在晚期 NSCLC 患者中，基于组织和血浆的 NGS 具有互补作用。然而，在初治患者中，将这两种方法相结合是否有额外的临床价值仍不清楚。回顾性收集了 275 例初治晚期 NSCLC 患者的临床和基因组数据，这些患者在诊断时接受了基于血浆的 NGS。分析了两个独立队列的患者数据，每个队列使用不同的基于血浆的 NGS 方法进行了评估：队列 1（n=127，Guardant360）和队列 2（n=148，FoundationACT/FoundationOne Liquid CDx）。队列 1 中 95 例患者（75%）和队列 2 中 108 例患者（73%）在当地同时接受了基于扩增子的组织 NGS 检测。队列 1 中 43 例患者（34%）和队列 2 中 49 例患者（33%）携带 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异。在一种方法已经检测到 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异的病例中，额外正交活检（组织+液体或液体+组织）没有提供显著的临床价值。相比之下，在检测未提供信息（未检测到ctDNA，组织不可及/不足），以及在大约 5% 的分子结果看似提供信息但未检测到驱动基因变异的患者中，额外正交活检增加了 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异的检出。血浆 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异的检出率在腺癌、≤20 包/年吸烟史和腹部转移患者中显著更高。本研究表明，如果初始方法未检测到 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异（包括分子结果看似提供信息的病例），应考虑增加序贯正交活检。
研究背景
非小细胞肺癌（NSCLC）患者的适当临床管理需要分子检测。在全球范围内，约 40% 的晚期 NSCLC 患者携带临床可操作基因组改变，尽管这一比例可能因年龄、种族、吸烟状况、组织学和其他因素而异。这些分子变异预测对当前获批用于一线治疗的药物的敏感性，其中靶向治疗的使用是必需或应优先考虑的。
在常规临床实践中，组织检测一直作为基因组分析的标准方法。最近，循环肿瘤 DNA（ctDNA）分子检测的进展促使使用基于血浆的下一代测序（NGS）方法指导 NSCLC 患者的个性化治疗。研究证明了液体活检在组织不可及或不足以进行分子检测时作为肿瘤活检的补充或替代方法的临床效用。此外，由于易于采样和更快的周转时间（TAT），其便利性促使其用于确诊或疑似肺癌患者的初始检查。一些研究表明，“血浆优先”方法可能缩短治疗时间并增加匹配靶向治疗的患者比例。然而，血浆成功检测到可靶向驱动基因变异在很大程度上取决于血液中脱落的 ctDNA 量，在临床上整合组织和液体活检的最佳方法仍不清楚。此外，在初治晚期 NSCLC 患者中将这两种方法相结合是否有额外的临床价值尚未得到大量评估。
本研究旨在分析在初治晚期 NSCLC 患者的初始分子诊断中，将基于血浆和组织的 NGS 相结合的临床效用。主要目的是评估在一线环境中结合使用液体和组织活检对于检测可靶向驱动基因变异的额外临床价值。
研究方法
回顾性地识别了 2019 年 1 月至 2022 年 12 月期间在我们机构前瞻性接受基于血浆的 NGS 作为初始分子诊断检查的一部分的初治晚期 NSCLC 患者。为了验证临床效用结果的可重复性，我们分析了两个独立队列的患者的临床和分子数据，每个队列通过不同的基于血浆的 NGS 方法进行评估。队列 1 包含 127 例患者，他们在 2020 年 11 月至 2022 年 12 月期间使用 Guardant360 分析了血浆样本。队列 2 由 148 例患者组成，其血浆样本于 2019 年 1 月至 2020 年 10 月在 BFAST 试验分子筛查（NCT03178552）中使用 FoundationACT 和 FoundationOne Liquid CDx（F1LCDx）进行分析。队列 1 中 95 例患者（75%）和队列 2 中 108 例患者（73%）的肿瘤组织数量和质量可用于分子检测，在当地同时接受了基于组织的 NGS 检测。表1总结了两个队列的基线临床特征。
表1
本研究中的所有患者均送检外周血，使用基于杂交捕获的测序方法进行基于血浆的 NGS 分析。在队列 1 中，使用了 73 基因 Guardant360 assay。在队列 2 中，在 BFAST 分子预筛查平台下进行液体活检和基于血浆的 NGS，使用 FoundationACT（n=82）assay或 F1LCDx（n=67）assay，分别检测 62 和 324 个基因。对于具有足够数量和质量组织的患者，我们同时对组织进行了基于靶向扩增子测序的 NGS。使用 Oncomine Focus Assay（OFA，n=190）或 Oncomine Precision Assay（OPA，n=13），分别检测了 52 个和 50 个基因。
根据功能和生物学相关性，将血浆或组织样本中检测到的基因变异注释为两大类：（i）意义未明的变异（VUS），那些功能结果和临床意义尚未确定的基因组改变；（ii）致病性或有害变异，那些经验证或预测会影响基因功能的基因组改变。然后，我们根据 ESMO 分子靶点临床可操作性量表（ESCAT）将这些有害变异细分为四个可操作性级别。我们主要分析 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异的检出情况，本研究中使用的所有血浆或组织assay均覆盖这些基因变异。
最后，将血浆和组织分子报告分为三类：1）驱动基因变异阳性：具有提供信息的分子结果的病例，检测到 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异；2）未提供信息：液体活检中未检测到 ctDNA 的病例，以及组织活检中组织不可及或不足或分子检测失败的病例；3）未检测到驱动基因变异：具有看似提供信息的分子结果但未检测到 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异的病例。
研究结果
共纳入 275 例患者。队列 1 中的 122 例患者（96%）和队列 2 中的 139 例患者（94%）获得了提供信息的血浆 NGS 结果，其中分别有 36 例（28%）和 35 例（24%）患者在 ctDNA 中检测到 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异（图 1）。队列 1 中 95 例患者（75%）和队列 2 中 108 例患者（73%）有足够数量和质量的组织，并获得了提供信息的组织 NGS 结果，其中分别有 31 例（24%）和 36 例（24%）患者携带 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异（图 1）。在队列 1 中，组织活检的中位 TAT 为 29 个日历日，液体活检为 11 天（p<0.001），在队列 2 中，分别为 27 天和 15 天（p<0.001）。
图1
队列 1 中的 43 例患者（34%）和队列 2 中的 49 例患者（33%）通过组织和/或液体活检检测到 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异（图 2A）。两个队列之间的 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异分布相似（图 2B）。以组织 NGS 为参考标准，液体活检检测 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异的阳性符合率（PPA）在队列 1 中为 77%，在队列 2 中为 61%。单独来看，没有一个 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异在两个队列中 PPA 一致较差（<50%）。总体而言，点突变是血浆和组织中最一致检测到的基因组改变，而基因融合以及其他结构变异（例如 METex14 改变）往往具有较低的总体 PPA（图 2C）。
图2
为了分析进行正交活检（组织+液体活检和液体+组织活检）检测 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异的增量价值，我们考虑了三种不同的临床情况：1）液体或组织活检驱动基因变异阳性病例；2）液体或组织活检未提供信息的病例；3）液体或组织活检未检出驱动基因变异的病例。首先，在血浆驱动基因变异阳性病例中，增加组织活检在队列 1（3%）的 1/36 例病例中检测到同时存在的 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异（一例 EGFR 突变患者液体活检漏掉了一个 ESCAT II 驱动基因变异 [MET 扩增]），而在队列 2 中没有（图 3A）。在组织驱动基因变异阳性病例中，增加液体活检未在任何队列中发现同时存在的 ESCAT I/II 驱动基因变异（图 3B）。
图3
接下来，我们分析了正交检测在液体或组织 NGS 检测未提供信息的病例中的效用。在未检测到 ctDNA 的病例中，基于组织的 NGS 在队列 1 的 3/5 例患者（60%）（5 个 ESCAT I 驱动基因变异 [1 例患者 1 个 KRAS-G12C 和 2 个 EGFR 突变，1 个 ALK 融合，1 个 BRAF-V600E 突变]）和队列 2 的 8/9 例患者（89%）（8 个 ESCAT I 驱动基因变异 [4 个 KRAS-G12C，1 个 BRAF-V600E，2 个 METex14 突变，1 个 ROS1 融合]）中检测到 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异（图 3A）。正如预期的那样，在组织检测未提供信息的病例中，增加液体活检在队列 1 的 10/32 例患者（31%）（11 个 ESCAT I 驱动基因变异 [8 个 EGFR 突变 – 1例患者检出 2 个，2 个 KRAS-G12C 突变，1 个 ALK 融合]）和队列 2 的 8/40 例患者（20%）（8 个 ESCAT I 驱动基因变异 [1 个 EGFR 突变，6 个 KRAS G12C 突变，1 个 RET 融合]）中检测到 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异（图 3B）。
然后，我们评估了正交活检在分子结果看似提供信息但未检测到驱动基因变异的患者中的附加价值。在液体活检未检测到驱动基因变异的病例中，基于组织的 NGS 在队列 1 的 4/86 例患者（5%）（4 个 ESCAT I 驱动基因变异 [1 个 EGFR 突变，2 个 KRAS-G12C 突变，1 个 ALK 融合]）和队列 2 的 6/104 例患者（6%）（6 个 ESCAT I 驱动基因变异 [3 个 EGFR 突变，1 个 RET 融合，1个 METex14 突变，1 个 ROS1 融合]）中发现 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异（图 3A）。类似地，在组织 NGS 未检测到驱动基因变异的病例中，增加液体活检导致队列 1 中 2/64 例患者（3%）（2 个 ESCAT I 驱动基因变异 [1 个 EGFR 突变，1 个 KRAS-G12C 突变]）和队列 2 中 5/72 例患者（7%）（4 个 ESCAT I [1 个 RET 和 1 个 ALK 融合，2 个 KRAS-G12C 突变] 和 1 个 ESCAT II [1 个 ERBB2 突变] 驱动基因变异）检测到组织遗漏的 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异（图 3B）。
队列 1 中 26 例患者（20%）和队列 2 中 21 例患者（14%）在整个病程中接受了基于组织和/或液体活检结果的靶向治疗。大多数通过组织或液体活检获得不一致的 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异结果并接受靶向治疗的病例（队列 1 中 n=11，队列 2 中 n=9）实现了持久的部分缓解（队列 1 中为 10/11，队列 2 中为 6/9）。
最后，为了尝试识别可能为“血浆优先”基因组分析方法理想候选者的患者，我们探索了是否有基线临床特征可以预测液体活检检出ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异。在两个队列中，血浆 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异的检出率在肺腺癌（队列 1：比值比 [OR]=7.55，p=0.003；队列 2：OR=4.58，p=0.004）、≤20 包年史（队列 1：OR=4.27，p<0.0001；队列 2：OR=2.68，p=0.013）、M1b-c 分期（队列 1：OR=3.25，p=0.010；队列 2：OR=2.55，p=0.026）和腹部疾病受累（队列 1：OR=4.19，p<0.0001；队列 2：OR=3.00，p=0.005）患者中显著较高（表 2）。
表2
讨 论
在本研究中，我们评估了在晚期 NSCLC 患者的初始临床管理中，将液体和组织活检相结合对于检测可靶向分子驱动变异的互补作用和附加价值。我们表明，在一种方法（液体或组织活检）已经检测到 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异的病例中，正交活检似乎提供有限或没有显著的临床价值，支持对某些病例进行序贯正交检测，而不是对所有 NSCLC 患者进行两种方法检测。我们进一步证实了在一种来源（组织或血浆）不可及或未提供信息的病例中，组织和液体活检在检测驱动基因变异和选择患者进行靶向治疗方面的互补作用。最后，我们的研究表明，正交序贯活检（组织+液体，或液体+组织）在那些分子结果看似提供信息但未检测到驱动基因变异的病例中，也可以有意义地增加 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异的检出。
据我们所知，本研究首次在两个独立的未经选择、新诊断、晚期 NSCLC 患者队列中评估了组织和液体活检的临床效用，这些患者分别使用两种不同的 FDA 批准的液体活检方法进行了检测。我们发现队列 1 中 34% 的患者和队列 2 中 33% 的患者组织、血浆或两者均检出 ESCAT I-II可靶向驱动基因变异。这些比例与其他评估初治晚期 NSCLC 患者的研究相似，并且正如预期的那样，略低于仅评估未经既往治疗筛选的非鳞状 NSCLC 患者的研究。
研究表明了基于组织和血浆的 NGS 分析在 NSCLC 患者中的互补作用，但在初治晚期 NSCLC 患者中，在临床上成功有效地将这两种方法结合的最佳方式仍不明确。第一个相关问题是“血浆优先”方法是否可以在常规临床实践中广泛采用。多项研究证明了首先进行液体活检的效用和临床相关性。最值得注意的是，最近，LIBELULE 研究表明，在随机环境中，对于影像学怀疑晚期 NSCLC 的患者，甚至在组织学诊断之前就进行液体活检，可以显著缩短分子检测时间和一线治疗等待时间，尤其是携带 ESCAT I 驱动基因变异的病例。我们的结果支持这种方法，证实与组织活检相比，TAT 明显更短，并且在约 25% 的未经选择的 NSCLC 病例中能够检测 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异。我们进一步提出，某些患者亚组（肺腺癌、≤20 包/年吸烟史的患者和胸外转移）似乎是初始液体活检的理想候选者，他们检出 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异的可能性更高。重要的是，在血浆中检测到 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异的患者不需要同时进行组织 NGS 检测，可以保留其组织，以便在需要时进行基于免疫的生物标志物分析或其他类型的分子检测（图 4）。
图4
然而，“血浆优先”方法的主要局限性之一是，不可忽视的一部分晚期 NSCLC 病例未脱落足够的 ctDNA，无法成功进行基于血浆的 NGS 检测。与既往研究一致，我们的研究证实在液体活检结果未提供信息（ctDNA 阴性）的情况下，需要组织 NGS，因为互补组织测序在大部分的这些病例中可能检测到 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异（图 4）。通常与一些驱动基因变异阳性肿瘤相关的某些临床特征（M1a 期或仅中枢神经系统疾病）也预测较低的 ctDNA 脱落，这至少可以部分解释在这些液体活检未提供信息的病例中，组织中 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异的高检出率。
值得注意的是，我们还观察到，在大约 5% 的液体活检看似提供信息但未检测到驱动基因变异的患者中，增加组织活检能够检测到血浆遗漏的 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异。血浆中检测到的一些致病性基因变异是潜能未定的克隆性造血（CHIP）的结果，这对基于血浆的 NGS 报告的解读造成了挑战。在 ctDNA 脱落不足的病例中，检测到 CHIP 相关基因变异会导致将液体活检结果错误解读为肿瘤信息。总的来说，我们认为这些结果表明，在接受“血浆优先”方法的患者中，在没有组织活检的情况下，只有检出 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异才应考虑提供信息的结果，用于指导治疗，强调了在其余病例中需要互补的序贯组织 NGS 检测（图 4）。值得注意的是，最近的一项大规模研究显示，ctDNA 肿瘤分数的定量可能有助于区分真阴性和假阴性血浆 NGS 结果，从而避免在那些更有可能是血浆真驱动基因变异阴性的患者中进行确认性组织检测。
尽管在一线环境中，“血浆优先”对于大多数晚期 NSCLC 患者是一种具有吸引力的方法，但需要考虑到的是，基于血浆的 NGS 并非在全球范围内都可及，未被广泛采用为晚期 NSCLC 患者初始管理的标准方法，大多数机构都先进行基于组织的 NGS。与我们在“血浆优先”方法中观察到的情况一致，在组织检测到 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异的病例中，同时进行正交液体活检没有额外的临床价值，因此这似乎不支持所有 NSCLC 患者同时进行组织和液体活检（图4）。
相比之下，当组织 NGS 未提供分子信息（不可及或不充分）时，使用液体活检的临床价值已在几项研究中得到广泛证明。该策略是指南推荐的，并在许多机构中被广泛采用，以促进晚期 NSCLC 患者的个性化治疗。在这种情况下，基于血浆的 NGS 可能检测到广泛的驱动基因变异，概括了 NSCLC 基于组织的分子景观。与这种范式一致，在我们的研究中，我们表明液体活检可以在 ~25% 的组织检测未提供信息的病例中检测到 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异，进一步强调了液体活检在这种情况下的既定临床价值（图4）。目前尚不清楚的是，对于那些组织 NGS 似乎提供信息但未检测到驱动基因变异的患者，液体活检的额外临床价值。一些研究表明，在大型基于杂交捕获的组织 NGS 检测提供信息的患者中，液体活检总体上不会增加驱动基因变异的检出，而其他使用更有限的基于扩增子的组织检测的研究发现，在这种特定情况下，液体活检在约 5% 的病例中可以增加可操作驱动基因变异的检出。我们的研究也在真实世界临床实践情况下使用了较有限的基于扩增子的组织 NGS 检测，发现在那些组织 NGS 提供明显信息但未检测到驱动基因变异（成功测序但未检测到基因变异，或致病性变异不在 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异范围内）的病例中，增加液体活检后，ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异的检出率有有意义的提高。在这种情况下，增加液体活检导致队列 1 和队列 2 中组织 NGS 遗漏的 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异患者分别增加了 3% 和 7%。总体而言，我们认为这些结果支持在组织不可及或不足以进行分子检测（未提供信息），以及在组织 NGS 结果看似提供信息但未发现驱动基因变异的患者中进行序贯液体活检（图 4）。
本研究需要在两个主要局限性的背景下进行解读。首先，这是一项单中心回顾性研究。我们纳入了连续的一线 NSCLC 患者，这些患者进行了液体活检作为其常规诊断和临床检查的一部分，其中大多数患者同时成功进行了基于组织的 NGS 检测，但本研究并非旨在前瞻性比较组织和液体活检在这种情况下的效用和性能。其次，我们使用了多个 panel，采用了不同的测序方法，尤其是血浆 NGS 基于杂交捕获，组织 NGS 基于扩增子。尽管我们关注临床效用分析，仅评估 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异的检出情况，本研究中使用的所有基于液体和组织的 NGS panel均覆盖这些驱动基因变异，但在解释本研究中观察到的液体和组织活检之间的不一致结果时，需要考虑不同panel分析性能的差异。其中一些差异也可以至少部分解释两个队列之间 PPA 值的细微差异。尽管存在该局限性，我们认为，我们的数据代表了真实世界临床实践，常规临床诊疗中可能使用不同panel进行液体和组织活检。此外，本研究并非旨在比较液体和组织活检的分析性能，而是分析将组织和液体活检相结合对于一线环境中检测 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异的临床效用和附加价值，无论使用哪种assay。基于在队列 1 和队列 2 中观察到的相似结果，在某些临床情况下液体和组织活检相结合的增量价值似乎与assay无关。
总之，本研究强调了在新诊断的晚期 NSCLC 患者中，将液体和组织活检相结合以最大限度地检出 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异的效用。我们的数据似乎更倾向于序贯而不是同步方法，在初始方法未检测到 ESCAT I-II 可靶向驱动基因变异时（包括分子检测未提供信息的病例以及看似提供信息但未检出驱动基因变异的病例），序贯增加正交活检（在选择“血浆优先”方法的病例中，组织加入液体，在选择“组织优先”方法的病例中，液体加入组织）。我们的研究还表明，肺腺癌、较少吸烟史和胸外疾病患者似乎是“血浆优先”NGS 检测的合适候选者。
参考文献：
Cabo HB-d, Siringo M, Conde E, Hernández S, López-Ríos F, Castelo- Loureiro A, García-Lorenzo E, Baena J, Herrera M, Enguita AB, Ruano Y, Zugazagoitia J, Paz-Ares L, Clinical Utility of Combined Tissue and Plasma Next-Generation Sequencing in Patients with Advanced, Treatment-Naïve, Non-Small-Cell Lung Cancer, JTO Clinical and Research Reports (2025), doi: https:// doi.org/10.1016/j.jtocrr.2024.100778.
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