Circulating tumor cells (CTCs) and circulating cell-free tumor DNA (ctDNA) as blood-based biomarkers for managing non-small cell lung cancer (NSCLC) patients

Abstract

Der Weg zu blutbasierten Biomarkern, und zwar mithilfe der Flüssigbiopsie, gilt aufgrund ihrer minimalinvasiven Eigenschaft und der Möglichkeit wiederholter sequenzieller Probenentnahmen als Durchbruch in der translationalen Forschung, wodurch schlussendlich eine personalisierte Überwachung erleichtert wird. Obwohl auf diesem Gebiet enorme Fortschritte erzielt wurden, weisen viele der entwickelten Nachweismethoden für Flüssigbiopsien einige Einschränkungen auf, wie z. B. die hohen Kosten und die Standardisierung, die ihre Anwendung in der klinischen Routine noch erschweren. Nichtsdestotrotz sind einerseits zielgerichtete genomische Aberrationen beim nicht-kleinzelligen Lungenkrebs (NSCLC) für die Krebstherapie relevant, und ihr Nachweis mittels zellfreier Tumor-DNA (ctDNA) hat den Weg für die Etablierung von ctDNA-Assays in der klinischen Praxis geebnet. Die Auswahl der Immuntherapie als wichtigste Behandlungsoption für NSCLC-Patienten zeigt andererseits die Relevanz der PD-L1-Bestimmung in der klinischen Analyse auf. In einem ersten Teil dieser Arbeit validierten wir in einer retrospektiven Studie die Verwendung eines neuartigen, sensitiven Assays zum Nachweis klinisch relevanter zielgerichteter genomischer Aberrationen in ctDNA, welches aus NSCLC-Plasma gewonnenen wird. Das auf dem MassARRAY basierende Lungenkrebs-Panel erfasst 74 Hot-Spot-Mutationen in fünf bei NSCLC häufig mutierten Genen in einem klinisch relevanten Zeitraum und zu akzeptablen Kosten. Wir haben in 50% unserer Kohorte Mutationen mit einer Varianten-Allel-Frequenz (VAF) von 0,1 bis 5% nachgewiesen. Bei 50% der Patienten, die begrenzte Oligohirnmetastasierung aufwiesen, konnten wir Mutationen in der ctDNA nachweisen. Ein Vergleich des EGFR-Mutationsstatus zwischen Plasma und Gewebe zeigte eine Übereinstimmung von 78,6%, wobei 6 Fälle identifiziert wurden, die nicht übereinstimmten. In dieser Studie konnten wir ebenfalls die klinische Relevanz des MassARRAY nachweisen, welches eine minimale Resterkrankung noch vor Durchführung eines CT-Scans erkennt. Im Hinblick auf CTCs führten wir eine prospektive Studie an einem einzigen Zentrum durch, in der wir die PD-L1-Expression anhand drei verschiedener Tumormaterialien verglichen: Standard-Immunhistochemie-Färbung auf Gewebeschnitten, zytologische Abdrücke und CTCs. Wir zeigten in unserer Studie Übereinstimmungsraten der PD-L1-Positivität unter Verwendung verschiedener Cut-off-Werte; bei 1% und 50% des PDL1 Tumor Proportion Score (TPS). Interessanterweise verbesserte die zusätzliche PD-L1-Bewertung von CTCs die Vorhersagekapazität für PD-L1-Positivität (1% Cutoff) signifikant; AUC= 91% [95% CI: 79-100%] und für hohe PD-L1-Expression (50% 128 Cut-off); AUC= 84% [95% CI: 69-100%]. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass unsere Daten im Einklang mit früheren Studien stehen, die die Verwendung von CTCs und ctDNA in der klinischen Praxis unterstützen. Während die kombinierte Analyse von zytologischen Abdrücken und CTCs Informationen über das tumorale PD-L1 lieferte und eine alternative Quelle für Standard-Gewebeproben darstellen könnte, ermöglichte die ctDNA-Analyse mit dem MassARRAY-System die Überwachung von Mutationen und die Erkennung der minimalen Resterkrankung, ein Schritt in Richtung personalisierte Lungenkrebsbehandlung.