基于NGS的Seq-MRD®灵敏度更高,准确性更高,让癌细胞无处遁形!

微小残留病MRD(Minimal/Measurable Residual Disease)的概念源自于血液肿瘤,是指肿瘤患者经过治疗后体内残留少量癌细胞的状态。残留的少量癌细胞暂时不会引起任何体征或症状,但它们可能导致未来肿瘤的进展或复发转移。血液肿瘤MRD检测的技术已日臻成熟,应用也十分广泛,近几年MRD的应用已从血液肿瘤扩展到实体肿瘤,但仍处于探索阶段。本文主要聚焦血液肿瘤MRD检测,让我们从以下几个方面全面了解MRD检测的价值和相关技术及应用。
MRD检测的临床意义
血液肿瘤患者取得临床缓解后需要进行MRD监测已是国内外医疗界的共识,被纳入各种疾病诊疗指南中,这是因为MRD检测可以改善危险度分层、评估治疗效果、监测复发、评估预后等。
01
改善危险度分层
MRD结果可作为评估癌症患者危险度分层的影响因素之一。发表于blood杂志的一篇研究表明MRD联合癌基因突变可以改善儿童T细胞急性淋巴细胞白血病(T-ALL)预后预测,二者结合确定了一个显著的低复发风险的患者亚组,如下图所示,癌基因低风险(gLoR)且MRD<10-4的患者复发率最低(图C蓝色),无进展生存期(PFS)最长(图D蓝色)[1]。

注:gLoR癌基因低风险,gHiR癌基因高风险,MRD结果以10-4为cutoff。
02
评价治疗效果
一个阶段的治疗结束后,进行MRD检测,可以评估治疗效果,指导下一步治疗方案的选择和调整。比如国家卫健委发布的“淋巴瘤诊疗指南(2022年版)”中建议:诱导治疗达到完全缓解(CR)的淋巴母细胞淋巴瘤患者需进一步检测MRD,如果MRD阳性则推荐异基因造血干细胞移植(allo-HSCT),MRD阴性则推荐维持治疗或对高危患者进行allo-HSCT[2]。
03
监测癌症复发
在维持治疗期或随访期定期进行MRD检测,可以提前预测复发,在传统的临床或影像学方法检测到复发之前检测到分子复发,以提供提前干预的机会。
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预后评估
众多研究均证实,MRD阴性患者比MRD阳性患者的复发风险更低,生存期更长,预后更好。如下图展示了CAR-T治疗后3个月MRD阴性患者(绿色)的无事件生存期(EFS)(图E)与总生存期(OS)(图F)明显优于阳性患者(蓝色)[3]。

注:CAR-T治疗后3个月MRD>0与MRD=0患者EFS和OS的比较。
MRD检测时机与频率
临床医生可根据患者病情变化和治疗情况决定MRD检测时机和频率,也可参考各诊疗指南中关于MRD检测时机的建议(详见“史上最全淋系血液肿瘤MRD检测时机总结”),一般是各个治疗阶段结束后进行MRD检测,维持治疗期和随访期间根据疾病缓解情况制定MRD监测方案,若连续多次结果为阴性,检测间隔时间可逐渐延长。
MRD不同检测方法的比较
在过去的十几年间,MRD的检测方式不断增多,技术也在不断升级。目前主流的MRD检测方法主要有多参数流式(MFC)、二代流式(NGF)、实时定量PCR(ASO-PCR)、免疫组(IG/TCR)二代测序(NGS)、PET-CT等影像学检查等,每种检测方法各有其优缺点,具体见下表,临床可根据需要选择合适的方法。
检测方法 原理 灵敏度 优点 缺点
MFC 通过流式细胞术鉴定癌细胞,分析癌细胞表面特异性抗原 10-4 a.快速,相对便宜,广泛适用和可及 b.可发现表型漂移 c.可不需要治疗前样本 a.需要使用新鲜样本,在24-48h内评估 b.依赖实验员主观经验,需要经验丰富的流式细胞术专家 c.缺乏标准化
NGF 通过检测细胞表面标记物表达,鉴别正常和异常浆细胞 10-5 a.MFC基础上的优化,灵敏度提升,高度自动化 b.基于大量细胞的分析 a.需要使用新鲜样本 b.无法检测克隆进化 c.数据分析复杂
ASO-PCR 通过特异性PCR扩增目标DNA序列,检测PCR产物中是否存在单核苷酸多态性 10-5 a.广泛适用 b.完全标准化的检测方法和数据标准 c.灵敏度高 a.需要为患者特异性设计引物,耗时耗力且昂贵 b.需要治疗前样本 c.初诊时可能不能发现小克隆 d.不能追踪克隆演变
NGS 使用高通量测序检测克隆VDJ基因重组 10-6 a.灵敏度高 b.可使用新鲜或冻存的样本 c.可以追踪微小克隆,发现克隆演变 a.需要治疗前样本 b.相对流式来说,检测周期偏长,价格偏贵
PET-CT 通过在人体内注射少量的放射性药物,并使用放射性探测器进行检测,可检出显示代谢活性及形态学的病变损害 空间分辨率限制约为5mm a.检测髓外病变有优势,可以准确定位骨和髓外病变部位 a.检查结果基于形态学改变,不能及时发现分子层面的复发 b.有核辐射
检测灵敏度与结果的关系
灵敏度越高,检测深度越深,越能反映真实的MRD水平,与预后相关性也越高。如下图来自2022年发表于blood advances杂志上的一个研究,采用二代测序(NGS)与流式(MFC)两种检测方法进行MRD检测,NGS灵敏度为10-6,MFC灵敏度为10-4,两种检测方法均为阴性的患者(图中蓝色线)5年累积复发率(图A)最低,总生存率(图B)最高;而MFC阴性NGS阳性的患者(图中红色线)依然有很高的复发率,总生存率和两种检测方法均阳性的患者(图中绿色线)相比差异不显著。可见高灵敏度的NGS比流式更能反映真实预后[4]。

注:NGS和MFC两种MRD检测方法与5年累计复发率(图A)和5年总生存率(图B)相关性的比较。
综上,更推荐NGS MRD检测方法,因为它灵敏度高,准确度高,可使用新鲜或冻存样本以满足临床和科研需要,在识别癌细胞的同时可以追踪克隆演变,即便是小的癌细胞克隆也能追踪。
淋系血液肿瘤NGS MRD检测
01
检测原理
淋系血液肿瘤患者是T/B淋巴细胞发生癌变而导致,当T/B淋巴细胞发生癌变时,会大量复制增殖。而其表面的生物标志物TCR/BCR是不发生改变的,通过高通量测序找到这些出现频率很高的癌细胞受体VDJ基因序列,在治疗后对此基因序列进行追踪,查找其克隆情况,得到MRD值。 这不同于基因突变检测等其它基因测序,基因突变检测是分析DNA构象或解链特性,或者利用DNA变性和复性等特性,进行DNA突变的分析,也就是通过一些基因突变信息来鉴定癌细胞。而NGS MRD是基于测到的可变区序列( 克隆)频率高低来鉴定癌细胞,两者检测原理不同。即便癌细胞DNA发生了突变,TCR/BCR通常是稳定不变的,依然可以进行追踪。
02
检测要求
需要先对初诊样本或者肿瘤高负荷样本进行克隆性检测,找到可用于追踪的癌细胞克隆序列,才能在治疗后进行MRD追踪检测。如果克隆性检测没有找到可追踪的显著性克隆,即为多克隆型,则不适合此方法进行MRD追踪。多克隆型的比例约为4%-9%。
03
gDNA与ctDNA的选择
NGS MRD是提取样本中的DNA进行多重PCR构建文库,然后高通量测序。选择gDNA(genomic DNA)还是ctDNA(Circulating Tumor DNA)是由疾病类型决定的。T/B系白血病、骨髓瘤通常使用新鲜骨髓样本(首选)或者外周血样本,提取gDNA进行检测。而T/B系淋巴瘤骨髓和外周血中不一定有癌细胞侵犯,其克隆性检测(初诊或肿瘤高负荷)建议使用肿瘤组织样本提取gDNA进行检测,MRD追踪检测(治疗后)需要提取ctDNA进行检测。目前MRD检测在实体肿瘤上的应用也主要是基于ctDNA。
04
国内外指南推荐
基于NGS技术用于急/慢性淋巴细胞白血病和多发性骨髓瘤患者MRD检测已被FDA批准,并被写入以下指南: NCCN急性淋巴细胞白血病临床实践指南》2022年版 NCCN多发性骨髓瘤临床实践指南》2022年版 NCCN儿童急性淋巴细胞白血病临床实践指南》 2023年版 医疗机构医院儿童急性淋巴细胞白血病诊疗规范》 2020年版 《中国成人急性淋巴细胞白血病诊断与治疗指南》 2021年版 《中国多发性骨髓瘤诊治指南》 2022年版
艾沐蒽自主研发的Seq-MRD®基于免疫组(IG/TCR)NGS技术,结合生物信息学分析,准确查找癌细胞克隆序列,高灵敏地追踪检测MRD水平,帮助临床预测长期疗效、评估治疗效果、监测缓解状态以及检测早期复发。
Seq-MRD®介绍

技术原理

每种B/T淋巴细胞表面均存在一种特异性B细胞受体 B cell receptor,BCR/la)T细胞受体 (T cell receptor,TCR),由于BCR/TCR因中V、D、J基因片段重组与碱基的随机插入、删减,导致BCR/TCR具有高度多样性的特点,从而BCR/TCR可作为每个BT淋巴细胞唯一的分子标签。


淋系血液癌症患者因B/T淋巴细胞发生癌变,癌细胞继而自我复制形成克隆性增殖,因此,通过检测B/T淋巴细胞表面受体BCR/TCR可以鉴定癌细胞并追踪检测癌细胞的动态变化。


检测类型

1.癌细胞克隆性检测

通过患者初诊或癌细胞高负荷时的骨髓样本,找到癌细胞特有的DNA“标签”序列。


2.MRD追踪检测

利用筛查出的DNA“标签”序列,在治疗期间或治疗后评估MRD水平,监测癌细胞含量,同时检测识别新出现的癌细胞序列。


适用人群

1. B系血液系统癌症

急性/慢性B淋巴细胞白血病、多发性骨髓瘤、B型淋巴瘤。


2. T系血液系统癌症

急性/慢性T淋巴细胞白血病、T型淋巴瘤。


意义

Seq-MRD®能提供高精度、高灵敏度的MRD检测解决方案,可帮助医生更准确地评估癌症患者的治疗反应和预后。这些技术在现代肿瘤治疗中扮演着越来越重要的角色,因为它们能够帮助医生识别那些患病复发风险高的患者,并为他们提供更个性化、更有针对性的治疗方案。

 Seq-MRD®相关认证 

获得欧盟CE资质认证

Seq-MRD®获得欧盟CE资质(注册号:DE/CA20/01-IVD-Luxuslebenswelt-190/22),获批的是人淋巴B细胞微小残留病基因检测试剂盒(可逆末端终止测序法)。


获得三项发明专利

艾沐蒽推出的Seq-MRD®血液癌症MRD检测是最早批实现商业化的产品,自2016年研发专利技术至今,艾沐蒽Seq-MRD®已经获得3项国家发明专利:

[1]“一种应用于高通量测序检测T细胞白血病微小残留病的引物组合及试剂盒”(专 利 号: 2016 11204857.0,授权公告号:CN 106957906 B)


[2]“一种检测微小残留病MRD的试剂盒”(专 利 号: 2018 1 1550133.0,授权公告号: CN 109652518 B)


[3]“一种检测微小残留病MRD的方法”(专 利 号: 2018 1 1549203.0,授权公告号: CN 109680062 B)


发表相关文献

Seq-MRD®发表相关文献

Huang Y, Zhao H, Shao M, Zhou L, Li X, Wei G, Wu W, Cui J, Chang AH, Sun T, Hu Y, Huang H. Predictive value of next-generation sequencing-based minimal residual disease after CAR-T cell therapyBone Marrow Transplant. 2022 Jun 1. doi: 10.1038/s41409-022-01699-2. Epub ahead of print. PMID: 35650329.(点击链接可查看文章内容)

获国际市场认可
2023年DelveInsight公司发布的MRD国际市场研究报告中,艾沐蒽/Seq-MRD®是中国唯一一家公司/产品进入国际调研市场报告。DelveInsight是一家领先的医疗保健市场研究和商业咨询公司,以其现成的联合市场研究报告以及为医疗保健行业的公司提供的定制解决方案而闻名。
[1]Arnaud Petit, Amélie Trinquand, Sylvie Chevret, et al. Oncogenetic mutations combined with MRD improve outcome prediction in pediatric T-cell acute lymphoblastic leukemia. Blood 2018; 131 (3): 289–300. [2]国家卫健委. 淋巴瘤诊疗指南(2022年版). [3] Michael A. Pulsipher, Xia Han, Shannon L. Maude, et al. next generation sequencing of minimal residual disease for predicting relapse after tisagenlecleucel in children and young adults with acute lymphoblastic leukemia .Blood Cancer Discov. 2022 Jan; 3(1): 66–81. [4]Short NJ, Kantarjian H, Ravandi F,et al. High-sensitivity next-generation sequencing MRD assessment in ALL identifies patients at very low risk of relapse. Blood Adv. 2022 Jul 12;6(13):4006-4014.
关于艾沐蒽

杭州艾沐蒽生物科技有限公司成立于2016年,是国内前沿的专注于免疫基因组学技术的国家高新技术企业。创始人团队来自美国芝加哥大学,在2010年开始使用免疫组高通量测序技术开展各种疾病相关研究,于2016年通过自主研发,全国首家推出NGS-MRD血液肿瘤微小残留病(MRD)检测Seq-MRD®,并授权泛生子(纳斯达克代码:GTH)使用。同时,公司拥有Immun-Traq®肿瘤治疗伴随诊断、Immun-Cheq® |T细胞免疫测评以及ImmuHub®免疫组测序科研服务产品,并布局有基于AI机器学习算法的T-classifier®疾病早筛、单细胞测序、TCR-T药物开发等平台管线。公司构建几十项发明专利和软件著作权为核心的自主知识产权体系,为医院临床、生命科学研究、新药开发等提供解决方案和产品。

艾沐蒽专注于通过解码适应性免疫系统来改变疾病的诊断和治疗,并致力于推进免疫驱动医学领域发展。




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