结直肠癌是威胁我国居民生命健康的重要病因。然而，我国结直肠癌患者总体5年生存率约56%，仍低于欧美发达国家。除晚期患者占比高之外，可手术患者术后复发率较高也是导致患者生存率低的重要原因。今天，从复旦大学附属肿瘤医院传来消息，该院大肠外一科蔡国响教授领衔团队历时四年研究，发布了一项关于ctDNA（循环肿瘤DNA）甲基化监测肠癌术后分子残留病灶（MRD）的最新研究成果，为早中期结直肠癌患者根治手术后复发风险预测、分层管理提供了新“利器”，进而为提升结直肠癌患者整体生存率打下又一基石。
这也是首个由中国学者发起、成功证实通过ctDNA甲基化分析可实现I-III期肠癌患者根治术后风险分层、化疗监测和早期复发监测，从而改变肠癌患者术后管理的大样本量前瞻性多中心的临床试验。相关成果于4月20日在国际顶级肿瘤学期刊《美国医学会杂志-肿瘤学》JAMA Oncology在线刊载。复旦大学附属肿瘤医院莫少波医生、叶力博士，上海交通大学医学院附属仁济医院王冬阳医生，上海鹍远生物刘蕊博士为该论文第一作者；复旦大学附属肿瘤医院蔡国响教授与上海交通大学医学院附属仁济医院王争教授为该论文通讯作者。
国际领域高度评价
这项创新性表遗传学液体活检技术研究得到了国际结直肠癌分子诊断标志物和表遗传学研究领域权威专家Ajay Goel教授（美国希望之城医学中心，分子诊断和实验治疗学系主任）的高度评价，在JAMA Oncology杂志为该项研究撰写了专家评论（expert editorial）。
Ajay Goel教授：“这项研究的结果和其他独立队列研究明确地将基于ctDNA的分子残留疾病定位为I-III期CRC复发的最显著风险因素，且与肿瘤分期和其他经典临床病理风险因素无关。此外，该项研究通过将ctDNA分子残留疾病检测与癌胚抗原水平分析相结合，提高了患者复发转移的预测效果”。
Ajay Goel教授：“该项液体活检检测是一种简单且具有成本效益的手段，更有利于在临床实践中进行检测及分散管理”。
研究困境：高风险结直肠癌患者亟需分类管理
蔡国响教授表示，外科手术是提升结直肠癌患者生存率的重要手段，在复旦大学附属肿瘤医院肠癌患者总体五年生存率可达71.26%，达到国际先进发达国家水平。肠癌根治术后的辅助化疗通常用于III期或高危II期患者，以进一步提升治疗效果。
有充分证据表明，III期肠癌患者能从辅助化疗中获益，但II期患者辅助化疗的优势仍存在争议。因此，筛选出结直肠癌复发高风险患者、在合适的时间点对高风险患者进行分层管理至关重要，对于制定适当治疗和监测决策具有决定性意义。
研究表明，ctDNA（循环肿瘤DNA）在结直肠癌发生及疾病进展、复发中均扮演着重要角色然而，目前大多数研究都集中在对ctDNA进行基因突变分析层面上，而表观遗传层面（如甲基化等）研究证据尚且不足。此前，国际胃肠疾病领域顶级学术期刊 《胃肠病学》Gastroenterology（IF=22.7）发表了复旦大学附属肿瘤医院蔡国响教授联合国内多家研究中心的重磅科研成果《血液多基因甲基化检测可实现结直肠癌早筛和复发预测》。该研究系国内团队第一次系统展示多基因甲基化检测方法从标志物筛选、优化到验证的完整过程，发现的六种ctDNA甲基化生物标志物组合检测结直肠癌（I-IV期）的灵敏度为86%（149/173），特异性为92%（125/136）。同时，该研究初步显示了血浆ctDNA多基因甲基化预测结直肠癌术后复发的应用前景。
四年攻关：验证ctDNA甲基化应用价值
鉴于ctDNA甲基化在肠癌患者根治术后的潜在应用，蔡国响教授团队开展进一步研究，以提供充分的证据，加速将ctDNA甲基化整合到I-III期肠癌患者根治术后标准化管理中。
为此，蔡国响教授领衔团队联合仁济医院、上海鹍远生物研究团队开展大样本量前瞻性多中心的临床试验，评估ctDNA甲基化在I-III期肠癌患者根治术后风险分层、MRD(分子残留病灶)评估和复发监测的价值。
该历时四年的研究纳入299名符合条件的I-III期肠癌患者，使用多基因ctDNA甲基化qPCR测定法确定了血液样本中ctDNA甲基化状态。
图1：患者入组及研究流程图
研究者评估了术后1月采集的血液样本中ctDNA甲基化状态。在有可用血浆样本的255名患者中，59名（23.1%）ctDNA阳性。分析表明，术后1月ctDNA甲基化阳性患者的复发风险显著高于ctDNA阴性患者。ctDNA预测肿瘤复发的灵敏度达到78%，显著优于癌胚抗原（CEA）预测效果。特别是对于术前CEA阴性的患者（占比66%），以往缺乏有效的监测指标，术后ctDNA对CEA阴性人群的预测和监测价值更高，阳性患者复发风险是阴性患者的35.2倍。为了确定单个甲基化标志物与复发的相关性，研究者分别调查了6个标志物检测复发的灵敏度及贡献率，进而证实这些标记物结合在一起比单独标记物能够捕获更全面的肿瘤复发谱。
图2：术后1月血浆ctDNA甲基化状态预测肿瘤复发
ctDNA可否实现复发风险分层，指导治疗决策呢？研究团队首先对接受了术后辅助化疗的高危II期及III期患者进行了亚组分析，发现无论临床复发风险与辅助治疗周期如何，术后1月ctDNA阴性的III期患者预后均显著优于ctDNA阳性患者。在术后1月ctDNA阳性的III期患者中，高风险人群接受6个月辅助治疗的患者复发风险更低；而低风险人群辅助治疗周期与患者复发风险间无显著相关。在高危II期患者中亦可以观测到类似结论。此外，未接受辅助治疗的I期和低风险II期CRC患者中，66.7% ctDNA阳性患者（4/6）2年内复发，而所有ctDNA阴性患者均未在2年内复发。
辅助化疗（ACT）完成后的ctDNA清除情况如何？研究者分析了入组肠癌患者辅助化疗后抽取的第一份血液样本的ctDNA甲基化状态。预后分析表明，ctDNA甲基化阳性患者的无复发生存时间显著短于阴性患者。同时，无论患者在术后1月ctDNA甲基化状态如何，辅助化疗后ctDNA阳性患者复发风险均显著提高。
为了研究连续ctDNA检测在肿瘤复发监测中的作用，研究者确定了每个患者ctDNA阳性的时间过程及其与复发的关系。在217名患者中获取了其临床综合治疗（手术+ACT或单纯手术）结束后第一个时间点血浆样本，结果表明，临床综合治疗后ctDNA阳性患者的无复发生存时间显著低于ctDNA阴性患者。ctDNA阳性复发患者的ctDNA阳性检测时间早于经影像检查证实的复发时间，ctDNA检测最多可提前20个月提示肿瘤的复发。值得注意的是，140名患者纵向分析中表现出持续的ctDNA状态。7名ctDNA持续阳性患者中有6名（85.7%）在12个月内复发，而133名ctDNA持续阴性患者中仅有4名（3.0%）复发。
图3：纵向ctDNA甲基化状态预测肠癌患者复发
简化策略：在肠癌术后管理中展现巨大潜力
“研究成功验证了ctDNA甲基化状态在肠癌患者术后管理中的巨大潜力，预测肿瘤复发的灵敏度显著优于目前临床常规检测的CEA，比影像学检查最多可提前20个月提示肿瘤复发，为ctDNA甲基化状态在肠癌术后监测中的价值提供了重要依据”，蔡国响教授表示，“相比于流程复杂、周期长、成本高的ctDNA基因突变检测技术，研究者研发的ctDNA多基因荧光PCR方法提供了一种普适性更强、性价比更高的工具来帮助指导患者的复发风险分层、辅助化疗决策和复发动态监测。”
该项观察性研究为ctDNA甲基化指导肠癌患者术后辅助化疗及随访提供了重要参考依据。蔡国响教授领衔团队还提出了未来ctDNA甲基化的潜在指导性临床应用：（1）对于术后1月ctDNA阳性的患者，无论肿瘤分期如何，均建议考虑ACT；（2）对于术后1月ctDNA阴性的患者，建议考虑降低ACT的强度和持续时间，甚至不做ACT；（3）如果在标准ACT后ctDNA持续阳性，则可考虑强化ACT，提高强度或延长疗程；以及（4）如果患者在随访期间ctDNA呈阳性，则可考虑及时进行更频繁的影像学检查以早期诊断复发病灶。
蔡国响教授说：“未来ctDNA指导性临床研究的开展将有望解决以上问题，从而提高肠癌患者的生存率和生活质量。”
