NGS与数字PCR在MRD方向的组合应用

前言

随着检测技术的进步和相关研究的深入，MRD的应用场景逐渐扩大，从血液肿瘤向实体瘤领域延伸。同时，MRD的临床应用价值和潜力也已经得到广泛认可，越来越多的专家学者开始关注和研究MRD在实体瘤中的应用，并积极探索更加灵敏和可靠的检测技术，以进一步扩展MRD的应用范围。

MRD应用范围不断扩大

临床价值日益彰显

微小残留病灶（Minimal Residual Disease，MRD）是指在患者接受治疗期间或之后，其体内仍有少量肿瘤细胞或者微小病灶的临床状态，也叫分子残留病变（Molecular Residual Disease）或可测量残留病灶（Measurable Residual Disease）。

MRD意味着肿瘤的持续存在和临床进展可能，因此临床监测MRD意义重大，可以评估治疗效果、警示复发风险和判断疾病预后等，但由于微小残留病灶极小或残留肿瘤细胞量极少，通过传统影像学或其它实验方法已经很难检测到，因而需要更加灵敏的检测技术。

循环肿瘤DNA（Circulating tumour DNA，ctDNA）是肿瘤细胞释放到血液中的DNA片段，携带了肿瘤组织的基因突变信息，可用于实时评估MRD和复发风险，是目前用于开发肿瘤MRD检测的明星生物标志物 ^[1] 。

如今，MRD 状态的评估已成为相关血液肿瘤疾病疗效评价标准之一，与患者疾病复发、预后分层明显相关。而在实体肿瘤中，MRD与患者术后生存复发之间相关性证据也在不断累积中，如乳腺癌、结肠癌、肺癌等。 ^[2]

相较于传统的影像学手段如CT、超声、核磁共振等，MRD检测的临床价值在于能够更及时地检测出癌细胞是否出现了复发、转移的情况，因此MRD逐渐成为判断疗效和预后的预测指标之一。此外，MRD检测还可以指导患者是否可以进入药物假期，即长期使用某种药物后主动停止一段时间，以减少副作用和耐药性。若MRD阴性，则可以考虑进入药物假期；反之，则需要继续用药或更换治疗方案。

NGS与数字PCR组合应用

实现MRD更全面、更准确检测

NGS（Next Generation Sequencing）和数字PCR（Digital PCR）均是目前应用于MRD检测的重要技术。

NGS是通过将样本DNA进行大量平行测序，来检测突变或拷贝数变异的一种高通量测序技术。在MRD检测中，NGS技术可以对肿瘤细胞的基因组进行全面分析，发现与肿瘤发生、发展相关的关键基因突变，从而帮助确定是否仍有肿瘤细胞残留。

目前，基于NGS技术的 ctDNA检测主要存在两种技术路线：一 是 肿 瘤 先 验 方 法（tumor-informed assays），即事先通过肿瘤组织标本测序，获取其基因突变信息，并依此制定个体化方案；二是肿瘤未知方法（tumor-agnostic assays），即无需事先获得肿瘤基因变异信息，通过固定的检测方案及分析策略进行 MRD 检测 ^[2] 。

数字PCR是一种将核酸扩增和数字PCR技术相结合的分子诊断技术，可以用于在少量样本中高灵敏度地检测与肿瘤相关的分子异常，如基因突变、染色体重排等，并精确地定量肿瘤细胞的数量。基于数字PCR的MRD检测可以用来检测残留的肿瘤细胞中是否存在特定的基因突变，帮助医生更好地了解肿瘤的发展和演变。

在MRD检测时，NGS和数字PCR的组合应用可以提高检测的灵敏度和特异性，以更全面、更准确地了解肿瘤细胞的基因组和分子异常。首先，NGS可以检测到肿瘤细胞的所有基因突变，提供更全面的基因组信息，从而指导数字PCR检测，以针对特定的基因突变进行高灵敏度的检测。其次，数字PCR可以实现对MRD的定量分析，提供更准确的结果。通过数字PCR技术，可以检测低浓度的核酸，并精确计算出肿瘤细胞的数量，能够更好地评估治疗效果、预测复发风险和判断疾病预后等。

全方位MRD检测解决方案

满足不同应用场景和需求

作为体外诊断全球领导者，罗氏诊断基于不同应用场景和需求，提供全方位的MRD检测解决方案，旨在提高MRD检测的准确性和可靠性，为患者的治疗提供更全面的指导。在样本制备环节，罗氏诊断提供游离核酸收集采血管、自动化核酸提取。同时，罗氏诊断推出的AVENIO Edge全自动测序文库制备系统可实现全自动文库制备和靶向捕获流程。在MRD检测环节，罗氏诊断为Tumor-agnostic和Tumor-informed技术路线均提供整体解决方案。

据悉，针对Tumor-informed路线，罗氏诊断提供基于NGS方法的ctDNA-MRD检测样本制备解决方案。KAPA文库制备产品起始量要求低，文库转化率高，流程快速简便。基于KAPA HyperCap全外显子组产品，可全面检测患者肿瘤组织变异，筛选变异位点。

此外，罗氏诊断还提供基于Tumor-agnostic的MRD即用型试剂盒，例如AVENIO Oncology Surveillance试剂盒，源自经典的CAPP-Seq检测技术，用于肿瘤负荷监测和MRD评估。该试剂盒覆盖197个基因 (198 kb) ，包含17个NCCN指南推荐的用药基因，专为连续动态监测和超低灵敏度检测ctDNA而设计，利用巧妙的panel设计和智能算法获得更多的变异信息，在降低测序成本的同时，提高ctDNA检测灵敏度。

对于淋巴瘤，罗氏诊断目前上市了KAPA HyperCap DS NHL panel，Panel涵盖了383个基因的编码区和部分非翻译区，以及部分基因间区域，这些区域包含与非霍奇金淋巴瘤（NHL）相关的基因组变异，适用于不同的 NHL 亚型。同时，该panel可与KAPA HyperCap工作流程和开源生物信息学分析流程相结合，更好地帮助实验室开展NHL ctDNA检测，用于NHL 患者的ctDNA监测、MRD分析、细胞起源分型等各种场景。在POLARIX大型临床研究 ^[3] ，已有超过1,000 份样本使用该 panel 完成研究，验证了弥漫大B淋巴瘤（DLBCL）中ctDNA 作为预后生物标志物的潜力 ^[3,4] 。

在数字PCR技术方面，罗氏诊断去年推出的Digital LightCycler System在实验流程上具备高自动化的硬件设计，拥有6色荧光检测通道以及1通道的参比通道，针对通用检测、高灵敏度及高分辨率3种不同的应用需求，提供不同的纳米孔芯片选择，可将多至96个样本的实验速度提高至常规数字PCR的2倍。此外，该系统还具备绝对定量、插入或缺失、拷贝数变异等多种分析模式，可通过实验室信息系统（LIS），对样本进行信息自动化溯源，能够帮助实验室提升检测质量与效率。

附：罗氏诊断MRD检测方案部分相关产品货号、名称信息

1、基于NGS路线MRD检测方案

2、数字PCR

参考文献：

[1]吴一龙,陆舜,程颖等.非小细胞肺癌分子残留病灶专家共识[J].循证医学,2021,21(03):

[2] Honoré, N.; Galot, R.; van Marcke, C.; Limaye, N.; Machiels, J.-P. Liquid Biopsy to Detect Minimal Residual Disease: Methodology and Impact. Cancers 2021, 13, 5364.

[3] Lauer, E.M., Mutter, J. & Scherer, F. Circulating tumor DNA in B-cell lymphoma: technical advances, clinical applications, and perspectives for translational research. Leukemia 36, 2151–2164 (2022).

[4] Tilly H, Morschhauser F, Sehn LH, et al. Polatuzumab vedotin in previously untreated diffuse large B-cell lymphoma. N Engl J Med. 2022;386(4):351-363.

图片来源：视觉中国

排版：Faline

执行：Faline

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