Cirkulerende tumor-DNA (ctDNA) endetarmskræft og forholdet til ekstramural venøs invasion (ctDNA)

Vaskulær eller venøs invasion hos patienter med endetarmskræft er blevet betragtet som en væsentlig prognostisk faktor i over et halvt århundrede. Interessen for at forstå de mekanismer, der styrer tumorspredning fra endetarmen til fjerne steder, såsom leveren, har drevet studiet af lymfatisk og vaskulær invasion af maligne celler. Venøs invasion er traditionelt blevet identificeret ved histologisk analyse af resektionsprøver, men der er fortsat variation mellem patologer. Uoverensstemmelser i de histologiske metoder, der anvendes til at identificere venøs eller vaskulær invasion, har ført til vanskeligheder med at fortolke den faktiske forekomst eller prævalens; litteraturen rapporterer en prævalens på mellem 9-61 %. Ikke desto mindre betragtes EMVI som en uafhængig prognostisk faktor og er som sådan blevet anerkendt af Royal College of Pathologists i Storbritannien ved at inkludere det i minimumsdatasættet til rapportering af tyktarmskræft.

På det seneste har den stigende nøjagtighed af højopløsnings magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) betydet, at prognostiske faktorer såsom ekstra mural venøs invasion med sikkerhed kan identificeres på billeddannelse. Litteraturen har vist, at EMVI godt kan identificeres ved hjælp af MR. mrEMVI har også vist sig at være en uafhængig prognostisk faktor for sygdomstilbagefald efter kemoradioterapi. Desuden kan MR identificere yderligere tilfælde af EMVI sammenlignet med rutinemæssig histopatologi, og graden af ​​forbedring af mrEMVI på post-CRT-scanninger er forbundet med forbedret sygdomsfri overlevelse.

Cirkulerende cellefrit tumor-DNA (ctDNA) kan påvises i blodet hos patienter med både metastatisk og primært karcinom. I kraft af tilstedeværelsen af ​​EMVI er det sandsynligt, at tumorceller og DNA-fragmenter er mere tilbøjelige til at blive udskilt, og en højere blodcirkulationsprocent mutationsfrekvens vil ses sammenlignet med patienter, der er mrEMVI-negative.

Disse tumorfragmenter kan derefter fungere som mikroemboli til andre steder og potentielt øge risikoen for udvikling af metastaser. Ydermere kan intraoperativ manipulation af selve tumoren føre til større frigivelse af tumorceller i den mesenteriske cirkulation antydet af kileformede defekter i leveren efter kirurgisk resektion på grund af portalvenetrombi.

Der er flere måder, hvorpå man kan identificere cellefrit tumor-DNA. Undersøgelser, der anvender polymerasekædereaktion (PCR-en måde at koncentrere mængden af ​​ctDNA til at blive en meningsfuld målbar mængde, som derefter kan bruges til at vurdere for aberrationer) viste også, at ctDNA er forbundet med øget risiko for sygdomstilbagefald og dårligere overlevelsesresultater. Der er ingen standardteknik, og forvirrende faktorer er til stede i hvert trin af analysen af ​​ctDNA, hvilket kan føre til prøveudtagningsfejl og inkonsistens. Dette førte til udvikling af flere teknikker til at forsøge at øge isoleringen af ​​DNA'et, såsom hurtige spin-søjler, således at ctDNA kun binder til en silicagel og derefter elueres ved hjælp af vand eller et buffersystem. Polymerasekædereaktion kan bruges til at kvantificere tumor-ctDNA'et. Andre teknikker omfatter dobbeltspinning og brugen af ​​phenol-chloroform, amplifikationsmetoder eller hurtig spinning for at hente små DNA-fragmenter. Tidlige undersøgelser målte og kvantificerede den samlede mængde af cirkulerende DNA og fandt, at højere mængder af samlet cellefrit DNA var forbundet med tumor. ctDNA fra tumorceller kan skelnes fra normalt ctDNA ved at undersøge dets profil i forhold til størrelse og fragmentering, men der opstod en debat om, hvorvidt længere eller kortere fragmenter var forbundet med tumor, hvilket resulterede i uklare konklusioner. Det er blevet antaget, at cirkulerende tumor-DNA stammer fra tumor, normalt væv eller tumorassocierede stromaceller, men tumorafledt ctDNA havde en tendens til at være mere fragmenteret og udviser en større variation i størrelse, selvom det generelt var større end ctDNA, der stammede fra normalt væv.

Det vil være interessant at undersøge, om der er en stigning i den intraoperative fase. En yderligere undersøgelse viser, at tilbagevendende sygdom er relateret til ctDNA-stigninger og er højere hos patienter med metastatisk sygdom, og desuden har de patienter med højere ctDNA-niveauer og metastaser en dårligere prognose. Udfordringen med denne type analyse er, at det cellefrie DNA muligvis er direkte relateret til tumor, og derfor er der for nylig blevet fokuseret på tumorspecifikt cellefrit tumor-DNA som defineret af kendte mutationer såsom kras og p53 (tumor). p53 betegnes tp53).

Ved kolorektal cancer har størstedelen af ​​patienterne ikke-hypermuterede tumorer på histologi. Af de hypermuterede tumorer udgør TP53 og KRAS henholdsvis 60 % og 43 % af mutationerne. Efterforskerne vil screene blodbaseret ctDNA for p53 og KRAS. Når efterforskerne tager blodet, vil de få en vis mængde cirkulerende DNA, som kunne være tumor eller normalt, og så analyserer de dette for at se, om det har mutationerne, og hvis det gør, kan efterforskerne kalde det ctDNA (cirkulerende tumor-DNA). Hvis der ikke er nogen mutation, udelukker dette ikke nødvendigvis ctDNA, fordi der er en sensitivitet og specificitet forbundet med analysemetoderne for mutationerne (dvs. KRAS og tp53), og ikke alle tumorer vil have KRAS- eller p53-mutationerne. I nogle rapporter om kolorektal cancer korrelerer opsamlingshastigheden for disse mutationer i blodet til 100 % af de tumorer, der er fundet at have samme mutation på histologi. Desuden kan plasma- eller serumprøvetagning være mere følsom, og i en kohorte på 100 patienter kan opsamlingshastigheden af ​​tumorer være op til 70 % for den ene eller den anden mutation (kras og TP53). I andre kræftformer, såsom lungekræft, opfanger efterforskerne 65 % af mutationerne i blodet, derfor kan efterforskerne i gennemsnit forvente at påvise 0,65 x 60 = 39 % af patienterne for at have påviselige mutationer i blodet. For denne undersøgelse er det sandsynligt, at afhentningsraten vil ligge mellem 39 - 70%. I denne gruppe vil efterforskerne være i stand til at sammenligne ctDNA-profilen mellem EMVI-positive og negative tumorer efter neoadjuverende langtids-kemoradioterapi og afgøre, om ctDNA-profilen ændres intraoperativt.