IVD前沿丨ctDNA用来预测癌症相关的静脉血栓栓塞

静脉血栓栓塞(VTE)是癌症患者医疗费用、发病率和死亡率的主要来源。预防性抗凝可降低VTE的风险，尽管确定最有可能受益的患者具有挑战性。专家指南建议提供基于Khorana评分(KS)的预防措施，Khorana评分是一种基于血液学和临床参数的癌症静脉血栓栓塞风险分层指标。然而，KS的敏感性和特异性欠缺，导致收益是有限的。遗传学和蛋白质组学方法在静脉血栓栓塞患者的风险分层中显示出希望，但到目前为止，还不容易在实践中应用。一个准确的，容易整合的静脉血栓栓塞风险分层系统将有助于确定哪些患者将受益于预防性抗凝。

近日，杂志Nature medicine上发表了一篇题为“DNA liquid biopsy-based prediction of cancer-associated venous thromboembolism”的文章。作者在接受ctDNA测序的癌症患者队列中进行了一项观察性研究，主要有两个目标：(1)确定循环肿瘤DNA (ctDNA)是否与VTE相关；(2)开发和测试基于液体活检DNA的机器学习模型是否可以预测VTE。结果显示，ctDNA与较高的静脉血栓栓塞率独立相关。基于液体活检（LB）数据训练的机器学习模型优于之前的风险评分，且液体活检还可以改善静脉血栓栓塞风险分层。

图片来源：Nature medicine

主要内容

ctDNA与癌症相关的VTE风险相关

作者共研究了三个队列:一个发现队列(n = 4141)，一个前瞻性验证队列(n = 1426)以及一个普适性研究队列(n = 463)。发现队列共464例(11%)，验证队列118例(8%)，普适性研究队列98例(21%)在抽取血浆后发生静脉血栓栓塞。

排除ctDNA测序前的静脉血栓栓塞患者，作者发现，在发现队列中，ctDNA阳性与较高的VTE发生率相关 (风险比(HR) = 2.49)，且ctDNA与VTE风险之间存在剂量依赖关系。亚组分析中，非小细胞肺癌、黑色素瘤、胰腺癌和代表性较低的癌症，ctDNA和VTE率之间具有相关性，但在膀胱癌、肝胆癌和结直肠癌中没有相关性(图c)。

此外，验证和普适性研究队列也证实了ctDNA与VTE的关联(图e)。

ctDNA与癌症相关的VTE风险相关。

图片来源：Nature medicine

ctDNA和VTE风险之间的关联

可能独立于肿瘤基因组学

作者比较了在ctDNA中观察到特定致病基因水平改变的患者和未改变患者之间的VTE风险。结果表明，几乎所有基因的改变都有证据表明与VTE相关，但已知的血栓相关突变，如KRAS、STK11和KEAP1，有更多证据表明与VTE发生率相关(图d)。但进一步分析表明，ctDNA阳性与较高的VTE风险相关，而大多数基因水平的改变，包括KRAS、STK11和KEAP1，与VTE风险无关。因此，ctDNA和VTE风险之间的关联可能独立于肿瘤基因组学。

ctDNA和VTE风险之间的关联可能独立于肿瘤基因组学。

图片来源：Nature medicine

基于液体活检的VTE模型

作者结合液体活检（LB）指标(即ctDNA VAF、基因组含量和cfDNA浓度)的机器学习模型来预测静脉血栓栓塞风险。在发现队列上训练的随机生存森林模型（包含LB变量）实现了五倍交叉验证C指数0.73 。添加癌症类型和细胞毒性化疗剂量(“LB+”模型)实现了五倍交叉验证C指数为0.74；增加了人口统计信息、疾病位置、自诊断以来的时间和KS相关变量(“全部”模型)，C指数为0.75 (图 b)。相比之下，KS和RAM的C指数分别为0.57和0.62。基于LB的模型在预测静脉血栓栓塞方面在多种情况下优于KS和RAM，在验证队列和普适性研究队列的结果也是如此(图b)。

癌症患者中VTE的预测因子。图片来源：Nature medicine

ctDNA对心血管药物的影响

作者试图测试ctDNA的存在是否有助于对最有可能从抗凝治疗中获益的患者进行分层。调整年龄、癌症类型和诊断后的时间，ctDNA阳性患者服用抗凝剂的VTE发生率低于未服用抗凝剂的患者(调整后HR = 0.50,图a)。相比之下，使用抗凝药物的ctDNA阴性患者的静脉血栓栓塞率与未使用抗凝药物的患者没有差异(调整后HR = 0.89，图 b)。

通过ctDNA评估抗凝预防癌症相关VTE的潜在益处。

图片来源：Nature medicine

总结与讨论

在本研究中，作者利用LBs来研究cfDNA、ctDNA与癌症相关VTE之间的关系。ctDNA与VTE独立相关。利用机器学习的预测模型结果显示，基于LBs的模型优于KS和其他模型。高风险队列累积静脉血栓栓塞风险接近30%，比目前指南推荐抗凝治疗的高风险KS患者高3倍。在ctDNA阳性患者患者中，抗凝治疗似乎降低了VTE的风险，支持ctDNA引导的前瞻性随机评估预防或降低VTE风险。

但研究也有局限性。LBs目前主要用于某些癌症类型的靶向治疗匹配，限制了静脉血栓栓塞预测方法的直接普适性。在基于LBs的预防性抗凝应用于临床之前，考虑到不断变化的抗凝环境的随机研究是必要的。在此研究人群中，少数族裔的代表性较少，多数患者患有晚期疾病，结果的普遍性有待进一步研究。

总的来说，研究结果表明，在癌症患者中，ctDNA以定量的方式与较高的静脉血栓栓塞率独立相关。基于DNA LB的模型有可能预测静脉血栓栓塞风险，并以最小的临床负担部署。使用LBs指导癌症患者抗凝治疗值得进一步验证。