคที่หลงเหลืออยู่เพียงเล็กน้อย (Minimal residual disease, MRD) เป็นสาเหตุสำคัญของการกลับมาเป็นซ้ำของเนื้องอกหลังการรักษาแบบถอนรากถอนโคน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีการตรวจหา MRD ในเนื้องอกแข็งได้พัฒนาไปอย่างรวดเร็ว และการศึกษาเชิงสังเกตและเชิงแทรกแซงขนาดใหญ่หลายชิ้นได้ยืนยันว่าสถานะ MRD หลังการผ่าตัดสามารถบ่งชี้ความเสี่ยงของการกลับมาเป็นซ้ำของมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักหลังการผ่าตัดได้ การตรวจ ctDNA มีข้อดีคือไม่รุกราน ง่าย รวดเร็ว เข้าถึงตัวอย่างได้ง่าย และสามารถเอาชนะความแตกต่างของเซลล์เนื้องอกได้
แนวทาง NCCN ของสหรัฐอเมริกาสำหรับมะเร็งลำไส้ใหญ่และแนวทาง CSCO ของจีนสำหรับมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักระบุว่า สำหรับการกำหนดความเสี่ยงของการกลับมาเป็นซ้ำหลังการผ่าตัดและการเลือกเคมีบำบัดเสริมในมะเร็งลำไส้ใหญ่ การทดสอบ ctDNA สามารถให้ข้อมูลการพยากรณ์และการคาดการณ์เพื่อช่วยในการตัดสินใจเกี่ยวกับการรักษาเสริมสำหรับผู้ป่วยมะเร็งลำไส้ใหญ่ระยะที่ II หรือ III อย่างไรก็ตาม การศึกษาที่มีอยู่ส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การกลายพันธุ์ของ ctDNA โดยอาศัยเทคโนโลยีการจัดลำดับแบบความเร็วสูง (NGS) ซึ่งมีกระบวนการที่ซับซ้อน ใช้เวลานาน และมีค่าใช้จ่ายสูง [3] อีกทั้งยังขาดความสามารถในการนำไปใช้ได้ทั่วไปและมีอัตราการเกิดต่ำในกลุ่มผู้ป่วยมะเร็ง
ในกรณีของผู้ป่วยมะเร็งลำไส้ใหญ่ระยะที่ 3 การตรวจติดตาม ctDNA แบบไดนามิกโดยใช้ NGS มีค่าใช้จ่ายสูงถึง 10,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อการตรวจหนึ่งครั้ง และต้องรอผลนานถึงสองสัปดาห์ แต่ด้วยการทดสอบการเมทิลเลชั่นของยีนหลายตัวในงานวิจัยนี้ ColonAiQ® ผู้ป่วยสามารถตรวจติดตาม ctDNA แบบไดนามิกได้ในราคาเพียงหนึ่งในสิบ และได้รับผลรายงานภายในเวลาเพียงสองวัน
จากข้อมูลผู้ป่วยมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักรายใหม่ 560,000 รายในประเทศจีนต่อปี ผู้ป่วยส่วนใหญ่ที่อยู่ในระยะที่ II-III (คิดเป็นสัดส่วนประมาณ 70%) มีความต้องการการตรวจติดตามแบบไดนามิกอย่างเร่งด่วน ดังนั้นขนาดตลาดของการตรวจติดตาม MRD แบบไดนามิกสำหรับมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักจึงมีมูลค่าหลายล้านคนต่อปี
จะเห็นได้ว่าผลการวิจัยมีนัยสำคัญทางวิทยาศาสตร์และเชิงปฏิบัติอย่างมาก จากการศึกษาทางคลินิกขนาดใหญ่ในอนาคต ได้ยืนยันแล้วว่าเทคโนโลยีการตรวจหาเมทิลเลชั่นของยีนหลายตัวใน ctDNA ในเลือดโดยใช้ PCR สามารถใช้ในการทำนายและติดตามการกลับมาเป็นซ้ำของมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักได้อย่างแม่นยำ รวดเร็ว และคุ้มค่า ทำให้การแพทย์แม่นยำสามารถเป็นประโยชน์ต่อผู้ป่วยมะเร็งได้มากขึ้น การศึกษานี้ใช้ ColonAiQ® ซึ่งเป็นชุดทดสอบการตรวจหาเมทิลเลชั่นของยีนหลายตัวสำหรับมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักที่พัฒนาโดย KUNY ซึ่งได้รับการยืนยันคุณค่าในการนำไปใช้ทางคลินิกในการคัดกรองและวินิจฉัยโรคในระยะเริ่มต้นโดยการศึกษาทางคลินิกส่วนกลางแล้ว
วารสาร Gastroenterology (IF33.88) ซึ่งเป็นวารสารระดับนานาชาติชั้นนำในสาขาโรคระบบทางเดินอาหารในปี 2021 ได้รายงานผลการวิจัยแบบหลายศูนย์จากโรงพยาบาลจงซาน มหาวิทยาลัยฟู่ตั้น โรงพยาบาลมะเร็ง มหาวิทยาลัยฟู่ตั้น และสถาบันทางการแพทย์ที่น่าเชื่อถืออื่นๆ ร่วมกับบริษัท KUNYAN Biological ซึ่งยืนยันถึงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมของ ColonAiQ® ChangAiQ® ในการคัดกรองและวินิจฉัยมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักในระยะเริ่มต้น และได้สำรวจเบื้องต้นถึงศักยภาพในการนำไปใช้ในการติดตามพยากรณ์โรคของมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักด้วย

เพื่อเป็นการยืนยันเพิ่มเติมถึงการประยุกต์ใช้ทางคลินิกของการเมทิลเลชั่นของ ctDNA ในการจำแนกความเสี่ยง การกำหนดแนวทางการรักษา และการติดตามการกลับมาเป็นซ้ำในระยะเริ่มต้นของมะเร็งลำไส้ใหญ่ระยะที่ I-III ทีมวิจัยได้ทำการศึกษาในผู้ป่วยมะเร็งลำไส้ใหญ่ระยะที่ I-III จำนวน 299 รายที่ได้รับการผ่าตัดใหญ่ และเก็บตัวอย่างเลือดในแต่ละจุดติดตามผล (ห่างกันสามเดือน) ได้แก่ หนึ่งสัปดาห์ก่อนการผ่าตัด หนึ่งเดือนหลังการผ่าตัด และในระหว่างการรักษาเสริมหลังการผ่าตัด เพื่อทำการทดสอบ ctDNA ในเลือดแบบไดนามิก
ประการแรก พบว่าการตรวจ ctDNA สามารถทำนายความเสี่ยงของการกลับมาเป็นซ้ำของมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักได้ตั้งแต่ระยะแรก ทั้งก่อนและหลังการผ่าตัด ผู้ป่วยที่มีผลตรวจ ctDNA เป็นบวกก่อนการผ่าตัด มีโอกาสกลับมาเป็นซ้ำหลังการผ่าตัดสูงกว่าผู้ป่วยที่มีผลตรวจ ctDNA เป็นลบก่อนการผ่าตัด (22.0% > 4.7%) การตรวจ ctDNA หลังการผ่าตัดในระยะแรกยังคงสามารถทำนายความเสี่ยงของการกลับมาเป็นซ้ำได้ โดยหนึ่งเดือนหลังจากการผ่าตัดเอาเนื้องอกออกทั้งหมด ผู้ป่วยที่มีผลตรวจ ctDNA เป็นบวกมีโอกาสกลับมาเป็นซ้ำมากกว่าผู้ป่วยที่มีผลตรวจเป็นลบถึง 17.5 เท่า นอกจากนี้ ทีมวิจัยยังพบว่าการตรวจ ctDNA และ CEA ร่วมกันช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการตรวจหาการกลับมาเป็นซ้ำได้เล็กน้อย (AUC=0.849) แต่ความแตกต่างนั้นไม่มีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับการตรวจ ctDNA เพียงอย่างเดียว (AUC=0.839)
การแบ่งระยะทางคลินิกควบคู่กับปัจจัยเสี่ยงเป็นพื้นฐานหลักในการแบ่งระดับความเสี่ยงของผู้ป่วยมะเร็งในปัจจุบัน และในแนวทางปัจจุบัน ผู้ป่วยจำนวนมากยังคงกลับมาเป็นซ้ำ [4] และมีความจำเป็นเร่งด่วนสำหรับเครื่องมือการแบ่งระดับความเสี่ยงที่ดีกว่า เนื่องจากมีการรักษามากเกินไปและการรักษาน้อยเกินไปเกิดขึ้นพร้อมกันในทางคลินิก จากข้อมูลนี้ ทีมงานได้จำแนกผู้ป่วยมะเร็งลำไส้ใหญ่ระยะที่ 3 ออกเป็นกลุ่มย่อยต่างๆ โดยพิจารณาจากการประเมินความเสี่ยงการกลับมาเป็นซ้ำทางคลินิก (ความเสี่ยงสูง (T4/N2) และความเสี่ยงต่ำ (T1-3N1)) และระยะเวลาการรักษาเสริม (3/6 เดือน) การวิเคราะห์พบว่าผู้ป่วยในกลุ่มย่อยที่มีความเสี่ยงสูงที่ตรวจพบ ctDNA เป็นบวกมีอัตราการกลับมาเป็นซ้ำต่ำกว่าหากได้รับการรักษาเสริมเป็นเวลาหกเดือน ในกลุ่มย่อยที่มีความเสี่ยงต่ำที่ตรวจพบ ctDNA เป็นบวก ไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างรอบการรักษาเสริมและผลลัพธ์ของผู้ป่วย ในขณะที่ผู้ป่วยที่มีผลตรวจ ctDNA เป็นลบมีพยากรณ์โรคที่ดีกว่าผู้ป่วยที่มีผลตรวจ ctDNA เป็นบวกอย่างมีนัยสำคัญ และมีระยะเวลาปลอดการกลับมาเป็นซ้ำหลังผ่าตัด (RFS) ที่ยาวนานกว่า ผู้ป่วยมะเร็งลำไส้ใหญ่ระยะที่ 1 และระยะที่ 2 ที่มีความเสี่ยงต่ำ ผู้ป่วยที่มีผลตรวจ ctDNA เป็นลบทั้งหมดไม่มีการกลับมาเป็นซ้ำภายในสองปี ดังนั้น การบูรณาการ ctDNA กับลักษณะทางคลินิกคาดว่าจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการจำแนกความเสี่ยงและทำนายการกลับมาเป็นซ้ำได้ดียิ่งขึ้น

รูปที่ 1 การวิเคราะห์ ctDNA ในพลาสมาที่ POM1 เพื่อตรวจหาการกลับมาเป็นซ้ำของมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักในระยะเริ่มต้น
ผลการทดสอบ ctDNA แบบไดนามิกเพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่า ความเสี่ยงของการกลับมาเป็นซ้ำของโรคสูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญในผู้ป่วยที่มีผลการทดสอบ ctDNA แบบไดนามิกเป็นบวก เมื่อเทียบกับผู้ป่วยที่มีผลการทดสอบ ctDNA เป็นลบ ในช่วงระยะเวลาการติดตามการกลับมาเป็นซ้ำของโรคหลังการรักษาขั้นเด็ดขาด (หลังการผ่าตัดใหญ่ + การรักษาเสริม) (รูปที่ 3ACD) และ ctDNA สามารถบ่งชี้การกลับมาเป็นซ้ำของเนื้องอกได้เร็วกว่าการตรวจด้วยภาพถึง 20 เดือน (รูปที่ 3B) ซึ่งเปิดโอกาสให้ตรวจพบการกลับมาเป็นซ้ำของโรคได้ตั้งแต่เนิ่นๆ และทำการรักษาได้ทันท่วงที

รูปที่ 2 การวิเคราะห์ ctDNA โดยใช้กลุ่มตัวอย่างติดตามระยะยาวเพื่อตรวจหาการกลับมาเป็นซ้ำของมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนัก

“งานวิจัยด้านเวชศาสตร์เชิงแปลผลจำนวนมากในมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักเป็นผู้นำในสาขานี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการทดสอบ MRD ที่ใช้ ctDNA แสดงให้เห็นถึงศักยภาพอย่างมากในการปรับปรุงการดูแลผู้ป่วยมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักหลังการผ่าตัด โดยช่วยในการจำแนกความเสี่ยงของการกลับมาเป็นซ้ำ ชี้นำการตัดสินใจในการรักษา และติดตามการกลับมาเป็นซ้ำในระยะเริ่มต้น”

ข้อดีของการเลือกใช้การเมทิลเลชั่นของ DNA เป็นเครื่องหมาย MRD แบบใหม่เหนือกว่าการตรวจหาการกลายพันธุ์ คือ ไม่จำเป็นต้องคัดกรองเนื้อเยื่อเนื้องอกด้วยการจัดลำดับจีโนมทั้งหมด สามารถใช้ตรวจเลือดได้โดยตรง และหลีกเลี่ยงผลบวกปลอมที่เกิดจากการตรวจพบการกลายพันธุ์ของเซลล์ร่างกายที่มาจากเนื้อเยื่อปกติ โรคที่ไม่ร้ายแรง และภาวะเม็ดเลือดผิดปกติแบบโคลนัล
การศึกษานี้และการศึกษาอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องยืนยันว่าการตรวจ MRD โดยใช้ ctDNA เป็นปัจจัยเสี่ยงอิสระที่สำคัญที่สุดสำหรับการกลับมาเป็นซ้ำของมะเร็งลำไส้ใหญ่ระยะที่ I-III และสามารถใช้เป็นแนวทางในการตัดสินใจเกี่ยวกับการรักษา รวมถึงการ "เพิ่มระดับ" และ "ลดระดับ" การรักษาเสริม MRD เป็นปัจจัยเสี่ยงอิสระที่สำคัญที่สุดสำหรับการกลับมาเป็นซ้ำหลังการผ่าตัดสำหรับมะเร็งลำไส้ใหญ่ระยะที่ I-III
สาขาการตรวจหา MRD กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วด้วยวิธีการตรวจวิเคราะห์ที่ล้ำสมัย มีความไวและความจำเพาะสูงหลายวิธี โดยอาศัยหลักการทางเอพิเจเนติกส์ (การเมทิลเลชั่นของ DNA และแฟรกเมนโทมิกส์) และจีโนมิกส์ (การลำดับดีเอ็นเอแบบเจาะจงระดับสูง หรือการลำดับจีโนมทั้งหมด) เราคาดว่า ColonAiQ® จะยังคงได้รับการสนับสนุนในการศึกษาทางคลินิกขนาดใหญ่ และสามารถกลายเป็นตัวบ่งชี้ใหม่ของการตรวจหา MRD ที่รวมเอาความสะดวกในการเข้าถึง ประสิทธิภาพสูง และราคาที่เหมาะสมเข้าไว้ด้วยกัน และสามารถนำไปใช้ได้อย่างกว้างขวางในการปฏิบัติทางคลินิกประจำวัน”
เอกสารอ้างอิง
[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. การตรวจหาโรคตกค้างระดับโมเลกุลในระยะเริ่มต้นและการแบ่งระดับความเสี่ยงสำหรับมะเร็งลำไส้ใหญ่ระยะที่ 1 ถึง 3 ผ่านการเมทิลเลชั่นของดีเอ็นเอเนื้องอกในกระแสเลือด JAMA Oncol. 20 เมษายน 2023
[2] “ภาระของโรคมะเร็งลำไส้ใหญ่ในประชากรจีน: มีการเปลี่ยนแปลงในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาหรือไม่? วารสารระบาดวิทยาของจีน เล่มที่ 41 ฉบับที่ 10 ตุลาคม 2020
[3] Tarazona N, Gimeno-Valiente F, Gambardella V และคณะ การจัดลำดับดีเอ็นเอของเซลล์มะเร็งที่หมุนเวียนในกระแสเลือดโดยใช้เทคโนโลยีการจัดลำดับรุ่นใหม่แบบกำหนดเป้าหมายเพื่อติดตามโรคที่เหลืออยู่เพียงเล็กน้อยในมะเร็งลำไส้ใหญ่ระยะเริ่มต้น Ann Oncol. 1 พฤศจิกายน 2019;30(11):1804-1812
[4] Taieb J, André T, Auclin E. การปรับปรุงการรักษาเสริมสำหรับมะเร็งลำไส้ใหญ่ที่ไม่แพร่กระจาย มาตรฐานใหม่และมุมมอง Cancer Treat Rev. 2019;75:1-11.