진행성 폐선암 환자의 예후 도구로서의 순환 종양 DNA(ctDNA)

EGFR- 및 ALK-TKI는 70%의 높은 반응률을 달성할 수 있지만 TKI로 치료받은 모든 환자는 예외 없이 치료에 대한 내성이 생깁니다. 무진행생존기간 중앙값은 10-16개월입니다. TKI에 대한 후천적 내성의 가장 일반적인 기전은 원래 종양에 존재했던 내성 암 세포의 소수 하위 집단의 치료 유도 클론 선택입니다. EGFR 돌연변이 T790M의 출현은 EGFR-TKI에 대한 후천적 내성 환자의 약 50-70%에서 발생합니다. 기타 EGFR 돌연변이 및 포스파티딜이노시톨-4,5-비스포스페이트 3-키나아제 촉매 소단위 알파(PIK3CA) 및 B-Raf Proto-Oncogene(BRAF)의 돌연변이도 EGFR-TKI 내성과 관련이 있지만 낮은 빈도로 발생합니다. ALK-TKI에 대한 내성은 더 복잡하며 다양한 내성 돌연변이를 수반합니다.

TKI 저항성은 NSCLC의 임상 관리에서 여전히 주요 문제로 남아 있습니다. 후천성 내성이 있는 환자는 2세대 TKI로 치료할 수 있지만 아직 FDA 승인을 받은 것은 없거나 병용 요법 전략으로 치료할 수 있습니다. 따라서 질병의 진행 과정 전반에 걸친 종양의 분자적 특성 분석은 신약을 종양의 진화하는 게놈 프로파일에 일치시키고 효과적인 개인화 요법을 안내하는 데 도움이 됩니다. 그러나 종양의 분자 시그니처를 모니터링하기 위한 일련의 조직 샘플링은 침습적이고 비실용적이며 일상적인 임상 실습이 아닙니다. 유전자형 분석을 위한 충분한 조직 재료를 얻는 것도 조직 샘플링의 주요 장애물입니다. 종양 게놈 프로필의 비침습적 연속 분석을 허용하는 기술을 개발할 필요가 있습니다.

무세포 순환 DNA는 순환계에서 발견되는 단편화된 DNA로, 세포 또는 세포 조각과 관련이 없습니다. 종양 세포가 죽으면 종양 DNA를 혈류로 방출합니다. 순환 종양 DNA(ctDNA)로 알려진 종양에서 유래한 무세포 순환 DNA는 종양에 존재하는 돌연변이를 수반하므로 정상 세포에서 유래한 무세포 순환 DNA와 구별할 수 있습니다. ctDNA의 검출 및 그 농도는 종양 단계 및 암 생존과 상관관계가 있는 것으로 나타났습니다. 또한, 혈장의 ctDNA는 고형암의 게놈 변경을 감지하는 데 사용할 수 있으며, FFPE(포르말린 고정 파라핀 포매)와 혈장 DNA 샘플 사이에서 감지된 돌연변이에서 높은 일치성이 있습니다.

대장암 환자의 EGFR 차단에 대한 후천적 내성 연구에서 질병이 진행될 때까지 4주 간격으로 반복 혈청 샘플을 수집했습니다. 수학적 모델링을 사용하여 이 연구는 다음과 같은 중요한 결과를 얻었습니다. 치료 시작 전에 종양 내 클론 하위 집단에 저항성 돌연변이가 존재했으며 하위 클론이 확장되는 데 상당히 일관된 기간(약 5-6개월)이 걸렸습니다. 병변을 다시 채우고 순환 저항성 돌연변이는 질병 진행의 방사선학적 증거가 나타나기 몇 달 전에 감지될 수 있습니다. 이 중요한 연구는 개별화된 치료를 촉진하고 차도를 연장하기 위해 비침습적 방식으로 종양의 게놈 진화 및 선택을 추적하기 위해 ctDNA 테스트를 사용할 가능성을 보여주었습니다.

연구자들은 EGFR 돌연변이가 있는 진행성 폐 선암종 환자에서 EGFR 돌연변이의 혈장 검출을 입증했으며, 이는 EGFR-TKI 대상의 예후와 관련이 있습니다. 한 전향적 연구는 진행성 NSCLC 환자의 ctDNA에서 EGFR 돌연변이를 검출하기 위해 실시간 중합효소 연쇄 반응(RT-PCR)을 사용했습니다. 기준선(치료 전)에서 EGFR 돌연변이가 +였던 환자 중에서 치료 3주기(화학요법 +/- 에를로티닙)에서 EGFR 돌연변이가 소실된 환자는 무진행 생존 기간이 더 좋았습니다. 기준선과 주기 3에서 각각 EGFR 돌연변이(+,+) 및 (+,-)인 환자의 평균 생존 기간은 7.2개월 대 12.0개월이었습니다.

다른 연구에서도 다른 발암성 돌연변이, 특히 KRAS 돌연변이의 가능성이 입증되었습니다.

이러한 연구는 ctDNA에서 종양 돌연변이를 검출할 수 있는 타당성을 입증했지만 단일 유전자(예: EGFR 또는 KRAS)를 검사하는 것으로 제한되었습니다.

다른 연구에서는 NSCLC 환자에게 차세대 시퀀싱을 적용했습니다. 스탠포드 대학의 Max Diehn 연구실은 >130개 유전자의 심층 시퀀싱을 통해 ctDNA를 정량화하는 방법을 개발했습니다. 혈장 DNA와 종양 조직 샘플을 짝지은 17명의 환자에서 그들은 이전에 조직에서 확인된 모든 돌연변이와 많은 추가 체세포 변이를 감지할 수 있었습니다. 그들은 또한 ctDNA의 수준이 종양 부피와 높은 상관관계가 있음을 발견했습니다. 그들의 연구는 여러 유전자를 검사했지만 ctDNA 돌연변이를 추적하고 특정 돌연변이를 치료 결과와 연관시키는 전향적 구성 요소가 없었습니다.

화학 요법을 받는 환자의 ctDNA 검사는 한 번도 수행된 적이 없습니다. 게놈 프로파일링은 화학 요법에 대한 내성 및 반응과 관련된 돌연변이를 식별할 수 있습니다.

따라서 연구자들은 일련의 혈액 샘플을 전향적으로 수집하고 ctDNA의 차세대 시퀀싱을 사용하여 진화 게놈 프로파일을 조사하기 위해 1차 TKI 또는 화학 요법으로 치료받은 진행성 NSCLC 환자에 대한 종적 연구를 제안합니다. 이 연구는 진행된 NSCLC 환자의 치료 반응과 생존을 예측하기 위해 게놈 마커를 식별하는 데 있어 ctDNA 테스트의 유용성을 평가하는 것을 목표로 합니다.

이 제안된 연구는 1차 TKI 또는 화학 요법으로 치료받은 환자의 NSCLC 예후에 대한 게놈 마커를 식별하는 데 있어 ctDNA의 유용성을 조사할 것입니다. 진단 후 환자는 3개월 간격으로 추적 관찰됩니다. 각 연구 방문 시 혈장 샘플을 수집하고 임상적으로 지시될 때마다 조직 샘플도 얻습니다. 종양의 게놈 프로파일링은 FFPE 조직 샘플과 전향적으로 수집된 혈장 샘플에서 추출된 ctDNA에서 수행됩니다. 목표는 다음과 같습니다.

1. ctDNA 및 종양 조직 DNA에서 발견되는 체세포 돌연변이의 일치 및 불일치를 결정합니다.
2. (a) EGFR-TKI 치료, (b) ALK-TKI 치료 또는 (c) 화학 요법을 받는 환자의 예후(치료 반응 및 무진행 생존)와 관련된 ctDNA의 돌연변이를 식별하기 위해.
3. (a) 시간 경과에 따른 총 ctDNA 농도의 변화, (b) 저항성/재발과 관련된 돌연변이가 혈장에서 처음 감지되는 시기 및 (c) 저항성 관련 돌연변이 분율이 어떻게 돌연변이는 시간이 지남에 따라 다양합니다.
4. 목표 2와 3의 정보를 결합하여 (a) EGFR-TKI 치료, (b) ALK-TKI 치료 또는 (c) 화학 요법을 받는 환자의 예후 예측 모델을 개발합니다.