अभूतपूर्व भावी अध्ययन: पीसीआर-आधारित रक्त सीटीडीएनए मेथाइलेशन तकनीक कोलोरेक्टल कैंसर के लिए एमआरडी निगरानी के एक नए युग का द्वार खोलती है

हाल ही में, JAMA ऑन्कोलॉजी (IF 33.012) ने फुदान विश्वविद्यालय के कैंसर अस्पताल के प्रोफेसर काई गुओ-रिंग और शंघाई जियाओ टोंग विश्वविद्यालय स्कूल ऑफ मेडिसिन के रेनजी अस्पताल के प्रोफेसर वांग जिंग की टीम द्वारा KUNYUAN BIOLOGY के सहयोग से किए गए एक महत्वपूर्ण शोध परिणाम [1] को प्रकाशित किया: "परिसंचारी ट्यूमर डीएनए मेथाइलेशन और जोखिम स्तरीकरण के माध्यम से स्टेज I से III कोलोरेक्टल कैंसर के लिए आणविक अवशिष्ट रोग का प्रारंभिक पता लगाना और जोखिम स्तरीकरण"। यह अध्ययन कोलोरेक्टल कैंसर की पुनरावृत्ति की भविष्यवाणी और निगरानी के लिए पीसीआर-आधारित रक्त सीटी डीएनए मल्टीजीन मेथाइलेशन तकनीक को लागू करने वाला दुनिया का पहला बहुकेंद्रीय अध्ययन है, जो मौजूदा एमआरडी पहचान तकनीक विधियों की तुलना में अधिक लागत प्रभावी तकनीकी मार्ग और समाधान प्रदान करता है, जिससे कोलोरेक्टल कैंसर की पुनरावृत्ति की भविष्यवाणी और निगरानी के नैदानिक ​​उपयोग में काफी सुधार होने और रोगी के जीवित रहने की दर और जीवन की गुणवत्ता में उल्लेखनीय सुधार होने की उम्मीद है। इस अध्ययन को पत्रिका और इसके संपादकों द्वारा भी उच्च दर्जा दिया गया और इसे इस अंक में एक प्रमुख अनुशंसा पत्र के रूप में सूचीबद्ध किया गया। स्पेन के प्रोफेसर जुआन रुइज़-बानोब्रे और संयुक्त राज्य अमेरिका के प्रोफेसर अजय गोयल को इसकी समीक्षा के लिए आमंत्रित किया गया था। इस अध्ययन की रिपोर्ट संयुक्त राज्य अमेरिका के एक प्रमुख जैव चिकित्सा मीडिया, जीनोमवेब द्वारा भी प्रकाशित की गई थी।

कोलोरेक्टल कैंसर (सीआरसी) चीन में पाचन तंत्र का एक आम घातक ट्यूमर है। 2020 के इंटरनेशनल एजेंसी फॉर रिसर्च ऑन कैंसर (आईएआरसी) के आंकड़ों के अनुसार, चीन में 555,000 नए मामले सामने आए, जो विश्व भर में कुल मामलों का लगभग एक तिहाई है। इसके साथ ही, चीन में कैंसर के मामलों की दर बढ़कर इसे आम कैंसरों में दूसरे स्थान पर ले आई है। 286,000 मौतें चीन में हुई हैं, जो विश्व भर में कुल मौतों का लगभग एक तिहाई है। यह चीन में कैंसर से होने वाली मौतों का पांचवां सबसे आम कारण है। यह उल्लेखनीय है कि निदान किए गए रोगियों में, टीएनएम चरण I, II, III और IV क्रमशः 18.6%, 42.5%, 30.7% और 8.2% हैं। 80% से अधिक रोगी मध्य और अंतिम चरणों में हैं, और उनमें से 44% में यकृत और फेफड़ों में एक साथ या अलग-अलग समय पर दूरस्थ मेटास्टेसिस पाए गए हैं, जो जीवित रहने की अवधि को गंभीर रूप से प्रभावित करते हैं, हमारे निवासियों के स्वास्थ्य को खतरे में डालते हैं और भारी सामाजिक और आर्थिक बोझ डालते हैं। राष्ट्रीय कैंसर केंद्र के आंकड़ों के अनुसार, चीन में कोलोरेक्टल कैंसर के उपचार की लागत में औसत वार्षिक वृद्धि लगभग 6.9% से 9.2% है, और निदान के एक वर्ष के भीतर रोगियों का व्यक्तिगत स्वास्थ्य व्यय पारिवारिक आय का 60% तक हो सकता है। कैंसर के मरीज बीमारी से पीड़ित हैं और साथ ही भारी आर्थिक दबाव में भी हैं [2]।
कोलोरेक्टल कैंसर के 90 प्रतिशत मामलों को सर्जरी द्वारा हटाया जा सकता है, और ट्यूमर का जितनी जल्दी पता चलता है, रेडिकल सर्जिकल रिसेक्शन के बाद पांच साल की जीवित रहने की दर उतनी ही अधिक होती है, लेकिन रेडिकल रिसेक्शन के बाद पुनरावृत्ति की कुल दर लगभग 30% ही रहती है। चीनी आबादी में कोलोरेक्टल कैंसर के लिए पांच साल की जीवित रहने की दर स्टेज I, II, III और IV के लिए क्रमशः 90.1%, 72.6%, 53.8% और 10.4% है।
रेडिकल उपचार के बाद ट्यूमर के दोबारा होने का एक प्रमुख कारण मिनिमल रेसिडुअल डिजीज (MRD) है। हाल के वर्षों में, ठोस ट्यूमर के लिए MRD का पता लगाने की तकनीक में तेजी से प्रगति हुई है, और कई महत्वपूर्ण अवलोकन और हस्तक्षेप संबंधी अध्ययनों ने पुष्टि की है कि ऑपरेशन के बाद MRD की स्थिति कोलोरेक्टल कैंसर के ऑपरेशन के बाद दोबारा होने के जोखिम का संकेत दे सकती है। ctDNA परीक्षण के कई फायदे हैं, जैसे कि यह गैर-आक्रामक, सरल, तीव्र है, इसमें नमूनों की उपलब्धता अधिक है और यह ट्यूमर की विषमता को दूर करता है।
कोलोन कैंसर के लिए यूएस एनसीसीएन दिशानिर्देश और कोलोरेक्टल कैंसर के लिए चीनी सीएससीओ दिशानिर्देश दोनों में कहा गया है कि कोलोन कैंसर में ऑपरेशन के बाद पुनरावृत्ति के जोखिम का निर्धारण और सहायक कीमोथेरेपी के चयन के लिए, सीटीडीएनए परीक्षण, स्टेज II या III कोलोन कैंसर वाले रोगियों के लिए सहायक उपचार संबंधी निर्णय लेने में सहायता के लिए रोगसूचक और भविष्यसूचक जानकारी प्रदान कर सकता है। हालांकि, अधिकांश मौजूदा अध्ययन हाई-थ्रूपुट सीक्वेंसिंग तकनीक (एनजीएस) पर आधारित सीटीडीएनए उत्परिवर्तनों पर केंद्रित हैं, जिसकी प्रक्रिया जटिल है, इसमें लंबा समय लगता है और लागत अधिक होती है [3], साथ ही कैंसर रोगियों में इसकी सामान्य प्रयोज्यता थोड़ी कम है और इसका प्रचलन भी कम है।
स्टेज III कोलोरेक्टल कैंसर के मरीजों के मामले में, NGS-आधारित ctDNA डायनामिक मॉनिटरिंग की एक बार की जांच में 10,000 डॉलर तक का खर्च आता है और इसमें दो सप्ताह तक का इंतजार करना पड़ता है। इस अध्ययन में शामिल मल्टीजीन मेथाइलेशन टेस्ट, ColonAiQ® के साथ, मरीज डायनामिक ctDNA मॉनिटरिंग को दसवें हिस्से के खर्च पर करवा सकते हैं और दो दिनों में ही रिपोर्ट प्राप्त कर सकते हैं।
चीन में प्रति वर्ष कोलोरेक्टल कैंसर के 560,000 नए मामलों के अनुसार, मुख्य रूप से स्टेज II-III कोलोरेक्टल कैंसर वाले नैदानिक ​​रोगियों (लगभग 70% का अनुपात) को गतिशील निगरानी की अधिक तत्काल आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप कोलोरेक्टल कैंसर की एमआरडी गतिशील निगरानी का बाजार आकार प्रति वर्ष लाखों लोगों तक पहुंचता है।
यह देखा जा सकता है कि शोध परिणामों का महत्वपूर्ण वैज्ञानिक और व्यावहारिक महत्व है। व्यापक स्तर पर किए गए नैदानिक ​​अध्ययनों के माध्यम से यह पुष्टि की गई है कि पीसीआर-आधारित रक्त सीटीडीएनए मल्टीजीन मेथाइलेशन तकनीक का उपयोग कोलोरेक्टल कैंसर की पुनरावृत्ति की भविष्यवाणी और निगरानी के लिए संवेदनशीलता, समयबद्धता और लागत-प्रभावशीलता के साथ किया जा सकता है, जिससे अधिक कैंसर रोगियों को सटीक चिकित्सा से लाभ मिल सकेगा। यह अध्ययन कोलोनएआईक्यू® पर आधारित है, जो केयूएनवाई द्वारा विकसित कोलोरेक्टल कैंसर के लिए एक मल्टी-जीन मेथाइलेशन परीक्षण है, जिसका प्रारंभिक स्क्रीनिंग और निदान में नैदानिक ​​अनुप्रयोग मूल्य एक केंद्रीय नैदानिक ​​अध्ययन द्वारा सिद्ध किया गया है।
गैस्ट्रोएंटरोलॉजी (IF33.88), जो 2021 में गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल रोगों के क्षेत्र में शीर्ष अंतरराष्ट्रीय पत्रिका है, ने कुन्यान बायोलॉजिकल के सहयोग से फुदान विश्वविद्यालय के झोंगशान अस्पताल, फुदान विश्वविद्यालय के कैंसर अस्पताल और अन्य प्रतिष्ठित चिकित्सा संस्थानों के बहुकेंद्रीय अनुसंधान परिणामों की रिपोर्ट दी, जिसने कोलोरेक्टल कैंसर की प्रारंभिक स्क्रीनिंग और प्रारंभिक निदान में कोलोनऐक्यू® चांगऐक्यू® के उत्कृष्ट प्रदर्शन की पुष्टि की, और कोलोरेक्टल कैंसर के पूर्वानुमान की निगरानी में इसके संभावित अनुप्रयोग का प्रारंभिक रूप से पता लगाया।

स्टेज I-III कोलोरेक्टल कैंसर में जोखिम स्तरीकरण, उपचार संबंधी निर्णयों के मार्गदर्शन और प्रारंभिक पुनरावृत्ति निगरानी में सीटीडीएनए मेथाइलेशन के नैदानिक ​​अनुप्रयोग को और अधिक मान्य करने के लिए, शोध दल ने स्टेज I-III कोलोरेक्टल कैंसर के 299 रोगियों को शामिल किया, जिनकी रेडिकल सर्जरी हुई थी और सर्जरी से एक सप्ताह पहले, सर्जरी के एक महीने बाद और पोस्टऑपरेटिव सहायक थेरेपी के दौरान प्रत्येक फॉलो-अप बिंदु (तीन महीने के अंतराल पर) पर गतिशील रक्त सीटीडीएनए परीक्षण के लिए रक्त के नमूने एकत्र किए गए थे।
सबसे पहले, यह पाया गया कि सीटीडीएनए परीक्षण कोलोरेक्टल कैंसर के रोगियों में पुनरावृत्ति के जोखिम का प्रारंभिक पूर्वानुमान लगा सकता है, ऑपरेशन से पहले और ऑपरेशन के तुरंत बाद दोनों ही स्थितियों में। ऑपरेशन से पहले सीटीडीएनए पॉजिटिव पाए गए रोगियों में ऑपरेशन के बाद पुनरावृत्ति की संभावना ऑपरेशन से पहले सीटीडीएनए नेगेटिव पाए गए रोगियों की तुलना में अधिक थी (22.0% > 4.7%)। ऑपरेशन के तुरंत बाद भी सीटीडीएनए परीक्षण पुनरावृत्ति के जोखिम का पूर्वानुमान लगाने में कारगर रहा: रेडिकल रिसेक्शन के एक महीने बाद, सीटीडीएनए पॉजिटिव रोगियों में नेगेटिव रोगियों की तुलना में पुनरावृत्ति की संभावना 17.5 गुना अधिक थी; टीम ने यह भी पाया कि सीटीडीएनए और सीईए के संयुक्त परीक्षण से पुनरावृत्ति का पता लगाने में प्रदर्शन में थोड़ा सुधार हुआ (एयूसी=0.849), लेकिन अकेले सीटीडीएनए परीक्षण (एयूसी=0.839) की तुलना में यह अंतर महत्वपूर्ण नहीं था।
वर्तमान में, जोखिम कारकों के साथ नैदानिक ​​​​चरण निर्धारण कैंसर रोगियों के जोखिम स्तरीकरण का मुख्य आधार है, और मौजूदा प्रतिमान में, बड़ी संख्या में रोगियों में अभी भी रोग की पुनरावृत्ति होती है [4], और बेहतर स्तरीकरण उपकरणों की तत्काल आवश्यकता है क्योंकि क्लिनिक में अति-उपचार और अल्प-उपचार दोनों एक साथ मौजूद हैं। इसके आधार पर, टीम ने चरण III कोलोरेक्टल कैंसर वाले रोगियों को नैदानिक ​​​​पुनरावृत्ति जोखिम मूल्यांकन (उच्च जोखिम (T4/N2) और कम जोखिम (T1-3N1)) और सहायक उपचार अवधि (3/6 महीने) के आधार पर विभिन्न उपसमूहों में वर्गीकृत किया। विश्लेषण में पाया गया कि सीटीडीएनए-पॉजिटिव रोगियों के उच्च-जोखिम उपसमूह में, यदि उन्हें छह महीने की सहायक चिकित्सा प्राप्त हुई, तो पुनरावृत्ति दर कम थी; सीटीडीएनए-पॉजिटिव रोगियों के कम-जोखिम उपसमूह में, सहायक उपचार चक्र और रोगी परिणामों के बीच कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं था; जबकि सीटीडीएनए-नेगेटिव रोगियों का पूर्वानुमान सीटीडीएनए-पॉजिटिव रोगियों की तुलना में काफी बेहतर था और ऑपरेशन के बाद पुनरावृत्ति-मुक्त अवधि (आरएफएस) भी लंबी थी; स्टेज I और कम जोखिम वाले स्टेज II कोलोरेक्टल कैंसर के सभी सीटीडीएनए-नेगेटिव रोगियों में दो साल के भीतर कोई पुनरावृत्ति नहीं हुई; इसलिए, नैदानिक ​​​​विशेषताओं के साथ सीटीडीएनए के एकीकरण से जोखिम स्तरीकरण को और बेहतर बनाने और पुनरावृत्ति की बेहतर भविष्यवाणी करने की उम्मीद है।

चित्र 1. कोलोरेक्टल कैंसर की पुनरावृत्ति का शीघ्र पता लगाने के लिए POM1 स्तर पर प्लाज्मा ctDNA विश्लेषण।
डायनामिक सीटीडीएनए परीक्षण के आगे के परिणामों से पता चला कि निश्चित उपचार (रेडिकल सर्जरी + सहायक चिकित्सा के बाद) के बाद रोग की पुनरावृत्ति की निगरानी के चरण के दौरान, सकारात्मक डायनामिक सीटीडीएनए परीक्षण वाले रोगियों में नकारात्मक सीटीडीएनए परीक्षण वाले रोगियों की तुलना में पुनरावृत्ति का जोखिम काफी अधिक था (चित्र 3एसीडी), और सीटीडीएनए इमेजिंग की तुलना में 20 महीने पहले तक ट्यूमर की पुनरावृत्ति का संकेत दे सकता है (चित्र 3बी), जिससे रोग की पुनरावृत्ति का शीघ्र पता लगाने और समय पर हस्तक्षेप की संभावना मिलती है।

चित्र 2. कोलोरेक्टल कैंसर की पुनरावृत्ति का पता लगाने के लिए अनुदैर्ध्य समूह पर आधारित सीटी डीएनए विश्लेषण।

"कोलोरेक्टल कैंसर में बड़ी संख्या में ट्रांसलेशनल मेडिसिन अध्ययन इस अनुशासन का नेतृत्व करते हैं, विशेष रूप से सीटी डीएनए-आधारित एमआरडी परीक्षण पुनरावृत्ति जोखिम स्तरीकरण को सक्षम करके, उपचार निर्णयों का मार्गदर्शन करके और प्रारंभिक पुनरावृत्ति निगरानी द्वारा कोलोरेक्टल कैंसर रोगियों के ऑपरेशन के बाद के प्रबंधन को बढ़ाने की अपार क्षमता प्रदर्शित करता है।"

उत्परिवर्तन का पता लगाने के बजाय डीएनए मेथाइलेशन को एक नए एमआरडी मार्कर के रूप में चुनने का लाभ यह है कि इसके लिए ट्यूमर ऊतकों की संपूर्ण जीनोम अनुक्रमण स्क्रीनिंग की आवश्यकता नहीं होती है, इसका उपयोग सीधे रक्त परीक्षण के लिए किया जाता है, और सामान्य ऊतकों, सौम्य रोगों और क्लोनल हेमेटोपोइसिस ​​से उत्पन्न होने वाले दैहिक उत्परिवर्तनों का पता लगाने के कारण गलत-सकारात्मक परिणामों से बचा जाता है।
यह अध्ययन और अन्य संबंधित अध्ययन इस बात की पुष्टि करते हैं कि सीटीडीएनए-आधारित एमआरडी परीक्षण, स्टेज I-III कोलोरेक्टल कैंसर की पुनरावृत्ति के लिए सबसे महत्वपूर्ण स्वतंत्र जोखिम कारक है और इसका उपयोग सहायक चिकित्सा के "वृद्धि" और "कमी" सहित उपचार संबंधी निर्णयों को निर्देशित करने में किया जा सकता है। एमआरडी, स्टेज I-III कोलोरेक्टल कैंसर के लिए सर्जरी के बाद पुनरावृत्ति का सबसे महत्वपूर्ण स्वतंत्र जोखिम कारक है।
एमआरडी का क्षेत्र तेजी से विकसित हो रहा है, जिसमें एपिजेनेटिक्स (डीएनए मेथाइलेशन और फ्रैगमेंटोमिक्स) और जीनोमिक्स (अल्ट्रा-डीप टार्गेटेड सीक्वेंसिंग या होल जीनोम सीक्वेंसिंग) पर आधारित कई नवीन, अत्यधिक संवेदनशील और विशिष्ट परीक्षण उपलब्ध हैं। हमें उम्मीद है कि कोलोनएआईक्यू® बड़े पैमाने पर नैदानिक ​​अध्ययन आयोजित करना जारी रखेगा और एमआरडी परीक्षण का एक नया संकेतक बन सकता है जो सुलभता, उच्च प्रदर्शन और किफायतीता को जोड़ता है और नियमित नैदानिक ​​अभ्यास में व्यापक रूप से उपयोग किया जा सकता है।
संदर्भ
[1] मो एस, ये एल, वांग डी, हान एल, झोउ एस, वांग एच, दाई डब्ल्यू, वांग वाई, लूओ डब्ल्यू, वांग आर, जू वाई, कै एस, लियू आर, वांग जेड, कै जी. परिसंचारी ट्यूमर डीएनए मेथाइलेशन के माध्यम से स्टेज I से III कोलोरेक्टल कैंसर के लिए आणविक अवशिष्ट रोग का प्रारंभिक पता लगाना और जोखिम स्तरीकरण। जेएमए ऑन्कोल। 2023 अप्रैल 20।
[2] “चीनी आबादी में कोलोरेक्टल कैंसर रोग का बोझ: क्या यह हाल के वर्षों में बदल गया है?, चाइनीज जर्नल ऑफ एपिडेमियोलॉजी, वॉल्यूम 41, नंबर 10, अक्टूबर 2020।
[3] ताराज़ोना एन, गिमेनो-वालियेंटे एफ, गैम्बार्डेला वी, एट अल। स्थानीयकृत कोलोन कैंसर में न्यूनतम अवशिष्ट रोग को ट्रैक करने के लिए परिसंचारी-ट्यूमर डीएनए की लक्षित अगली पीढ़ी अनुक्रमण। एन ऑनकोल। 1 नवंबर, 2019;30(11):1804-1812।
[4] ताइब जे, आंद्रे टी, औक्लिन ई. गैर-मेटास्टैटिक कोलोन कैंसर के लिए सहायक चिकित्सा को परिष्कृत करना, नए मानक और परिप्रेक्ष्य। कैंसर ट्रीट रेव. 2019;75:1-11.