液態活檢在臨床癌症偵測評估上的應用－有勁的基因資訊

作者：金漢強/ 有勁生物科技

2016年QIAGEN的therascreen® EGFR RGO PCR kit 通過歐洲IVD認證、羅氏大藥廠的cobas® EGFR Mutation Test v2 通過美國FDA的申請¹，這象徵液態活檢已朝向臨床應用邁進了一大步。液態活檢在臨床上有許多優勢可以與一些現行的檢查互補，例如對取得困難的檢體 (如肺中葉、腹膜後)、有安全疑慮的取得區域 (如主要血管與腦部)等，就可以藉由液態活檢來進行檢查。表一列出目前液態活檢的幾個可能應用。本文中，我們將舉例簡介液態活檢在臨床癌症偵測評估上的現有案例。

表一、液態活檢的可能應用

◆ Potential Uses of Liquid Biopsy

◆ Detection of cancers in high-risk population

◆ Monitoring for minimal residual disease

◆ Detection of metastases before radiological evidence

◆ Detection of response to therapy

◆ Choice of targeted agent

◆ Detection of new driver mutations

一、Circulating tumor cells (CTC)的液態活檢應用

CTC的檢體收取是相對較麻煩的技術，由於存在量稀少且需要許多處理步驟，使得此技術的臨床應用仍有著許多限制。儘管如此，CTC檢體為活細胞，可以培養、可以觀察藥物作用、可以提供基因表現的 transcriptome資訊，因此仍然被視為很有發展價值²。2016年就有研究團隊發現，HER2 在CTC上的表現，顯示出癌細胞在藥物壓力下的變化及對治療方式因此可能造成的影響³。

二、Circulating tumor DNA (ctDNA) 的液態活檢應用

將ctDNA檢測應用到臨床，最重要的評估關鍵在於ctDNA用來做偵測的準確性如何，所以與現有的組織檢查做比較的陽性預測值 (Positive predict value; PPV) 便是一個很重要的指標。在非小細胞肺癌 (NSCLC)的研究上，已有許多單位的大型研究與臨床試驗取得相當大的進展。其中包括IGNYTE⁴、ASSESS⁵，研究顯示EGFR的變異確實可在ctDNA上被偵測到且其表現具有高特異性 (specificity >93%) ；但在敏感度方面 (sensitivity <70%)，則還需要再提升。

此外，也有研究針對EGFR的標靶藥物作隨機試驗：EURTAC臨床試驗團隊比較了ctDNA 與組織上EGFR L858R 變異點位的檢測狀況與病人經erlotinib治療後的癒後關係。結果發現不管是在組織或是ctDNA中存在的變異都對病人的「無惡化存活時間 (Progression Free Survival; PFS)」有不好的影響。此顯示組織檢測與ctDNA 檢測兩種偵測技術都具有預測的效果⁶。

此外， EGFR T790M變異點位的偵測，也是液態活檢應用於治療評估上，一個十分重要的項目；此變異的有無，將會影響到治療的決策與病人的存活情形。尤其目前第三線的EGFR標靶藥物，有些是針對EGFR 藥物抗性基因設計，此類藥物施用皆需事先確認EGFR的變異狀況；但是重複性的組織採樣在醫療環境中並不實際，所以液態活檢就成為一個很重要的替代可能。研究顯示EGFR 19 deletion、EGFR L858R、KRAS G12X在cobas 系統的檢測下，PPV偵測效果可以達到100%，而EGFR T790M 則可達79%。敏感度檢測則顯示EGFR變異約在74~88%，KRAS變異則為64%。這個偵測本身具有高特異性與相對短的結果產出時間(turnaround time)，因此唯有液態活檢可以符合EGFR標靶藥物施用前確認EGFR變異狀況的實際需求⁷。

早期癌症檢測也是液態活檢的發展重點，臨床上的應用因為相對上難以驗證，所以較令人疑慮；此外，到底檢測到的極微量變異是否真的會發展成癌症，這一點也難以確定⁸。儘管如此，期望在超音波檢測達極限前就偵測到癌症進程，仍然是眾所期待的。中國一組肝癌研究案例，便希望能藉由cfDNA的短片段偵測，在超音波偵測之前就檢出肝癌組織並確診⁹。

儘管目前市面上已有兩個取得醫療器材許可的產品 (一個在歐洲一個在美國) ，但是使用效果其實仍有待深究。歐洲的therascreen®檢測仍有一定的偽陰性 (false negative) 比例─在組織中可偵測到，但在血液中卻未被偵測到；所以EMA認為當病人沒有癌組織可以用來進行檢測時，才採用該產品，用cfDNA進行檢測。同樣地，cobas® EGFR Mutation Test v2在美國也有類似情形，只有76.7%的陽性一致率 (positive percentage agreement ─同時在組織與血液中都能偵測到的同樣變異)；所以美國FDA認為病人若未能在血液中偵測到變異點位，就應該要取組織來進行檢測⁷。

液態活檢應用在臨床癌症偵測與評估上，目前看來是有應用發展的空間，但也有很多的限制；不過至少現有的兩個取得IVD認證的產品，算是在病人沒有選擇的狀況下提供了額外選項。只不過，液態活檢在提升臨床檢測結果上，究竟有沒有實質意義或好處，還有待進一步觀察。

參考文獻

1. FDA, USA, cobas® EGFR Mutation Test v2 - P150047, 2016/09/09, https://www.fda.gov/MedicalDevices/ProductsandMedicalProcedures/DeviceApprovalsandClearances/Recently-ApprovedDevices/ucm519922.htm
2. Krishnamurthy, N., et al. "Liquid biopsies for cancer: coming to a patient near you." Journal of Clinical Medicine. 2017 Jan; 6(1): 3.
3. Jordan, N.V., et al. "HER2 expression identifies dynamic functional states within circulating breast cancer cells." Nature (Letter) 2016 Sep; 537:102-106.
4. Han, B., et al. "960 determining the prevalence of EGFR mutations in Asian and Russian patients (pts) with advanced non-small-cell lung cancer (ANSCLC) of adenocarcinoma (ADC) and non-ADC histology: ignite study." Annals of Oncology. 2015 Apr; 26 (suppl_1) i29-i30.
5. Reck, M., et al. "ctDNA determination of EGFR mutation status in European and Japanese patients with advanced NSCLC: the ASSESS study." Journal of Thoracic Oncology. 2016 Oct; 11(10): 1682-1689.
6. Karachaliou, N., et al. "Association of EGFR L858R mutation in circulating free DNA with survival in the EURTAC trial." JAMA oncology.2015 May; 1(2): 149-157.
7. Siravegna, G., et al. "Integrating liquid biopsies into the management of cancer." Nature Reviews Clinical Oncology. Published online 02 March 2017.
8. Bardelli, A., and Klaus P. "Liquid biopsies, what we do not know (yet)." Cancer Cell . 2017 Feb; 31(2): 172-179.
9. Jiang, P., et al. "Lengthening and shortening of plasma DNA in hepatocellular carcinoma patients." Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 2015 Feb; 112(11): E1317-E1325.