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2024 KSLM临床实践指南:血液循环肿瘤DNA检测

作者:中华医学网发布时间:2024-12-31 09:03浏览:

 一、引言
血液循环肿瘤 DNA(ctDNA)检测作为一种新兴的液体活检技术,在肿瘤的早期诊断、治疗监测及预后评估等方面展现出巨大潜力。韩国临床分子生物学会(KSLM)制定本指南,旨在为 ctDNA 检测在韩国临床实践中的规范化应用提供指导。
二、ctDNA 检测的原理与技术
(一)原理
肿瘤细胞在生长、凋亡或坏死过程中会释放 DNA 片段到血液循环中,这些携带肿瘤特异性基因突变的 DNA 即为 ctDNA。通过对 ctDNA 的检测,可获取肿瘤相关的遗传信息。其检测原理基于对 ctDNA 中特定基因突变、甲基化状态、拷贝数变异等特征的分析。
(二)检测技术
数字 PCR(dPCR):将含有 ctDNA 的样本进行大量稀释并分配到多个微小反应单元中,使每个反应单元中至多含有一个 ctDNA 分子。通过对每个反应单元进行 PCR 扩增,根据阳性反应单元的比例来定量 ctDNA 的浓度。该技术灵敏度高,可检测低丰度的 ctDNA 突变,但通量较低,一次只能检测有限的几个靶点。
二代测序(NGS):包括全基因组测序(WGS)、全外显子测序(WES)和靶向测序。WGS 可对整个基因组进行测序,能发现所有类型的遗传变异,但成本高、数据分析复杂。WES 主要针对外显子区域测序,可检测大部分与疾病相关的变异,成本相对较低。靶向测序则针对预先选定的特定基因区域进行测序,可提高检测灵敏度和特异性,同时降低成本,适用于已知特定基因突变的检测。NGS 技术通量高,可同时检测多个基因的多种变异类型,但对检测环境和数据分析要求较高。
基于质谱的检测技术:如基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI - TOF MS),通过检测 DNA 片段的质量 - 电荷比来识别特定的基因突变。该技术具有高分辨率、高准确性的特点,可同时检测多个突变位点,但样本制备过程较为复杂。
三、ctDNA 检测的临床应用
(一)肿瘤早期诊断
肺癌:对于高危人群(如长期吸烟、有肺癌家族史),检测 ctDNA 中的特定基因突变(如 EGFR、KRAS 等),有助于早期发现肺癌。研究表明,在肺癌患者出现影像学可见的肿瘤之前,ctDNA 中可能已出现相关基因突变,为早期干预提供机会。
结直肠癌:通过检测 ctDNA 中的 APC、KRAS、BRAF 等基因突变,结合粪便潜血试验等传统筛查方法,可提高结直肠癌的早期诊断率。尤其对于无症状的高危人群,ctDNA 检测可作为一种无创的筛查手段。
乳腺癌:检测 ctDNA 中的 BRCA1/2 基因突变,不仅可用于遗传性乳腺癌的风险评估,还可能在早期乳腺癌患者中发现隐匿的肿瘤细胞释放的 ctDNA,辅助早期诊断。
(二)治疗监测
疗效评估:在肿瘤治疗过程中,动态监测 ctDNA 水平。若治疗有效,ctDNA 水平通常会下降;若治疗无效或出现耐药,ctDNA 水平可能升高或保持不变。例如,在肺癌靶向治疗中,通过定期检测 ctDNA 中 EGFR 基因突变状态及突变丰度,可及时评估靶向药物的疗效。
复发监测:肿瘤患者治疗后,定期检测 ctDNA 可早期发现肿瘤复发。ctDNA 的出现往往早于影像学发现的复发迹象,为及时采取挽救性治疗措施提供时间窗口。如结直肠癌患者术后,通过监测 ctDNA,可在复发症状出现前数月甚至数年发现肿瘤复发的迹象。
(三)预后评估
ctDNA 的突变类型、丰度及清除情况与肿瘤患者的预后密切相关。例如,在黑色素瘤患者中,治疗后 ctDNA 持续阳性或突变丰度较高的患者,其无进展生存期和总生存期往往较短。通过检测 ctDNA,可对患者的预后进行分层,为制定个性化的治疗方案提供依据。
四、检测流程规范
(一)样本采集
采血时间:根据检测目的确定采血时间。对于治疗监测,一般在治疗前、治疗过程中的特定时间点(如每周期治疗结束后)及治疗后定期采血。对于早期诊断,可在体检时或怀疑肿瘤时采血。
采血管选择:使用专门用于 ctDNA 检测的采血管,如含游离 DNA 稳定剂的采血管,可有效防止血细胞破裂释放基因组 DNA 对 ctDNA 检测的干扰,同时保持 ctDNA 的稳定性。
采血量:通常采血量为 5 - 10ml,具体根据检测方法和检测平台的要求而定。
(二)样本处理
离心分离:采血后应尽快进行离心处理,一般先以相对较低的转速(如 1600 - 2000g)离心 10 - 15 分钟,分离血浆,去除细胞成分。然后将上层血浆转移至新的离心管,再以较高转速(如 10000 - 16000g)离心 10 分钟,进一步去除残留的细胞碎片。
样本保存:分离后的血浆若不能及时检测,应保存于 - 20℃或 - 80℃。避免反复冻融,以免影响 ctDNA 的完整性和检测结果。
(三)检测与数据分析
检测方法选择:根据临床需求、样本类型及实验室条件选择合适的检测方法。对于已知特定基因突变的检测,dPCR 或靶向 NGS 可能是较好的选择;对于全面了解肿瘤遗传变异情况,WES 或 WGS 可能更合适。
数据分析:使用专业的生物信息学软件对检测数据进行分析。对于 NGS 数据,需进行序列比对、变异检测、注释等一系列分析步骤,以准确识别 ctDNA 中的基因突变。同时,要结合数据库(如 ClinVar、COSMIC 等)对变异进行解读,判断其临床意义。
五、检测结果解读与报告
(一)结果解读
突变解读:对于检测到的 ctDNA 突变,首先判断其是否为已知的肿瘤相关突变。若为已知突变,结合数据库和文献资料,评估其与肿瘤发生、发展、治疗及预后的关系。对于新发现的突变,需进一步研究其功能和临床意义。
丰度分析:ctDNA 突变丰度反映了肿瘤细胞释放到血液中的 DNA 量,与肿瘤负荷、疾病进展等相关。一般来说,突变丰度越高,肿瘤负荷可能越大。但不同肿瘤类型和检测方法的突变丰度阈值可能不同,需结合具体情况分析。
动态变化分析:对于治疗监测和复发监测,关注 ctDNA 水平的动态变化比单次检测结果更有意义。连续监测 ctDNA 水平的上升或下降趋势,可及时调整治疗方案或发现肿瘤复发。
(二)报告内容
患者基本信息:包括姓名、性别、年龄、住院号、临床诊断等。
样本信息:样本类型、采集时间、采集部位等。
检测方法:详细说明所采用的检测技术,如 dPCR、NGS(具体为 WGS、WES 还是靶向测序)等。
检测结果:列出检测到的 ctDNA 突变类型、突变位点、突变丰度等信息。对于阴性结果,明确报告未检测到已知的肿瘤相关突变。
结果解释:对检测结果进行简要解释,说明其临床意义,如是否支持肿瘤诊断、对治疗的指导意义、与预后的关系等。同时,提供相关的参考建议,如进一步的检测或治疗措施。
六、质量控制
(一)室内质量控制
仪器设备校准:定期对检测仪器(如 PCR 仪、测序仪等)进行校准,确保仪器性能稳定。按照仪器使用说明书的要求,对仪器的温度、光学系统等关键参数进行校准和验证。
试剂质量控制:使用经过验证的高质量试剂,对每批次试剂进行质量检测,包括灵敏度、特异性、稳定性等指标。建立试剂的质量控制记录,确保试剂质量可靠。
样本质量监控:对样本采集、处理过程进行质量监控,定期检查采血管的质量、离心条件等是否符合要求。通过检测已知浓度的标准样本,评估样本处理过程对 ctDNA 检测的影响。
数据分析质量控制:建立标准化的数据分析流程,对生物信息学分析过程进行质量控制。定期对分析结果进行人工审核,确保数据分析的准确性。同时,对分析软件和数据库进行定期更新,以保证变异解读的准确性。
(二)室间质量评价
积极参加国内外权威机构组织的室间质量评价活动,如欧洲分子基因诊断质量联盟(EMQN)或美国病理学家协会(CAP)组织的 ctDNA 检测室间质评。通过与其他实验室进行比对,评估本实验室的检测能力和水平。对室间质评结果进行深入分析,针对存在的问题及时采取改进措施,提高检测质量。
七、局限性与挑战
(一)技术局限性
检测灵敏度和特异性:尽管现有检测技术不断发展,但仍存在一定的假阳性和假阴性率。例如,dPCR 可能因引物设计、样本中杂质等因素导致假阳性;NGS 可能因测序深度不足或数据分析算法问题导致假阴性。
肿瘤异质性:肿瘤细胞具有高度异质性,不同部位的肿瘤细胞可能存在不同的基因突变。ctDNA 仅反映了释放到血液循环中的肿瘤细胞的遗传信息,可能无法完全代表肿瘤整体的基因突变情况。
(二)临床应用挑战
缺乏统一标准:目前 ctDNA 检测在样本采集、处理、检测方法选择、结果解读等方面缺乏统一的标准和规范,导致不同实验室之间的检测结果可比性较差。
成本效益问题:一些先进的检测技术(如 WGS、WES)成本较高,限制了其在临床中的广泛应用。同时,ctDNA 检测结果对临床治疗决策的影响及成本效益关系尚需进一步研究。
八、未来展望
技术创新:不断研发新的检测技术和方法,提高检测的灵敏度、特异性和准确性。例如,开发基于新原理的检测技术,或对现有技术进行优化,以更好地克服肿瘤异质性和提高检测效率。
标准化建设:推动 ctDNA 检测的标准化进程,建立统一的样本采集、处理、检测和结果解读标准,提高不同实验室之间检测结果的可比性。这将有助于 ctDNA 检测在临床中的广泛应用和推广。
多组学联合应用:结合其他组学技术(如蛋白质组学、代谢组学等),全面了解肿瘤的生物学特性。通过多组学联合分析,可更准确地评估肿瘤的发生、发展、治疗反应和预后,为肿瘤的精准治疗提供更全面的依据。