cfDNA (Circulating cell-free DNA) là các mảnh dsDNA ngoại bào dài từ 120–220 bp, tập trung quanh 167 bp, có liên quan đến kiểu nucleosome của cfDNA trong quá trình apoptosis.
CHỮ VIẾT TẮT
cfDNA (Circulating cell-free DNA)
worse progression-free survival (PFS)
overall survival (OS)
cfDNA có thời gian bán hủy ngắn, dao động từ 4 phút đến 2 giờ, thích hợp cho các ứng dụng trong giám sát. cfDNA có thể được tìm thấy trong nhiều loại dịch cơ thể, chẳng hạn như máu, nước tiểu hoặc dịch não tủy. Trong điều kiện bình thường, cfDNA có thể xuất phát từ apoptosis, bẫy ngoại bào bạch cầu trung tính (NET) và loại bỏ hồng cầu nguyên bào. Trong huyết tương, cfDNA có nguồn gốc từ bạch cầu hạt (32%), tiền hồng cầu (30%), tế bào lympho (12%), tế bào đơn nhân (11%), tế bào nội mô mạch máu (9%) và tế bào gan (1%). Trong hoại tử, chromatin không phân mảnh theo kiểu nucleosome mà bị cắt ngẫu nhiên tạo ra các mảnh có kích thước khác nhau, góp phần tạo ra các mảnh ngắn hơn và dài hơn >10.000 bp.Trong khi apoptosis và hoại tử là câu trả lời trực tiếp cho nguồn gốc của ctDNA, nồng độ cfDNA không thể được giải thích đầy đủ bằng cái chết của các tế bào khối u. Tuy nhiên, cơ chế chính xác của DNA được tiết ra chủ động vẫn chưa được hiểu đầy đủ với các cơ chế có thể là exosome hoặc amphisome. Nhìn chung, ở những bệnh nhân ung thư, thông tin có liên quan về mặt lâm sàng từ cfDNA có thể bao gồm nồng độ cfDNA/ctDNA, kiểu methyl hóa và đột biến gen
Tổng nồng độ cfDNA
Ở những người khỏe mạnh, nồng độ cfDNA trong huyết tương nằm trong khoảng 0–10 ng/mL với nồng độ cfDNA trong huyết thanh cao hơn 10 lần. Hầu hết nồng độ cfDNA trong huyết thanh xuất phát từ quá trình đông máu trong ống thu thập, giúp huyết tương tốt hơn cho các ứng dụng lâm sàng. Ở những bệnh nhân ung thư, nồng độ cfDNA trong huyết tương có thể từ 0 đến hơn 1000 ng/mL. Điều này thay đổi tùy theo loại ung thư. Ví dụ, những bệnh nhân bị u thần kinh đệm có ít ctDNA hơn các khối u rắn khác, chẳng hạn như tuyến tụy, đại tràng, vú hoặc buồng trứng. Nồng độ cfDNA cũng thay đổi tùy theo giai đoạn, trong đó ung thư di căn có nhiều cfDNA hơn, sau đó là ung thư tiến triển tại chỗ và sau đó là ung thư khu trú. Một thách thức lớn trong việc triển khai cfDNA trong sử dụng lâm sàng là sự khác biệt do thiếu chuẩn hóa về phương pháp, chẳng hạn như thu thập mẫu từ huyết thanh so với huyết tương, chiết xuất cfDNA bằng các bộ dụng cụ khác nhau, đo mẫu bằng các kỹ thuật khác nhau, thời gian thu thập và thời gian phản ứng.
Nồng độ cfDNA tổng thể đã được nghiên cứu rộng rãi để ứng dụng như một dấu ấn sinh học phát hiện sớm. Ví dụ, một phân tích tổng hợp cho thấy việc sử dụng nồng độ cfDNA để chẩn đoán ung thư phổi mang lại độ nhạy gộp là 80% và độ đặc hiệu là 77% . Một nghiên cứu về phân biệt ung thư tuyến tiền liệt với tăng sản lành tính cho thấy độ nhạy là 73,2% và độ đặc hiệu là 72,7% khi sử dụng nồng độ cfDNA, phù hợp với một nghiên cứu gần đây hơn nêu rằng độ nhạy và độ đặc hiệu thấp dẫn đến tiện ích chẩn đoán kém. Một nghiên cứu về sàng lọc ung thư vú cho thấy có sự khác biệt đáng kể về nồng độ cfDNA tổng thể giữa ung thư vú xâm lấn so với đối tượng không có bệnh, nhưng không có sự khác biệt đáng kể giữa ung thư tại chỗ, khối u lành tính và ung thư xâm lấn Một nghiên cứu về các bệnh ác tính đường tiêu hóa (GI), bao gồm ung thư thực quản, ung thư dạ dày và ung thư đại trực tràng, cho thấy độ nhạy chung là 75,8% và độ đặc hiệu là 95,8%. Độ nhạy và độ đặc hiệu của nồng độ cfDNA tổng thể trong hầu hết các nghiên cứu đều bằng với protein huyết thanh, thường không được khuyến cáo sử dụng trong chẩn đoán hoặc sàng lọc. Nồng độ cfDNA tăng trong nhiều quá trình và nồng độ cfDNA thấp hơn trong giai đoạn đầu của bệnh ung thư cũng làm giảm tính hữu ích của nồng độ cfDNA cho các ứng dụng này.
Tuy nhiên, nồng độ cfDNA toàn phần có thể là một biện pháp hiệu quả để xác định tiên lượng và theo dõi bệnh nhân. Các dấu hiệu khối u (ví dụ: PSA, CEA, CA-125, v.v.) được sử dụng để xác định hoặc theo dõi tiên lượng trong/sau khi điều trị cho bệnh nhân ung thư. Trong ung thư tuyến tụy, hướng dẫn của Hiệp hội Ung thư Lâm sàng Hoa Kỳ (ASCO) khuyến nghị rằng CA19-9 trong huyết thanh và CT được sử dụng để theo dõi trong quá trình điều trị. Tuy nhiên, CA19-9 không được khuyến nghị để dự đoán tiên lượng về kết quả và 5–10% dân số âm tính với kháng nguyên Lewis, với rất ít hoặc không tiết CA19-9. Trong ung thư tuyến tiền liệt, PSA vẫn là trụ cột trong sàng lọc, tiên lượng và theo dõi sau khi điều trị kết hợp với các phương thức khác . Tuy nhiên, việc sử dụng PSA có thể liên quan đến chẩn đoán quá mức và điều trị quá mức đối với các bệnh ung thư không tiến triển. Trong ung thư vú, hướng dẫn của ASCO nêu rằng CA15-3 và CA27-29 là các protein huyết thanh có giá trị tiên lượng. CA15-3, CA27-29 và kháng nguyên phôi thai (CEA) có thể được sử dụng để theo dõi bệnh nhân trong quá trình điều trị tích cực kết hợp với các phương thức khác. Không có protein huyết thanh nào được khuyến nghị để phát hiện tái phát sau khi điều trị. Trong ung thư đại trực tràng (CRC), CEA là một dấu hiệu được khuyến nghị để xác định tiên lượng, theo dõi trong quá trình điều trị và theo dõi sau phẫu thuật để đánh giá bệnh di căn. Nồng độ cfDNA tổng thể đã được chứng minh trong các nghiên cứu về ung thư tuyến tụy, tuyến tiền liệt, vú và đại tràng là một công cụ hiệu quả về mặt chi phí để tiên lượng, theo dõi trong và theo dõi tái phát, có thể lấp đầy những khoảng trống về tiện ích mà một số protein huyết thanh có.
Trong một nghiên cứu trên 74 bệnh nhân ung thư tuyến tụy tiến triển/di căn, nồng độ cfDNA toàn phần cao có liên quan đến di căn xa mới (NDM) với độ nhạy 91% và độ đặc hiệu 95%. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng nồng độ cfDNA toàn phần có liên quan đến tỷ lệ sống không tiến triển (PFS) và tỷ lệ sống tổng thể (OS) kém hơn. Trong hai trường hợp, họ phát hiện ra rằng cfDNA tăng cao trong tháng đầu tiên sau khi điều trị bằng hóa trị trong khi nồng độ CA19-9 thấp hơn mức phát hiện trước khi phát hiện NDM trên chụp CT . Trong một phân nhóm phân tích tổng hợp gồm 3 nghiên cứu, nồng độ cfDNA toàn phần trước phẫu thuật tăng cao có giá trị tiên lượng liên quan đến tái phát sau phẫu thuật và nồng độ cfDNA toàn phần tăng cao sau phẫu thuật cũng liên quan đến tái phát và tiên lượng kém.
Đối với ung thư tuyến tiền liệt, trong phân tích tổng hợp 23 nghiên cứu, nồng độ cfDNA tổng thể được phát hiện là một công cụ chẩn đoán kém như đã thảo luận trước đó, nhưng cfDNA tổng thể có giá trị tiên lượng tương tự như PSA đối với PFS và OS . Điều thú vị là PSA và cfDNA độc lập với nhau và sự kết hợp của cả hai làm tăng khả năng phân biệt giữa ung thư tuyến tiền liệt lành tính và gây tử vong.
Một nghiên cứu trên 194 bệnh nhân ung thư vú di căn (MBC) so sánh tổng số cfDNA, CTC và CA15-3 cho thấy cfDNA là yếu tố dự báo tốt về OS và là yếu tố dự báo tốt nhất về PFS . Để theo dõi đáp ứng với điều trị, nồng độ cfDNA tổng số có khả năng phân biệt cao hơn 10% so với CA15-3. Tuy nhiên, độ chính xác tổng thể thấp đối với tất cả các phương thức được nghiên cứu . Một nghiên cứu trên 117 bệnh nhân ung thư vú di căn phát hiện ra rằng nồng độ cfDNA tăng cao có liên quan độc lập với PFS và OS không thuận lợi sau khi điều chỉnh theo CTC. Họ cũng phát hiện ra rằng nồng độ cfDNA giảm so với mức ban đầu có liên quan đến đáp ứng điều trị tăng lên . Trong hai nghiên cứu về ung thư vú tiến triển tại chỗ, có những kết luận khác nhau về nồng độ cfDNA, trong đó một nghiên cứu phát hiện ra rằng nồng độ cfDNA tăng lên sau khi hóa trị có liên quan đến đáp ứng điều trị được cải thiện. Tương tự như vậy, nghiên cứu khác phát hiện ra rằng cfDNA tăng lên sau một chu kỳ, nhưng trong suốt 6–8 chu kỳ, cfDNA giảm đi có liên quan đến phản ứng khối u.
Trong một phân tích tổng hợp của bảy nghiên cứu về ung thư đại trực tràng di căn (mCRC), nồng độ cfDNA cao có liên quan đến tỷ lệ sống sót chung kém . Trong một nghiên cứu trên 43 bệnh nhân mắc mCRC, các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng nồng độ cfDNA tăng cao trước khi điều trị có tương quan với tỷ lệ sống sót chung kém và phát hiện ra rằng những bệnh nhân có phản ứng kém hơn với điều trị có nồng độ cfDNA cao hơn đáng kể vào cuối quá trình điều trị so với những bệnh nhân có bệnh ổn định. Trong nhiều bệnh ác tính đường tiêu hóa, nồng độ cfDNA trước và sau phẫu thuật tăng cao có liên quan đến tái phát khối u. Ở những bệnh nhân có khối u tiến triển sau khi điều trị, nồng độ cfDNA nhạy hơn CEA trong việc theo dõi tái phát, với nồng độ cfDNA tăng cao được phát hiện sớm hơn nồng độ CEA huyết thanh tăng cao.
Trong ung thư phổi không phải tế bào nhỏ (NSCLC), một phân tích tổng hợp của 22 nghiên cứu cho thấy những bệnh nhân có nồng độ cfDNA cao có xu hướng có PFS và OS ngắn hơn. Một nghiên cứu trong phân tích tổng hợp đó của 218 bệnh nhân cho thấy những cá nhân ở một phần ba trên cùng của nồng độ cfDNA trước khi điều trị cho thấy PFS và OS ngắn hơn đáng kể so với những bệnh nhân ở hai phần ba dưới cùng. Tuy nhiên, nồng độ cfDNA trong hoặc sau khi điều trị không có bất kỳ mối liên hệ nào với phản ứng với điều trị [70]. Một nghiên cứu khác trên 177 bệnh nhân cho thấy cfDNA có giá trị tiên lượng dự đoán PFS và OS. Một lần nữa, họ thấy rằng không có mối liên hệ nào giữa nồng độ cfDNA trong hoặc sau khi điều trị với phản ứng với điều trị [67]. Ngược lại, một số nghiên cứu khác đã tìm thấy sự khác biệt đáng kể về nồng độ cfDNA ở các nhóm đáp ứng khác nhau
