यशस्वी संभाव्य अभ्यास: पीसीआर-आधारित रक्त सीटीडीएनए मिथाइलेशन तंत्रज्ञानाने कोलोरेक्टल कर्करोगासाठी एमआरडी देखरेखीचे एक नवीन युग उघडले

अलीकडेच, JAMA ऑन्कोलॉजी (IF 33.012) ने KUNYUAN BIOLOGY च्या सहकार्याने फुदान विद्यापीठाच्या कर्करोग रुग्णालयातील प्राध्यापक कै गुओ-रिंग आणि शांघाय जिओ टोंग विद्यापीठ स्कूल ऑफ मेडिसिनच्या रेंजी रुग्णालयातील प्राध्यापक वांग जिंग यांच्या पथकाने एक महत्त्वाचा संशोधन निकाल [1] प्रकाशित केला: "सर्कुलेटिंग ट्यूमर डीएनए मेथिलेशन आणि जोखीम स्तरीकरणाद्वारे स्टेज I ते III कोलोरेक्टल कर्करोगासाठी आण्विक अवशिष्ट रोग आणि जोखीम स्तरीकरणाचे लवकर निदान". हा अभ्यास जगातील पहिला मल्टीसेंटर अभ्यास आहे जो कोलोरेक्टल कर्करोग पुनरावृत्ती अंदाज आणि पुनरावृत्ती निरीक्षणासाठी PCR-आधारित रक्त ctDNA मल्टीजीन मेथिलेशन तंत्रज्ञान लागू करतो, जो विद्यमान MRD शोध तंत्रज्ञान पद्धतींच्या तुलनेत अधिक किफायतशीर तांत्रिक मार्ग आणि उपाय प्रदान करतो, ज्यामुळे कोलोरेक्टल कर्करोग पुनरावृत्ती अंदाज आणि देखरेखीच्या क्लिनिकल वापरात मोठ्या प्रमाणात सुधारणा होण्याची अपेक्षा आहे आणि रुग्णांचे अस्तित्व आणि जीवनमान लक्षणीयरीत्या सुधारेल अशी अपेक्षा आहे. या अभ्यासाचे जर्नल आणि त्याच्या संपादकांनी देखील उच्च मूल्यमापन केले होते आणि या अंकात ते एक प्रमुख शिफारस पत्र म्हणून सूचीबद्ध केले गेले होते आणि स्पेनमधील प्राध्यापक जुआन रुईझ-बानोब्रे आणि अमेरिकेतील प्राध्यापक अजय गोयल यांना त्याचा आढावा घेण्यासाठी आमंत्रित केले होते. युनायटेड स्टेट्समधील आघाडीच्या बायोमेडिकल मीडिया जीनोमवेबने देखील या अभ्यासाचे वृत्तांकन केले होते.

कोलोरेक्टल कॅन्सर (CRC) हा चीनमधील गॅस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रॅक्टचा एक सामान्य घातक ट्यूमर आहे. २०२० च्या इंटरनॅशनल एजन्सी फॉर रिसर्च ऑन कॅन्सर (IARC) च्या आकडेवारीनुसार, चीनमध्ये ५५५,००० नवीन रुग्ण जगातील सुमारे १/३ आहेत, ज्यामुळे चीनमधील सामान्य कर्करोगांच्या संख्येत घटना दर दुसऱ्या स्थानावर पोहोचला आहे; २८६,००० मृत्यू जगातील सुमारे १/३ आहेत, जे चीनमध्ये कर्करोगाच्या मृत्यूचे पाचवे सर्वात सामान्य कारण आहे. चीनमध्ये मृत्यूचे पाचवे कारण. हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की निदान झालेल्या रुग्णांमध्ये, TNM स्टेज I, II, III आणि IV अनुक्रमे १८.६%, ४२.५%, ३०.७% आणि ८.२% आहेत. ८०% पेक्षा जास्त रुग्ण मध्यम आणि शेवटच्या टप्प्यात आहेत आणि त्यापैकी ४४% रुग्णांना यकृत आणि फुफ्फुसांमध्ये एकाच वेळी किंवा हेटेरोक्रोनिक दूरस्थ मेटास्टेसेस आहेत, जे जगण्याच्या कालावधीवर गंभीरपणे परिणाम करतात, आपल्या रहिवाशांच्या आरोग्याला धोका निर्माण करतात आणि मोठ्या प्रमाणात सामाजिक आणि आर्थिक भार निर्माण करतात. राष्ट्रीय कर्करोग केंद्राच्या आकडेवारीनुसार, चीनमध्ये कोलोरेक्टल कर्करोगाच्या उपचारांच्या खर्चात सरासरी वार्षिक वाढ सुमारे 6.9% ते 9.2% आहे आणि निदान झाल्यानंतर एका वर्षाच्या आत रुग्णांचा वैयक्तिक आरोग्य खर्च कुटुंबाच्या उत्पन्नाच्या 60% भाग घेऊ शकतो. कर्करोगाचे रुग्ण या आजाराने ग्रस्त आहेत आणि मोठ्या आर्थिक दबावाखाली देखील आहेत [2].
कोलोरेक्टल कर्करोगाच्या ९० टक्के जखमा शस्त्रक्रियेने काढून टाकता येतात आणि ट्यूमर जितक्या लवकर आढळतो तितका रॅडिकल सर्जिकल रिसेक्शननंतर पाच वर्षांचा जगण्याचा दर जास्त असतो, परंतु रॅडिकल रिसेक्शननंतर एकूण पुनरावृत्ती दर अजूनही सुमारे ३०% असतो. चिनी लोकसंख्येमध्ये कोलोरेक्टल कर्करोगाचा पाच वर्षांचा जगण्याचा दर पहिल्या, दुसऱ्या, तिसऱ्या आणि चौथ्या टप्प्यासाठी अनुक्रमे ९०.१%, ७२.६%, ५३.८% आणि १०.४% आहे.
रॅडिकल उपचारांनंतर ट्यूमरच्या पुनरावृत्तीचे एक प्रमुख कारण म्हणजे मिनिमल रेसिड्यूअल डिसीज (MRD). अलिकडच्या वर्षांत, घन ट्यूमरसाठी MRD शोध तंत्रज्ञान वेगाने विकसित झाले आहे आणि अनेक जड निरीक्षणात्मक आणि हस्तक्षेपात्मक अभ्यासांनी पुष्टी केली आहे की शस्त्रक्रियेनंतर MRD स्थिती कोलोरेक्टल कर्करोगाच्या पुनरावृत्तीचा धोका दर्शवू शकते. ctDNA चाचणीचे फायदे गैर-आक्रमक, साधे, जलद, उच्च नमुना उपलब्धता आणि ट्यूमर विषमतेवर मात करण्याचे आहेत.
कोलन कर्करोगासाठी यूएस एनसीसीएन मार्गदर्शक तत्त्वे आणि कोलोरेक्टल कर्करोगासाठी चीनी सीएससीओ मार्गदर्शक तत्त्वे दोन्हीमध्ये असे म्हटले आहे की कोलन कर्करोगात शस्त्रक्रियेनंतर पुनरावृत्ती जोखीम निश्चित करण्यासाठी आणि सहायक केमोथेरपी निवडीसाठी, सीटीडीएनए चाचणी स्टेज II किंवा III कोलन कर्करोग असलेल्या रुग्णांसाठी सहायक उपचार निर्णयांमध्ये मदत करण्यासाठी भविष्यसूचक आणि भाकित माहिती प्रदान करू शकते. तथापि, बहुतेक विद्यमान अभ्यास उच्च-थ्रूपुट सिक्वेन्सिंग तंत्रज्ञानावर आधारित सीटीडीएनए उत्परिवर्तनांवर लक्ष केंद्रित करतात (NGS), ज्यामध्ये एक जटिल प्रक्रिया, दीर्घ लीड टाइम आणि उच्च किंमत आहे [3], सामान्यीकरणाचा थोडासा अभाव आणि कर्करोगाच्या रुग्णांमध्ये कमी प्रसार आहे.
तिसऱ्या टप्प्यातील कोलोरेक्टल कर्करोगाच्या रुग्णांच्या बाबतीत, NGS-आधारित ctDNA डायनॅमिक मॉनिटरिंगचा खर्च एका भेटीसाठी $10,000 पर्यंत येतो आणि त्यासाठी दोन आठवड्यांपर्यंतचा प्रतीक्षा कालावधी लागतो. ColonAiQ® या अभ्यासातील मल्टीजीन मेथिलेशन चाचणीसह, रुग्णांना खर्चाच्या दहाव्या भागावर डायनॅमिक ctDNA मॉनिटरिंग करता येते आणि दोन दिवसांतच अहवाल मिळू शकतो.
चीनमध्ये दरवर्षी कोलोरेक्टल कर्करोगाच्या ५,६०,००० नवीन प्रकरणांनुसार, प्रामुख्याने स्टेज II-III कोलोरेक्टल कर्करोग असलेल्या क्लिनिकल रुग्णांना (हे प्रमाण सुमारे ७०% आहे) डायनॅमिक मॉनिटरिंगची अधिक तातडीची मागणी असते, त्यानंतर कोलोरेक्टल कर्करोगाच्या एमआरडी डायनॅमिक मॉनिटरिंगचा बाजार आकार दरवर्षी लाखो लोकांपर्यंत पोहोचतो.
संशोधनाच्या निकालांना महत्त्वाचे वैज्ञानिक आणि व्यावहारिक महत्त्व आहे हे दिसून येते. मोठ्या प्रमाणात होणाऱ्या संभाव्य क्लिनिकल अभ्यासांद्वारे, हे सिद्ध झाले आहे की पीसीआर-आधारित रक्त ctDNA मल्टीजीन मेथिलेशन तंत्रज्ञानाचा वापर कोलोरेक्टल कर्करोगाच्या पुनरावृत्तीचा अंदाज आणि पुनरावृत्ती देखरेखीसाठी संवेदनशीलता, वेळेवर आणि किफायतशीरतेसह केला जाऊ शकतो, ज्यामुळे अधिक कर्करोग रुग्णांना फायदा होण्यासाठी अचूक औषध अधिक सक्षम होते. हा अभ्यास KUNY द्वारे विकसित केलेल्या कोलोरेक्टल कर्करोगासाठी मल्टी-जीन मेथिलेशन चाचणी, ColonAiQ® वर आधारित आहे, ज्याचे क्लिनिकल अनुप्रयोग मूल्य लवकर तपासणी आणि निदानात केंद्रीय क्लिनिकल अभ्यासाद्वारे पुष्टी करण्यात आले आहे.
२०२१ मध्ये गॅस्ट्रोइंटेस्टाइनल रोगांच्या क्षेत्रातील सर्वोच्च आंतरराष्ट्रीय जर्नल, गॅस्ट्रोएन्टेरोलॉजी (IF33.88) ने फुदान विद्यापीठाच्या झोंगशान हॉस्पिटल, फुदान विद्यापीठाच्या कर्करोग रुग्णालय आणि इतर अधिकृत वैद्यकीय संस्थांच्या बहुकेंद्रीय संशोधन निकालांचा अहवाल दिला, ज्यामध्ये KUNYAN बायोलॉजिकलच्या सहकार्याने कोलोरेक्टल कर्करोगाच्या लवकर तपासणी आणि लवकर निदानात ColonAiQ® ChangAiQ® च्या उत्कृष्ट कामगिरीची पुष्टी केली गेली आणि सुरुवातीला कोलोरेक्टल कर्करोगाच्या रोगनिदान देखरेखीमध्ये संभाव्य अनुप्रयोगाचा देखील शोध घेतला गेला.

स्टेज I-III कोलोरेक्टल कर्करोगात जोखीम स्तरीकरण, मार्गदर्शन उपचार निर्णय आणि लवकर पुनरावृत्ती देखरेखीमध्ये ctDNA मेथिलेशनच्या क्लिनिकल अनुप्रयोगाचे अधिक प्रमाणीकरण करण्यासाठी, संशोधन पथकाने स्टेज I-III कोलोरेक्टल कर्करोग असलेल्या 299 रुग्णांचा समावेश केला ज्यांनी रॅडिकल शस्त्रक्रिया केली आणि शस्त्रक्रियेच्या एक आठवड्यापूर्वी, शस्त्रक्रियेनंतर एक महिन्याच्या आत आणि डायनॅमिक रक्त ctDNA चाचणीसाठी पोस्टऑपरेटिव्ह अॅडजुव्हंट थेरपीमध्ये प्रत्येक फॉलो-अप पॉइंटवर (तीन महिन्यांच्या अंतराने) रक्ताचे नमुने गोळा केले.
प्रथम, असे आढळून आले की ctDNA चाचणीमुळे कोलोरेक्टल कर्करोगाच्या रुग्णांमध्ये शस्त्रक्रियेपूर्वी आणि शस्त्रक्रियेनंतरच्या सुरुवातीच्या काळात पुनरावृत्ती होण्याचा धोका लवकर अंदाज येऊ शकतो. शस्त्रक्रियेपूर्वी ctDNA-पॉझिटिव्ह रुग्णांमध्ये शस्त्रक्रियेपूर्वी ctDNA-निगेटिव्ह रुग्णांपेक्षा शस्त्रक्रियेनंतर पुनरावृत्ती होण्याची शक्यता जास्त होती (२२.०% > ४.७%). शस्त्रक्रियेनंतरच्या सुरुवातीच्या ctDNA चाचणीने अजूनही पुनरावृत्ती होण्याचा धोका वर्तवला: रॅडिकल रीसेक्शनच्या एक महिन्यानंतर, ctDNA-पॉझिटिव्ह रुग्णांमध्ये नकारात्मक रुग्णांपेक्षा पुनरावृत्ती होण्याची शक्यता १७.५ पट जास्त होती; टीमला असेही आढळून आले की ctDNA आणि CEA चाचणी एकत्रित केल्याने पुनरावृत्ती शोधण्यात किंचित सुधारणा झाली (AUC=0.849), परंतु केवळ ctDNA (AUC=0.839) चाचणीच्या तुलनेत फरक लक्षणीय नव्हता. केवळ ctDNA (AUC=0.839) च्या तुलनेत फरक लक्षणीय नव्हता.
सध्या कर्करोगाच्या रुग्णांच्या जोखीम स्तरीकरणासाठी जोखीम घटकांसह क्लिनिकल स्टेजिंग हा मुख्य आधार आहे आणि सध्याच्या परिस्थितीत, मोठ्या संख्येने रुग्ण अजूनही पुनरावृत्ती होतात [4], आणि क्लिनिकमध्ये अति-उपचार आणि अंडर-उपचार सह-समूह असल्याने चांगल्या स्तरीकरण साधनांची तातडीची आवश्यकता आहे. या आधारावर, टीमने क्लिनिकल पुनरावृत्ती जोखीम मूल्यांकन (उच्च धोका (T4/N2) आणि कमी धोका (T1-3N1)) आणि सहायक उपचार कालावधी (3/6 महिने) यावर आधारित स्टेज III कोलोरेक्टल कर्करोग असलेल्या रुग्णांचे वेगवेगळ्या उपसमूहांमध्ये वर्गीकरण केले. विश्लेषणात असे आढळून आले की ctDNA-पॉझिटिव्ह रुग्णांच्या उच्च-जोखीम उपसमूहातील रुग्णांना सहा महिने सहायक थेरपी मिळाल्यास पुनरावृत्ती दर कमी होता; ctDNA-पॉझिटिव्ह रुग्णांच्या कमी-जोखीम उपसमूहात, सहायक उपचार चक्र आणि रुग्णांच्या परिणामांमध्ये कोणताही महत्त्वपूर्ण फरक नव्हता; तर ctDNA-निगेटिव्ह रुग्णांमध्ये ctDNA-पॉझिटिव्ह रुग्णांपेक्षा लक्षणीयरीत्या चांगले रोगनिदान होते आणि शस्त्रक्रियेनंतर पुनरावृत्ती-मुक्त कालावधी (RFS) जास्त होता; पहिला टप्पा आणि कमी जोखीम असलेला दुसरा टप्पा कोलोरेक्टल कर्करोग सर्व ctDNA-निगेटिव्ह रुग्णांना दोन वर्षांत पुनरावृत्ती आढळली नाही; म्हणून, क्लिनिकल वैशिष्ट्यांसह ctDNA चे एकत्रीकरण जोखीम स्तरीकरण अधिक अनुकूलित करेल आणि पुनरावृत्तीचा अंदाज चांगल्या प्रकारे लावेल अशी अपेक्षा आहे.

आकृती १. कोलोरेक्टल कर्करोगाच्या पुनरावृत्तीचे लवकर निदान करण्यासाठी POM1 वर प्लाझ्मा ctDNA विश्लेषण.
डायनॅमिक सीटीडीएनए चाचणीच्या पुढील निकालांवरून असे दिसून आले की निश्चित उपचारानंतर (रॅडिकल सर्जरी + अॅडजुव्हंट थेरपीनंतर) रोग पुनरावृत्ती देखरेखीच्या टप्प्यात (आकृती 3ACD) नकारात्मक ctDNA असलेल्या रुग्णांपेक्षा पॉझिटिव्ह डायनॅमिक सीटीडीएनए चाचणी असलेल्या रुग्णांमध्ये पुनरावृत्तीचा धोका लक्षणीयरीत्या जास्त होता आणि ctDNA इमेजिंगपेक्षा 20 महिने आधी ट्यूमर पुनरावृत्ती दर्शवू शकतो (आकृती 3B), ज्यामुळे रोग पुनरावृत्ती लवकर ओळखणे आणि वेळेवर हस्तक्षेप करण्याची शक्यता मिळते.

आकृती २. कोलोरेक्टल कर्करोगाची पुनरावृत्ती शोधण्यासाठी अनुदैर्ध्य गटावर आधारित ctDNA विश्लेषण

"कोलोरेक्टल कर्करोगावरील मोठ्या संख्येने ट्रान्सलेशनल मेडिसिन अभ्यास या विषयाचे नेतृत्व करतात, विशेषतः ctDNA-आधारित MRD चाचणी, पुनरावृत्ती जोखीम स्तरीकरण, उपचार निर्णयांचे मार्गदर्शन आणि लवकर पुनरावृत्ती देखरेख सक्षम करून कोलोरेक्टल कर्करोगाच्या रुग्णांचे पोस्टऑपरेटिव्ह व्यवस्थापन वाढविण्याची मोठी क्षमता दर्शवते.

उत्परिवर्तन शोधण्यापेक्षा डीएनए मिथिलेशनला एक नवीन एमआरडी मार्कर म्हणून निवडण्याचा फायदा असा आहे की त्याला ट्यूमर ऊतींचे संपूर्ण जीनोम सिक्वेन्सिंग स्क्रीनिंग आवश्यक नसते, ते थेट रक्त चाचणीसाठी वापरले जाते आणि सामान्य ऊतींमधून उद्भवणारे सोमॅटिक उत्परिवर्तन, सौम्य रोग आणि क्लोनल हेमॅटोपोईसिस शोधल्यामुळे चुकीचे-सकारात्मक परिणाम टाळले जातात.
हा अभ्यास आणि इतर संबंधित अभ्यास पुष्टी करतात की ctDNA-आधारित MRD चाचणी ही स्टेज I-III कोलोरेक्टल कर्करोगाच्या पुनरावृत्तीसाठी सर्वात महत्वाची स्वतंत्र जोखीम घटक आहे आणि उपचार निर्णयांचे मार्गदर्शन करण्यासाठी वापरली जाऊ शकते, ज्यामध्ये सहायक थेरपीचे "वाढ" आणि "डाउनग्रेडिंग" समाविष्ट आहे. स्टेज I-III कोलोरेक्टल कर्करोगाच्या शस्त्रक्रियेनंतर पुनरावृत्तीसाठी MRD हा सर्वात महत्वाची स्वतंत्र जोखीम घटक आहे.
एपिजेनेटिक्स (डीएनए मेथिलेशन आणि फ्रॅगमेंटोमिक्स) आणि जीनोमिक्स (अल्ट्रा-डीप टार्गेटेड सिक्वेन्सिंग किंवा संपूर्ण जीनोम सिक्वेन्सिंग) वर आधारित अनेक नाविन्यपूर्ण, अत्यंत संवेदनशील आणि विशिष्ट चाचण्यांसह एमआरडीचे क्षेत्र वेगाने विकसित होत आहे. आम्हाला अपेक्षा आहे की कोलोनएआयक्यू® मोठ्या प्रमाणात क्लिनिकल अभ्यास आयोजित करत राहील आणि एमआरडी चाचणीचा एक नवीन सूचक बनू शकेल जो प्रवेशयोग्यता, उच्च कार्यक्षमता आणि परवडणारी क्षमता एकत्रित करेल आणि नियमित क्लिनिकल प्रॅक्टिसमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरला जाऊ शकेल.
संदर्भ
[1] मो एस, ये एल, वांग डी, हान एल, झोउ एस, वांग एच, दाई डब्ल्यू, वांग वाय, लुओ डब्ल्यू, वांग आर, झू वाय, कै एस, लिऊ आर, वांग झेड, कै जी. आण्विक अवशिष्ट रोगाचा लवकर शोध आणि स्टेज I ते III कोलोरेक्टल कर्करोगासाठी रक्ताभिसरण ट्यूमर डीएनए मेथिलेशनद्वारे जोखीम स्तरीकरण. जामा ऑन्कोल. २०२३ एप्रिल २०.
[2] “चीनी लोकसंख्येमध्ये कोलोरेक्टल कर्करोगाच्या आजाराचा भार: अलिकडच्या वर्षांत तो बदलला आहे का?”, चायनीज जर्नल ऑफ एपिडेमियोलॉजी, खंड ४१, क्रमांक १०, ऑक्टोबर २०२०.
[3] टाराझोना एन, गिमेनो-व्हॅलिएंट एफ, गॅम्बार्डेला व्ही, इत्यादी. स्थानिक कोलन कर्करोगात किमान अवशिष्ट रोगाचा मागोवा घेण्यासाठी परिसंचरण-ट्यूमर डीएनएचे लक्ष्यित पुढील पिढीचे अनुक्रम. अँन ऑन्कोल. १ नोव्हेंबर २०१९;३०(११):१८०४-१८१२.
[४] ताईब जे, आंद्रे टी, ऑक्लिन ई. नॉन-मेटास्टॅटिक कोलन कर्करोगासाठी रिफायनिंग अॅडजुव्हंट थेरपी, नवीन मानके आणि दृष्टीकोन. कर्करोग उपचार रेव्ह. २०१९;७५:१-११.