Sirkulerende tumor-DNA hos pasienter med nyrecellekarsinom. En systematisk gjennomgang av litteraturen

Abstrakt kontekst:I løpet av det siste tiåret har det vært økende interesse for potensialet til flytende biopsier og systematiske biomarkører i diagnostisering og håndtering avnyrekreft, som de kan gi et verktøy fortidlig oppdagelse av sykdomogovervåking av behandlingsrespons. Objektiv: For å identifisere og oppsummere relevante publiserte data om sirkulerende tumor-DNA (ctDNA) hos pasienter mednyrecellekarsinom(RCC). Innhenting av bevis: Vi utførte en systematisk gjennomgang i henhold til Preferred Reporting Items for Systematic Review and Meta-Analyses (PRISMA) erklæringen av studier identifisert i PubMed, MEDLINE, EMBASE og Cochrane Library frem til 15. januar 2021. To anmeldere screenet alle uavhengig av hverandre. artikler og utførte datautvinningen.

Syntese av bevis:Nitten studier som undersøkte ctDNA i RCC (1237 pasienter) ble inkludert og analysert i den endelige gjennomgangen. Studiens størrelse og design varierte mye, og studiene ble delt inn i fem grupper etter metoden som ble brukt for ctDNA-deteksjon. Resultatdataene inkluderte (1) sensitiviteten/spesifisiteten hvis tilgjengelig; (2) metoden brukt for ctDNA-deteksjon; og (3) hovedfunnene i studiene.

Konklusjoner:Studiene fremhever at nivået av ctDNA i RCC ser ut til å være lavt. Studier som bruker flere metoder for ctDNA-deteksjon indikerer at tumorveiledet analyse forbedrer ctDNA-deteksjonshastigheten og antyder at cellefri metylert DNA-immunutfelling og høy-gjennomstrømningssekvensering kan være en svært sensitiv metode for ctDNA-deteksjon i RCC.

Pasientsammendrag: Vi gjennomgikk systematisk litteraturen for å identifisere alle relevante studier som undersøkte sirkulerende tumor-DNA hos pasienter mednyrekreftfor å undersøke bruken og potensialet i denne svært ondartede sykdommen. Vi fant at nivået av sirkulerende tumor-DNA er lavtnyrekreftog at svært sensitive metoder må brukes for å oppdage denne sykdommen.

KLIKK HER FOR Å FÅ URTEFORMULERING AV CISTANCHE FOR NYREHELSE

1. Introduksjon

Urologiske maligniteter er et økende helseproblem over hele verden, med mer enn anslagsvis 1 million pasienter som nydiagnostiseres årlig [1]. Nyrecellekarsinom (RCC) er en svært ondartet sykdom og representerer 3 % av alle maligne sykdommer i vestlige land, og forekomsten øker årlig [2].

Diagnostisering og behandling av pasienter med RCC byr på mange utfordringer. Dette er hovedsakelig fordi RCC er preget av asymptomatisk manifestasjon i tidlige stadier og dårlig respons på strålebehandling og kjemoterapi i metastatiske stadier [3,4]. I løpet av de siste tiårene har det vært økende interesse for forskning på flytende biopsier og sirkulerende kreftbiomarkører fordi de kan være et verktøy for tidlig oppdagelse av sykdom og for overvåking av behandlingsrespons. Ellinger et al [5] rapporterte at tilstedeværelsen av cellefritt DNA (cfDNA) i blodet ble først oppdaget for mer enn 50 år siden. cfDNA kan enkelt fås fra perifert blod, og det er vist at det finnes hos pasienter med flere solide maligniteter [6]. Tilstedeværelsen av cfDNA i blodet til pasienter og endringer i nivåene av disse sirkulerende nukleinsyrene er assosiert med tumorbelastning og tumorprogresjon. Studier er imidlertid forskjellige med hensyn til om de har vært i stand til å vise en korrelasjon mellom cfDNA-nivåer og tumorstadium og -grad i RCC [7–9]. Sirkulerende tumor-DNA (ctDNA) er cfDNA avledet fra apoptotiske eller nekrotiske tumorceller, sekresjoner fra makrofager eller sirkulerende tumorceller (CTCs) [10]. Analyse av ctDNA kan åpne muligheten for ikke-invasiv påvisning av mutasjonsprofilen til spesifikk kreft under tumorprogresjon, og studier har vist at tilstedeværelsen av ctDNA korrelerer med avansert sykdom og sykdomsprogresjon under behandling [7,11,12]. Mens flere studier på ctDNA i RCC er utført, er det fortsatt ingen klare anbefalinger eller sammendrag av litteraturen.

Vi rapporterer her om en systematisk gjennomgang av alle publiserte data om ctDNA hos pasienter med RCC for å undersøke bruken og potensialet til ctDNA i RCC.

CISTANCHE EXTRACT WITH 25% ECHINACOSIDE AND 9% ACTEOSIDE FOR KIDNEY

2. Bevisinnhenting

2.1. Søkestrategi

Denne systematiske gjennomgangen ble utført i henhold til retningslinjer for Preferred Reporting Items for Systematic Review and Meta-Analyses (PRISMA) [13] (fig. 1). Anmeldelsen ble registrert på PROSPERO-plattformen under identifikasjonsnummer CRD42020208730. En forfatter (LG) og en ekspertbibliotekar søkte, som strategien er tilgjengelig for i tilleggsmaterialet. Litteratursøket ble utført i databasene PubMed, MEDLINE, EMBASE og Cochrane Library for å identifisere relevante studier frem til 15. januar 2021, med sortering og fjerning av dupliserte artikler utført i Covidence.

2.2. Screening og utvalgskriterier

Studievalg ble utført i tre sekvensielle trinn: artikler ble først vurdert etter tittel, for det andre etter abstrakt og for det tredje etter fulltekst. Studier ble inkludert hvis de oppfylte følgende inklusjonskriterier: (1) pasienter diagnostisert med et hvilket som helst stadium av RCC; (2) analyse av DNA i plasma/serum; (3) analyse av mutasjoner på DNA-nivå eller epigenetiske endringer; og (4) artikkel skrevet på engelsk. Artikler om andre maligniteter enn RCC, dyre- og cellelinjestudier, studier publisert før 2010 og små pilotstudier med færre enn fem pasienter ble ekskludert.

To forfattere (LG og KMK) screenet uavhengig av titlene og sammendragene og valgte potensielt kvalifiserte studier. Hele teksten til potensielt kvalifiserte studier ble deretter screenet. Forfatterne diskuterte eventuelle uenigheter inntil en konsensus ble oppnådd.

2.3. Datautvinning

Et dataekstraksjonsark ble utviklet og forhåndsspesifiserte resultater av interesse ble samlet inn. To anmeldere (LG og KMK) hentet uavhengig data fra de inkluderte studiene. Uenigheter ble løst ved konsensus.

Prøvekarakteristikkene som ble hentet ut inkluderte: (1) første forfatters navn og utgivelsesår; (2) metode anvendt for påvisning av ctDNA; (3) antall pasienter/saker; og (4) antall kontroller. Resultatdataene inkluderte: (1) sensitivitet og spesifisitet når tilgjengelig; (2) metoden brukt for ctDNA-deteksjon; og (3) nøkkelfunn i de spesielle studiene.

Kvalitetsvurdering ble ikke utført i henhold til forhåndsdefinerte kriterier på grunn av variasjonen i studiedesign og metoder i studiene inkludert. Kvaliteten på studiene ble vurdert av én forfatter (KMK) med bred erfaring med metoder brukt for ctDNA-deteksjon.

CISTANCHE EXTRACT WITH 25% ECHINACOSIDE AND 9% ACTEOSIDE FOR KIDNEY

3. Bevissyntese

3.1. Studier inkludert

I henhold til våre søkekriterier ble 3439 potensielt relevante artikler identifisert og screenet i det primære søket. Alle papirer ble lagt til EndNote og duplikater ble fjernet, og etterlot 1670 studier. Titlene, sammendragene og fulltekstene ble screenet manuelt, og 19 studier oppfylte inklusjonskriteriene [9,14–31]. Alle studier som ble inkludert ble publisert mellom 2010 og 2020. De ble publisert i sin helhet, men størrelsen og utformingen av studiene varierte mye, og derfor ble de delt inn i fem grupper etter metoden som ble brukt for ctDNA-deteksjon: (1) tumor-guided analyse av plasma; (2) målrettet sekvensering av plasma; (3) global sekvensering av plasma; (4) målrettet metyleringsanalyse av plasma; og (5) global metyleringsanalyse av plasma.

For å dekke bruken av ctDNA i RCC, screenet vi studiene i hver av ctDNA-deteksjonsgruppene for å finne ctDNA-deteksjonshastigheten og sensitiviteten og spesifisiteten hvis tilgjengelig. Videre identifiserte vi studier som undersøkte samsvaret mellom ctDNA-prøver og tumorvev fra samme pasient, og studier som undersøkte potensialet til ctDNA for prognose og sykdomsovervåking. Til slutt oppsummerte vi metodene som ble brukt for ctDNA-deteksjon og hvilken metode vi skal velge basert på funnene våre.

3.2. ctDNA-deteksjonshastigheter

3.2.1. Tumorveiledet analyse av plasma

Fem studier [14–18] brukte tumorveiledet analyse av plasma (tabell 1). Denne typen analyse er basert på identifisering av mutasjoner i tumorvevs-DNA og påfølgende analyse av disse mutasjonene i cfDNA. Fordelen med denne metoden er at svært høy teknisk sensitivitet kan oppnås når mutasjonene i svulsten er kjent. Ulempen er at analysen ikke identifiserer nyervervede mutasjoner. De fem studiene inkluderte mellom fem og 24 RCC-pasienter, og ctDNA-deteksjonsraten varierte fra 17 % til 54 %.

I en tidlig landemerkestudie med ctDNA undersøkte Bettegowda et al [14] tilstedeværelsen av ctDNA hos 640 pasienter med ulike krefttyper, inkludert fem pasienter med metastatisk RCC. Påvisning av ctDNA i plasma var via polymerasekjedereaksjon (PCR)- eller sekvenseringsbasert analyse av en mutasjon identifisert i svulsten. ctDNA ble påvist hos 40 % av RCC-pasienter med metastatisk sykdom, noe som førte til klassifiseringen av RCC som en lav-ctDNA-malignitet. Selv om klassifiseringen var basert på et svært lavt antall pasienter, har den blitt støttet av flere studier utført siden den gang [15–18].

Studiene til Corrò et al [15] og Lasseter et al [18] brukte begge målrettet dyp sekvensering av én eller noen få mutasjoner identifisert i tumorvev og hadde en ctDNA-deteksjonsrate på henholdsvis 17 % og 52 %. Pasientene i studien til Corrò et al hadde ikke-metastatisk sykdom, mens pasientene i studien til Lasseter et al hadde metastatisk RCC.

Forskjellen i deteksjonshastighet kan skyldes de forskjellige pasientkohortene; Imidlertid er de relativt lave deteksjonsratene i disse studiene overraskende, siden den tumorinformerte strategien har potensial til å være en av de mest teknisk sensitive metodene. Studien av Lasseter et al viste også at sekvensering av cfDNA til en ekstremt høy dybde (122 035) forbedret ctDNA-deteksjon fordi den øker deteksjonen av varianter tilstede ved svært lave frekvenser.

To helt nye studier med blandede pasientkohorter (ikke-metastatisk og metastatisk RCC) [16,17] brukte ctDNA-analyse av et stort antall varianter identifisert i tumorvev. I studien til Smith et al [16] ble 91 pasienter undersøkt ved bruk av en rekke metoder (tabell 1–3). Forfatterne fant at en personlig tilnærming rettet mot gjennomsnittlig 297 tumorspesifikke varianter per pasient ved bruk av tilpasset panelsekvensering av mutasjoner identifisert via eksomsekvensering av tumorvev forbedret ctDNA-deteksjon sammenlignet med en ikke-målrettet tilnærming. Tumorveiledet analyse av plasma ble utført for 29 pasienter og identifiserte ctDNA hos 54 % av pasientene som analysen bestod kvalitetskontroll for. Wan et al [17] brukte en lignende metodisk tilnærming til 24 pasienter og fant at andelen av ctDNA hos RCC-pasienter var omtrent 10 4 . Dette funnet fremhever at ekstremt sensitive metoder kreves for ctDNA-analyse i RCC.

3.2.2. Målrettet sekvensering av plasma

Åtte studier [16,18–24] (tabell 2) brukte målrettet panelsekvensering av DNA fra plasma uten forutgående analyse av tumorvevs-DNA. Fordelen med denne strategien er at den ikke krever en vevsprøve (dvs. den er mindre invasiv) og gjør det mulig å identifisere nylig ervervede mutasjoner. Analysen kan imidlertid være mindre sensitiv enn tumorveiledet analyse. Generelt omfattet studiene et større antall pasienter, fra 19 til 220, og deteksjonsraten var betydelig bedre, fra 19 % til 100 %. De fleste studiene ble utført blant pasienter med metastatisk sykdom; bare 14 pasienter i studien til Yama moto et al [22] og to pasienter i studien til Smith et al [16] hadde ikke-metastatisk RCC (deteksjonsrater på henholdsvis 30 % og 19 %). De høye deteksjonsratene kan dermed reflektere en høy tumorbelastning hos mange av disse pasientene. Funnene i studien til Maia et al [20] støtter denne hypotesen. Forfatterne fant at ctDNA-deteksjon korrelerte med tumorbelastning; tumorbyrden var signifikant høyere hos pasienter med påviselig ctDNA enn hos pasienter uten ctDNA. Videre var antall mutasjoner i ctDNA også signifikant korrelert med tumorbelastning.

Bacon et al [23] fant en relativt lav deteksjonsrate på 33 % sammenlignet med lignende studier. Dette kan skyldes at det hos 40 av 55 pasienter ble tatt plasmaprøver etter kirurgisk fjerning av primærtumoren. Men i en studie av Hahn et al [19] der 15 av 19 pasienter også fikk fjernet primærsvulsten sin kirurgisk før prøvetaking, var ctDNA-deteksjonsraten 68 %. Den lave deteksjonshastigheten kan også forklares med den tekniske sensitiviteten til analysen, som ikke tillot påvisning av varianter tilstede ved en variant allelfrekvens (VAF) av<1% [23].

Det ser ut til å være en trend mot bedre deteksjon i studier der ctDNA-analyse var basert på et genpanel som dekket et stort antall gener, svært høye sekvenseringsdybder, eller en kombinasjon av disse. For eksempel sekvenserte studiene til Maia et al [20] og Pal et al [21] begge 73 gener med 15 000-dekning og hadde deteksjonsrater på henholdsvis 53 % og 79 %. Til sammenligning sekvenserte Smith et al [16] ti gener til en dybde på 9688 og Lasseter et al [18] sekvenserte 27 gener til en dybde på 989 og hadde ctDNA-deteksjonsrater på henholdsvis 19 % og 28 %. CISTANCHE EXTRACT WITH 25% ECHINACOSIDE AND 9% ACTEOSIDE FOR KIDNEY

3.2.3. Global sekvensering av plasma

To studier [16,25] som brukte global sekvensering av plasma ble identifisert (tabell 3), som begge brukte grunne helgenomsekvensering (sWGS). Denne umålrettede metoden krever ingen forkunnskaper om spesifikke mutasjoner i svulsten og har lav følsomhet for enkeltbasemutasjoner, men kan identifisere store slettinger og duplikasjoner. sWGS er relativt billig og enkel å utføre. Mouliere et al [25] utførte sWGS til en dybde på 0.4 på 344 prøver fra 200 pasienter med ulike typer kreft inkludert 33 med RCC (ukjent stadium av sykdommen). ctDNA-deteksjon var basert på analyse av cfDNA-fragmentlengder hos kreftpasienter og friske individer. De fant at i silico anrikning av fragmenter mellom 90 og 150 bp i størrelse forbedret deteksjonen av ctDNA på tvers av krefttyper. Men i RCC andelen fragmenter<150 bp was very similar to that in healthy individuals, indicating a low amount of ctDNA in RCC. The ctDNA detection rate was 65% for ''low-ctDNA cancers'' (RCC, pancreatic cancer, and glioma).

Smith et al [16] brukte det samme i silico-størrelseseleksjon av cfDNA-fragmenter som Mouliere et al [25] og fant at dette forbedret deteksjon av ctDNA. I en kohort av pasienter med ulike stadier av RCC og en kohort av mRCC-pasienter fant de at ctDNA-deteksjonsraten var henholdsvis 23 % (11 av 48) og 33 % (14 av 43), når den ikke-målrettede sWGS-tilnærmingen ble kombinert med størrelsesvalg.

Selv om det er noen fordeler med denne umålrettede og relativt rimeligere metoden, tyder resultatene på at den har relativt lav følsomhet for RCC og at optimalisering er nødvendig.

3.2.4. Målrettet metyleringsanalyse av plasma

Målrettet metyleringsanalyse av plasma ved bruk av en PCR-basert metode er svært rimelig og enkel å utføre. Ulempen er at svært få gener analyseres og dersom pasienten ikke har en mutasjon i ett av disse genene, vil ctDNA-testresultatet være negativt. Vi identifiserte fem studier [9,28–31] som brukte denne metoden (tabell 4) og inkluderte mellom 27 og 157 pasienter med ulike stadier av RCC. Fire av studiene inkluderte en gruppe friske kontroller.

Generelt konkluderte forfatterne med at metyleringsanalyse ga høy spesifisitet, men lav sensitivitet for å skille kreftpasienter fra friske kontroller. Hauser et al [28] og Skrypkina et al [29] utførte en kombinatorisk analyse av flere gener, noe som økte den diagnostiske sensitiviteten og spesifisiteten. Lin et al [30] og Jung et al [31] undersøkte metyleringsstatusen til henholdsvis PCDH17 og SHOX2. Lin et al fant at tilstedeværelsen av PCDH17 korrelerte med avansert sykdomsstadium, og Jung et al fant at pasienter med SHOX2-positivt plasma hadde en signifikant høyere risiko for død.

PCR-basert analyse kan være mye rimeligere å utføre enn sekvenseringsbasert analyse, men den tillater bare undersøkelse av et begrenset antall mutasjoner. Både sensitivitet og spesifisitet er ofte relativt lav, som vist i studiene til Hauser et al [28] og de Martino et al [9]. Teknisk mer sensitive metoder som digital dråpe-PCR kan forbedre følsomheten for pasienter hvis svulst har en mutasjon i den målrettede genomiske posisjonen [32]. Imidlertid er det sannsynlig at andre metoder rettet mot større genomiske regioner er nødvendige for ctDNA-deteksjon i RCC.

CISTANCHE EXTRACT WITH 25% ECHINACOSIDE AND 9% ACTEOSIDE FOR KIDNEY

3.2.5. Global metyleringsanalyse

Tre studier [18,26,27] undersøkte globale metyleringsmønstre (epigenetiske aberrasjoner) i cfDNA (tabell 5). Epigenetiske endringer er mer tallrike enn genetiske endringer i RCC, og gir dermed mer tumorspesifikke endringer. Global metyleringsanalyse kan dermed oppnå høyere sensitivitet. Cellefri metylert DNA-immunutfelling og high-throughput-sekvensering (cfMeDIP-seq) er en bisulfittfri teknikk som kan påvise helgenommetylering av cfDNA. Fordelen med denne teknikken er at den kan berike genomomfattende CrG-metylert cfDNA med lav DNA-inngang (<10 ng) [33]. cfMeDIP-seq was applied in two studies: Nuzzo et al [26] had a ctDNA detection rate of 97% (at the specificity of 100%) in a study of 69 patients with various stages of RCC, and Lasseter et al [18] had a ctDNA detection rate of 100% in a study of 34 patients with mRCC, although at lower specificity of 88%.

I en stor studie inkludert mer enn 2000 pasienter med ulike typer kreft (inkludert 81 pasienter med ulike stadier av RCC), fant Liu et al [27] at ctDNA-deteksjonsraten i RCC var lav sammenlignet med andre typer kreft. Studien ble utført i to trinn ved bruk av hel-genom-bisulfitt-sekvenseringsdata fra 1531 krefttilfeller og 1521 kontrollprøver for å bygge en klassifikator for ctDNA-deteksjon. Forfatterne brukte klassifikatoren på en valideringskohort på 654 krefttilfeller og 610 kontrollprøver. Deteksjonsraten i denne studien var 21 % (spesifisitet på 99,8 %) i treningskohorten og 12 % (spesifisitet på 99,3 %) i valideringskohorten, og ctDNA-deteksjon hadde økende sensitivitet med økende stadier av sykdommen.

Disse studiene indikerer at cfMeDIP-seq kan være en lovende strategi for ctDNA-deteksjon i RCC, men validering i større studier er av største betydning før noen klare konklusjoner kan trekkes.

CISTANCHE EXTRACT WITH 25% ECHINACOSIDE AND 9% ACTEOSIDE FOR KIDNEY