Studio prospettico rivoluzionario: la tecnologia di metilazione del ctDNA nel sangue basata sulla PCR apre una nuova era nella sorveglianza della malattia minima residua (MMR) per il cancro del colon-retto.

Recentemente, JAMA Oncology (IF 33.012) ha pubblicato un importante risultato di ricerca [1] del team del Prof. Cai Guo-ring dell'Ospedale Oncologico dell'Università di Fudan e del Prof. Wang Jing dell'Ospedale Renji della Facoltà di Medicina dell'Università Jiao Tong di Shanghai, in collaborazione con KUNYUAN BIOLOGY: "Rilevamento precoce della malattia residua molecolare e stratificazione del rischio per il cancro del colon-retto di stadio da I a III tramite metilazione del DNA tumorale circolante e stratificazione del rischio". Questo studio è il primo studio multicentrico al mondo ad applicare la tecnologia di metilazione multigenica del ctDNA nel sangue basata sulla PCR per la previsione e il monitoraggio della recidiva del cancro del colon-retto, fornendo un percorso tecnico e una soluzione più convenienti rispetto ai metodi di rilevamento della MRD esistenti, che si prevede miglioreranno notevolmente l'uso clinico della previsione e del monitoraggio della recidiva del cancro del colon-retto e miglioreranno significativamente la sopravvivenza e la qualità della vita dei pazienti. Lo studio è stato inoltre valutato molto positivamente dalla rivista e dai suoi redattori, ed è stato inserito tra gli articoli raccomandati di punta di questo numero. Il professor Juan Ruiz-Bañobre, spagnolo, e il professor Ajay Goel, statunitense, sono stati invitati a revisionarlo. Lo studio è stato anche riportato da GenomeWeb, una delle principali testate giornalistiche biomediche degli Stati Uniti.

Il cancro del colon-retto (CRC) è un tumore maligno comune del tratto gastrointestinale in Cina. I dati dell'Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC) del 2020 mostrano che i 555.000 nuovi casi in Cina rappresentano circa un terzo dei casi a livello mondiale, con un tasso di incidenza che lo colloca al secondo posto tra i tumori più comuni in Cina; i 286.000 decessi rappresentano circa un terzo dei casi a livello mondiale, posizionandolo al quinto posto tra le cause di morte per cancro in Cina. È importante notare che tra i pazienti diagnosticati, gli stadi TNM I, II, III e IV rappresentano rispettivamente il 18,6%, il 42,5%, il 30,7% e l'8,2%. Oltre l'80% dei pazienti si trova in stadi intermedi e avanzati e il 44% di essi presenta metastasi a distanza simultanee o eterocroniche a fegato e polmoni, il che influisce seriamente sulla sopravvivenza, mette a rischio la salute dei cittadini e causa un pesante onere sociale ed economico. Secondo le statistiche del National Cancer Center, l'aumento medio annuo del costo del trattamento del cancro del colon-retto in Cina è compreso tra il 6,9% e il 9,2%, e la spesa sanitaria personale dei pazienti entro un anno dalla diagnosi può arrivare al 60% del reddito familiare. I pazienti oncologici soffrono a causa della malattia e sono anche sottoposti a una forte pressione economica [2].
Il novanta percento delle lesioni del cancro del colon-retto può essere rimosso chirurgicamente e, quanto prima viene diagnosticato il tumore, tanto maggiore è il tasso di sopravvivenza a cinque anni dopo la resezione chirurgica radicale; tuttavia, il tasso complessivo di recidiva dopo la resezione radicale si aggira ancora intorno al 30%. I tassi di sopravvivenza a cinque anni per il cancro del colon-retto nella popolazione cinese sono rispettivamente del 90,1%, 72,6%, 53,8% e 10,4% per gli stadi I, II, III e IV.
La malattia minima residua (MMR) è una delle principali cause di recidiva tumorale dopo il trattamento radicale. Negli ultimi anni, la tecnologia di rilevamento della MMR nei tumori solidi ha compiuto rapidi progressi e numerosi studi osservazionali e interventistici di alto livello hanno confermato che lo stato di MMR postoperatoria può indicare il rischio di recidiva postoperatoria del cancro del colon-retto. Il test del ctDNA presenta i vantaggi di essere non invasivo, semplice, rapido, con elevata accessibilità del campione e di superare l'eterogeneità tumorale.
Sia le linee guida NCCN statunitensi per il cancro del colon, sia le linee guida CSCO cinesi per il cancro colorettale affermano che, per la determinazione del rischio di recidiva postoperatoria e la selezione della chemioterapia adiuvante nel cancro del colon, il test del ctDNA può fornire informazioni prognostiche e predittive per supportare le decisioni sul trattamento adiuvante nei pazienti con cancro del colon di stadio II o III. Tuttavia, la maggior parte degli studi esistenti si concentra sulle mutazioni del ctDNA basate sulla tecnologia di sequenziamento ad alto rendimento (NGS), che presenta un processo complesso, tempi di elaborazione lunghi e costi elevati [3], con una leggera mancanza di generalizzabilità e una bassa prevalenza tra i pazienti oncologici.
Nel caso di pazienti affetti da cancro del colon-retto in stadio III, il monitoraggio dinamico del ctDNA basato su NGS può costare fino a 10.000 dollari per una singola visita e richiede un periodo di attesa fino a due settimane. Con il test di metilazione multigenica ColonAiQ®, oggetto di questo studio, i pazienti possono sottoporsi a un monitoraggio dinamico del ctDNA a un decimo del costo e ottenere un referto in soli due giorni.
Considerando i 560.000 nuovi casi di cancro del colon-retto che si registrano ogni anno in Cina, i pazienti affetti principalmente da cancro del colon-retto in stadio II-III (circa il 70%) presentano un'esigenza più urgente di monitoraggio dinamico, pertanto il mercato del monitoraggio dinamico della malattia minima residua (MMR) nel cancro del colon-retto raggiunge milioni di persone ogni anno.
È evidente che i risultati della ricerca rivestono un'importante rilevanza scientifica e pratica. Attraverso ampi studi clinici prospettici, è stato confermato che la tecnologia di metilazione multigenica del ctDNA nel sangue basata sulla PCR può essere utilizzata per la previsione e il monitoraggio delle recidive del cancro del colon-retto con elevata sensibilità, tempestività ed economicità, consentendo alla medicina di precisione di offrire maggiori benefici ai pazienti oncologici. Lo studio si basa su ColonAiQ®, un test di metilazione multigenica per il cancro del colon-retto sviluppato dalla KUNY, il cui valore clinico nella diagnosi e nello screening precoce è stato confermato da uno studio clinico centrale.
Gastroenterology (IF33.88), la principale rivista internazionale nel campo delle malattie gastrointestinali nel 2021, ha riportato i risultati di una ricerca multicentrica condotta dall'Ospedale Zhongshan dell'Università di Fudan, dall'Ospedale Oncologico dell'Università di Fudan e da altre autorevoli istituzioni mediche in collaborazione con KUNYAN Biological, che ha confermato le eccellenti prestazioni di ColonAiQ® ChangAiQ® nello screening precoce e nella diagnosi precoce del cancro del colon-retto, e ha inizialmente esplorato la potenziale applicazione nel monitoraggio prognostico del cancro del colon-retto.

Per convalidare ulteriormente l'applicazione clinica della metilazione del ctDNA nella stratificazione del rischio, nell'orientamento delle decisioni terapeutiche e nel monitoraggio precoce delle recidive nel carcinoma del colon-retto in stadio I-III, il team di ricerca ha incluso 299 pazienti con carcinoma del colon-retto in stadio I-III sottoposti a chirurgia radicale e ha raccolto campioni di sangue a ogni punto di follow-up (a distanza di tre mesi) entro una settimana prima dell'intervento chirurgico, un mese dopo l'intervento chirurgico e durante la terapia adiuvante postoperatoria per l'analisi dinamica del ctDNA nel sangue.
Innanzitutto, è stato scoperto che il test del ctDNA poteva predire precocemente il rischio di recidiva nei pazienti con cancro del colon-retto, sia in fase preoperatoria che postoperatoria precoce. I pazienti con ctDNA positivo in fase preoperatoria avevano una probabilità maggiore di recidiva postoperatoria rispetto ai pazienti con ctDNA negativo in fase preoperatoria (22,0% > 4,7%). Il test del ctDNA postoperatorio precoce prediceva ancora il rischio di recidiva: un mese dopo la resezione radicale, i pazienti con ctDNA positivo avevano una probabilità 17,5 volte maggiore di recidiva rispetto ai pazienti negativi; il team ha anche scoperto che la combinazione del test del ctDNA e del CEA migliorava leggermente le prestazioni nel rilevamento della recidiva (AUC=0,849), ma la differenza non era significativa rispetto al solo test del ctDNA (AUC=0,839).
La stadiazione clinica combinata con i fattori di rischio è attualmente la base principale per la stratificazione del rischio dei pazienti oncologici e, nel paradigma attuale, un gran numero di pazienti continua a recidivare [4], e vi è un bisogno urgente di strumenti di stratificazione migliori poiché il sovra-trattamento e il sotto-trattamento coesistono nella clinica. Sulla base di ciò, il team ha classificato i pazienti con cancro del colon-retto in stadio III in diversi sottogruppi in base alla valutazione del rischio di recidiva clinica (alto rischio (T4/N2) e basso rischio (T1-3N1)) e al periodo di trattamento adiuvante (3/6 mesi). L'analisi ha rilevato che i pazienti nel sottogruppo ad alto rischio di pazienti ctDNA-positivi avevano un tasso di recidiva inferiore se ricevevano sei mesi di terapia adiuvante; nel sottogruppo a basso rischio di pazienti ctDNA-positivi, non c'era alcuna differenza significativa tra il ciclo di trattamento adiuvante e gli esiti dei pazienti; mentre i pazienti ctDNA-negativi avevano una prognosi significativamente migliore rispetto ai pazienti ctDNA-positivi e un periodo libero da recidiva postoperatoria (RFS) più lungo; cancro del colon-retto di stadio I e stadio II a basso rischio Tutti i pazienti ctDNA-negativi non hanno avuto recidive entro due anni; pertanto, si prevede che l'integrazione del ctDNA con le caratteristiche cliniche ottimizzerà ulteriormente la stratificazione del rischio e predirà meglio la recidiva.

Figura 1. Analisi del ctDNA plasmatico al POM1 per la diagnosi precoce della recidiva del cancro del colon-retto.
Ulteriori risultati dei test dinamici del ctDNA hanno mostrato che il rischio di recidiva era significativamente più alto nei pazienti con test dinamico del ctDNA positivo rispetto ai pazienti con ctDNA negativo durante la fase di monitoraggio della recidiva della malattia dopo il trattamento definitivo (dopo chirurgia radicale + terapia adiuvante) (Figura 3ACD), e che il ctDNA può indicare la recidiva del tumore fino a 20 mesi prima rispetto alle immagini (Figura 3B), offrendo la possibilità di una diagnosi precoce della recidiva della malattia e di un intervento tempestivo.

Figura 2. Analisi del ctDNA basata su una coorte longitudinale per rilevare la recidiva del cancro del colon-retto.

"Un gran numero di studi di medicina traslazionale sul cancro del colon-retto guidano la disciplina, in particolare i test MRD basati sul ctDNA dimostrano un grande potenziale per migliorare la gestione postoperatoria dei pazienti affetti da cancro del colon-retto, consentendo la stratificazione del rischio di recidiva, guidando le decisioni terapeutiche e il monitoraggio precoce delle recidive."

Il vantaggio di scegliere la metilazione del DNA come nuovo marcatore di malattia minima residua (MMR) rispetto al rilevamento delle mutazioni è che non richiede lo screening dell'intero genoma dei tessuti tumorali, può essere utilizzata direttamente per le analisi del sangue ed evita risultati falsi positivi dovuti al rilevamento di mutazioni somatiche provenienti da tessuti normali, malattie benigne ed ematopoiesi clonale.
Questo studio e altri studi correlati confermano che il test MRD basato sul ctDNA è il fattore di rischio indipendente più importante per la recidiva del cancro del colon-retto in stadio I-III e può essere utilizzato per guidare le decisioni terapeutiche, tra cui l'“intensificazione” e la “riduzione” della terapia adiuvante. L'MRD è il fattore di rischio indipendente più importante per la recidiva dopo l'intervento chirurgico per il cancro del colon-retto in stadio I-III.
Il campo della malattia minima residua (MMR) si sta evolvendo rapidamente con una serie di test innovativi, altamente sensibili e specifici basati sull'epigenetica (metilazione del DNA e frammentomica) e sulla genomica (sequenziamento mirato ultra-profondo o sequenziamento dell'intero genoma). Prevediamo che ColonAiQ® continuerà a essere oggetto di studi clinici su larga scala e potrà diventare un nuovo indicatore per la diagnosi di MMR, combinando accessibilità, elevate prestazioni e convenienza, e potrà essere ampiamente utilizzato nella pratica clinica di routine.
Riferimenti
[1] Mo S, Ye L, Wang D, Han L, Zhou S, Wang H, Dai W, Wang Y, Luo W, Wang R, Xu Y, Cai S, Liu R, Wang Z, Cai G. Rilevamento precoce della malattia residua molecolare e stratificazione del rischio per il cancro del colon-retto di stadio da I a III tramite metilazione del DNA tumorale circolante. JAMA Oncol. 20 aprile 2023.
[2] “Il peso della malattia del cancro del colon-retto nella popolazione cinese: è cambiato negli ultimi anni? , Rivista cinese di epidemiologia, vol. 41, n. 10, ottobre 2020.
[3] Tarazona N, Gimeno-Valiente F, Gambardella V, et al. Sequenziamento mirato di nuova generazione del DNA tumorale circolante per il monitoraggio della malattia residua minima nel cancro del colon localizzato. Ann Oncol. 1 novembre 2019;30(11):1804-1812.
[4] Taieb J, André T, Auclin E. Perfezionamento della terapia adiuvante per il cancro del colon non metastatico, nuovi standard e prospettive. Cancer Treat Rev. 2019;75:1-11.