肿瘤液体活检方法比较：血浆外泌体核酸检测比cfDNA检测更灵敏
KRAS、BRAF和EGFR基因的突变在多种类型的癌症中非常普遍，并且可以用于预测靶向治疗的效果。因此，准确评估肿瘤的基因突变状态至关重要。基因突变检测通常使用福尔马林固定后的石蜡包埋肿瘤组织（FFPE）进行，但经常会出现检测失败或者标本质量有问题。而且，原发和转移部位的肿瘤分子特征也有所不同。此外，肿瘤分子表达谱也可以随着时间而发生改变，这在临床实践中可能难以实时监测，因为连续的组织活体检查增加了护理成本并且可能导致其他并发症。利用基于循环肿瘤DNA的液体活检的方法可为癌症中的分子检测提供一种替代方法。血浆来源的无细胞DNA（cfDNA）是最常用于液体活检基因检测的手段；然而，cfDNA是起源于发生凋亡或坏死的细胞中，可能不能反映肿瘤的活细胞群体状态。相比之下，外泌体核酸（exoNA）如DNA和RNA，可以从活细胞中分泌，可能更适合于肿瘤动力学检测。有研究表明，血液外泌体RNA（exoRNA）的分子检测能够证明，胶质母细胞瘤患者的血清exoRNA中存在EGFRvIII突变（Nat Cell Biol. 2008;10:1470-6）。同样，胰腺癌患者血清的外泌体DNA（exoDNA）中存在有KRAS突变（J Biol Chem.2014;289:3869-75）。另外，有研究人员对来自晚期胰腺癌或胆管癌患者的血浆外泌体DNA和外泌体RNA进行了二代测序（NGS）基因组和转录组学分析（Ann Oncol. 2016;27:635-41）。80-85％的晚期/转移性胰腺癌患者和44％的早期胰腺癌患者中可以检测到血浆外泌体DNA的KRAS突变（Ann Oncol. 2017）。基于这些背景，本研究对肿瘤患者的血浆外泌体核酸NGS检测与cfDNA检测进行了比较。
研究目的：基于血液的液体活检方法可以方便地获得用于癌症分子诊断的基因材料。常用的无细胞DNA（cfDNA）是源于死亡细胞的。外泌体核酸（exoNA）源自于活细胞，可以更好地反映癌症的生物学特征。
实验设计：在43例进展期中的晚期癌症患者中，研究人员使用二代测序（NGS）来检测外泌体核酸（exoNA），使用微滴式数字PCR（ddPCR）和BEAMing PCR检测了BRAF V600突变、KRAS G12/G13突变和EGFR外显子19del/L858R突变的cfDNA。最后将实验结果与档案里的肿瘤组织临床检查和临床结果数据进行了比较。
图1：外泌体核酸检测、cfDNA检测均能反映肿瘤的基因突变情况。
实验结果：41例患者的肿瘤组织中有BRAF、KRAS或EGFR突变。这些突变通过NGS在95％的血浆exoNA样品中检测的到，通过ddPCR在92％的cfDNA样品中检测的到，通过BEAMing在97％的cfDNA样品中的到。exoNA的NGS没有检测到肿瘤中根本不存在的突变，而ddPCR和BEAMing分别检测到1和2个这样的突变，这说明了exoNA的NGS检测具有较高的灵敏度。与exoNA等位基因高突变频率的患者相比，低突变频率的患者的中位生存期会更长（11.8个月vs5.9个月; P=0.006）以及更长的治疗失败时间（7.4个月vs2.2个月; P=0.009）。低的exoNA基因突变频率也能反映出更好的治疗效果以及大于等于6个月的疾病稳定期（P=0.006）。
图2：相比于低cfDNA突变频率，低exoNA突变频率能预示更长的中位生存期。
研究结论：对于一般的BRAF、KRAS和EGFR突变检测，血浆外泌体的NGS检测要比血浆cfDNA检测具有较高的灵敏度。低的exoNA等位基因突变频率是更长生存期的独立预后因素。
参考文献：Möhrmann L et al. Liquid Biopsies Using Plasma Exosomal Nucleic Acids and Plasma Cell-Free DNA compared with Clinical Outcomes of Patients with Advanced Cancers. Clin Cancer Res. 2017 Oct 19.
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