目前，新辅助放化疗（Preoperative neoadjuvant chemoradiotherapy，nCRT）、全肠系膜切除术（Totalmesorectalexcision，TME）和辅助化疗的综合三联疗法是局部晚期直肠癌（LocalIy advanced rectal cancer，LARC）的标准护理方法[1]。既往研究表明，nCRT有助于控制局部复发，提高病理完全缓解率，但仍有约30%的患者对nCRT响应不佳，超35%的患者在治疗后快速出现全身性复发[2]。世和基因与山东省肿瘤医院于金明院士、袁双虎教授团队在该领域进行合作探索，旨在借助NGS检测挖掘与LARC nCRT疗效预测和预后相关的生物标志物，以便更好地指导LARC的精准治疗。相关研究成果于近期成功发表在Clinical and Translational Medicine（IF=10.6）上。
专家简介
于金明 院士
山东省肿瘤医院院长
中国工程院院士、博士生导师
山东省肿瘤医院院长
山东省人大常委会委员、教科文卫副主任
山东院士专家联合会首届会长
中央保健联系专家
中国抗癌协会副理事长
中华放射肿瘤学专业委员会名誉主任委员
中国抗癌协会放疗专业委员会名誉主任委员
中国医师协会肿瘤多学科诊疗专业委员会名誉主任委员
山东省抗癌协会理事长
《中华肿瘤防治杂志》等多家杂志主编或副主编
袁双虎 教授
山东省肿瘤医院胸部放疗二科主任
主任医师、博士生导师
国务院特殊津贴专家
泰山学者
国家“万人计划”科技创新领军人才
中国肿瘤放射治疗联盟（CRTOG)执行主委
中国医师协会肿瘤多学科诊疗专委会副主委
中国临床肿瘤学会非小细胞肺癌专委会常委
中国抗癌协会肺癌专委会常委
中华医学会放射肿瘤学会青委会副主委
《中华肿瘤防治杂志》《Precision Radiation Oncology（PRO)》编辑部主任
研究亮点
1、 nCRT治疗前基线组织中的KRAS突变和MYC扩增是nCRT预后更差的独立预测标志物，而增加放疗剂量可提升该部分人群的nCRT疗效；
2、 手术组织中检出KRAS和FBXW7突变的患者复发风险更高；
3、95%的nCRT疗效较好患者（TRG0-2）未出现体细胞突变增加，而染色体不稳定性水平的降低与nCRT疗效较差显著相关；
4、基于NGS评估的手术切缘状态和nCRT诱导的肿瘤进化模式与nCRT疗效、术后复发风险相关。
研究内容
本研究回顾性纳入76例接受nCRT+TME治疗的LARC患者，共采集治疗前基线样本76例、nCRT和TME后手术肿瘤样本72例、手术切缘样本55例，使用瑞递康®放疗大Panel检测，结合临床信息从治疗前的基线特征、nCRT前后基因图谱的变化、手术切缘状态等多个维度全面揭示LARC nCRT预后/预测相关生物标志物。
研究结果
神经侵犯、MYC扩增和KRAS突变与较差的nCRT反应显著相关
研究对76例患者基线样本进行多变量分析，结果表明神经侵犯、MYC扩增和KRAS突变与较差的nCRT疗效显著相关（图1）。随后，研究结合基因变异情况和nCRT期间的放疗剂量对患者治疗疗效作进一步分层。结果表明，MYC扩增和KRAS突变的患者，与低剂量（<50.4 Gy）组相比，高剂量（≥50.4Gy）组疗效更优（即TRG0-2）（图2）。这表明，基线组织中MYC扩增和KRAS突变是nCRT的潜在疗效预测标志物，或可用于指导nCRT期间的辐射剂量。
图1. 与nCRT疗效相关的基线分子特征
图2. 放疗剂量分层后不同基线分子特征人群接受nCRT的疗效分布
nCRT后体细胞突变增加，以及CIS减少与nCRT疗效较差显著相关
研究进一步比较了nCRT前后基因变异的总体差异，结果显示，相较于疗效较差组（TRG3），疗效较好组（TRG0-2）的非同义突变数量显著减少（图3A），且体细胞突变增加的可能性也更小（p=0.017）（图3C），甚至可能清零（图3D），然而TRG3组的染色体不稳定性水平（CIS）显著降低（图3B）。这表明，LARC患者放疗后的基因突变数量、染色体不稳定性水平的变化与nCRT疗效显著相关。
图3. 不同nCRT疗效组中，治疗前后体细胞突变数量及CIS的变化情况
nCRT前后不同的遗传进化模式与患者预后相关
研究进一步比较了nCRT治疗前（T0）、后（T1）的肿瘤组织基因突变图谱，并将其总结为三种经治前后的进化模式（图4A）：1)线性演化：T1中的所有突变来自T0（组1；n=43）；2)平行进化：T0和T1具有完全不同的突变谱（组2；n=8）；3)分支进化：在T0和T1之间具有部分重合突变（组3；n=21）。结合nCRT疗效分析发现，分支进化模式的患者接受nCRT疗效明显更差（图4B）。此外，结合患者预后信息分析发现，第3组的无病生存期（DFS）显著更差（图4C）。这表明，分支进化模式可能与较差的nCRT疗效和较高复发风险有关。
图4. 不同进化模式与nCRT疗效和预后的相关性
手术切缘样本的NGS评估状态与患者的术后复发风险密切相关
最后，研究进一步分析了55例患者的配对手术肿瘤（T1）和切缘（T2）样本。尽管所有手术切缘在组织学上均为阴性，但有22例（40.0%）被NGS评估为阳性。此外，被NGS评估为切缘阳性的患者，其复发风险明显更高（图5A）。多变量分析显示，NGS评估的手术切缘阳性、切缘组织中的FBXW7突变与术后复发风险更高显著相关（图5B）。
图5. NGS评估下的手术切缘状态与患者预后的相关性
结语
本研究纳入76例接受nCRT+TME治疗的LARC患者，采集其治疗前后组织及手术切缘组织，使用瑞递康®放疗大Panel进行NGS检测，并结合患者的临床信息，深入探究了基线分子图谱特征、肿瘤进化模式、NGS评估的切缘状态与患者nCRT疗效和复发风险的相关性。结果表明，治疗前患者肿瘤基线组织中的KRAS突变和MYC扩增可作为nCRT疗效较差的预测生物标志物。而基于NGS评估的手术切缘状态和nCRT诱导的肿瘤进化模式与nCRT疗效和术后复发风险密切相关。总的来说，本研究有利于研究者们加深对LARC患者接受nCRT治疗的疗效预测和预后相关分子标志物的理解，对推动临床LARC的精准治疗发展具有重要意义。
癌症是威胁人类生命健康的重大疾病之一，近30年来，全世界癌症的发病率以每年平均3-5%的速度递增。世和基因作为国内肿瘤精准医学龙头企业，利用技术创新，不断钻坚研微，始终奋斗于肿瘤精准治疗研究的第一线。未来我们期待与更多专家携手同行，加强科研合作，为实现“肿瘤，不应是一场宣判”的美好愿景砥砺前行。
参考文献
[1] Benson AB, Venook AP, Al-Hawary MM, et al. Rectal Cancer, Version 2.2018, NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology. J Natl Compr Canc Netw 2018; 16: 874-901.
[2] Dong C, Ding Y, Weng S, et al. Update in version 2021 of CSCO guidelines for colorectal cancer from version 2020. Chin J Cancer Res 2021; 33: 302-307.
作者：河豚 审核：Iris 排版：Moro
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