结直肠癌（CRC）好发于直肠、乙状结肠和升结肠等部位，其中直肠癌和乙状结肠癌约占总病例的60%。CRC治疗以手术切除为主，根据临床病理风险因素，III期和部分II期CRC患者常采用术后化疗以根除微小转移病灶（MRD）；但仅依靠临床病理风险因素为CRC患者制定化疗方案并不完全准确，可能导致患者治疗过度或者治疗不足。
目前，循环肿瘤DNA（ctDNA）已成为检测术后MRD和预测CRC复发的一种微创且可靠的预后标志物。由于缺乏前瞻性证据，MRD对总生存期（OS）的预后影响目前仍不清楚。此外，根据可操作的生物标志物进行基于ctDNA的MRD检测的预后和预测价值也尚未明确。
为解决上述难题，2020年GALAXY研究启动，这是迄今规模最大的前瞻性观察性肠癌MRD临床研究（CIRCULATE-Japan）中的一个分支研究，旨在检测根治性手术切除后II-IV期或复发性CRC患者基于ctDNA的MRD状态。该研究包含1,039名患者的初始报告（中位随访时间为16.7个月），术后ctDNA阳性与复发高风险之间存在显著相关性，且MRD阳性患者从辅助化疗（ACT）中获益更大。
近期，日本科研团队报告了GALAXY研究的最新结果，以“ctDNA-based molecular residual disease and survival in resectable colorectal cancer”为题发表在Nature Medicine。此次研究新纳入2,240名II–III期可切除结肠癌或IV期CRC患者、延长了随访时间，并全面评估了术后ctDNA检测的预后和预测价值及其与无病生存期（DFS）和OS的关联，探究了ctDNA MRD阳性能否根据可操作生物标志物分层预测结果，以及ctDNA在ACT应答中的清除情况能否反映治疗效果。总之，该研究结果为ctDNA监测用于切除术后复发和死亡风险分层提供了证据，或可用于指导CRC辅助治疗。
MRD和监测窗口期的ctDNA状态
此次研究共纳入2,240例可手术切除的CRC患者，包括IV期直肠癌或任何期结肠癌患者，血浆样本总数为13,429份，患者的中位随访时间为23个月。
经分析，有2,110名患者在MRD窗口期的ctDNA状态可用；除1例患者外，共有2,109例患者被纳入结局分析。其中15.93%为MRD阳性，MRD阳性患者中78.27%出现复发；而MRD阴性患者中只有13.14%出现复发。MRD阳性和MRD阴性患者的36个月DFS分别为16.7%和83.5%。在所有病理阶段中，均观察到MRD阳性与复发高风险的显著关联；与MRD阴性患者相比，MRD阳性患者与较差的OS显著相关（图2b）。
为评估ctDNA与其他临床病理风险因素相比的预后价值，研究团队在MRD窗口期中进行了多变量分析。结果显示，ctDNA阳性是与不良DFS和OS相关的唯一最重要预后因素；其他预示不良DFS和OS的临床病理因素包括BRAF V600E突变、淋巴结阳性和RAS突变（图2c，d）。较高的病理T分期与较差的DFS显著相关，但与较差的OS无关。此外，与连续ctDNA阴性的患者相比，任意时间ctDNA阳性患者的复发概率约高出34倍，并且表现出明显较短的OS（图2e，f）。
综上，MRD阳性不仅是DFS最重要的预测因子，也是OS最重要的预测因子，且优于传统的临床病理特征、微卫星不稳定性（MSI）状态和BRAF V600E突变。
ctDNA状态对复发后生存率的影响
研究团队发现，经手术切除的CRC患者中，ctDNA阳性不仅与复发风险增加有关，还与死亡率风险增加有关。为此，研究团队分析了随访期间出现放射学复发的患者的ctDNA状态与生存结果之间的关系（图3a，b）。结果显示，无论复发部位如何，MRD窗口期ctDNA阳性和阴性的复发患者之间OS的风险比（HR）一致（图3c）。在MRD窗口期与监测窗口期中，ctDNA阳性患者的OS均显著低于ctDNA阴性患者（图3d，e），ctDNA阳性与不良复发后生存率（PRS）显著相关。上述结果表明，如果能进行转移灶切除手术，寡转移性疾病（OMD）患者有望获得长期生存。
MRD状态作为患者接受ACT的判断因素
在CRC患者队列中，研究团队确定了多种可操作生物标志物，如高肿瘤突变负荷（TMB）、高微卫星不稳定性（MSI high）等。在上述生物标志物中，与MRD阴性相比，MRD阳性均与较差DFS显著相关。因此，MRD状态是所有可操作生物标志物的DFS预后指标。
为验证ACT对 MRD阳性和阴性患者的随访效果，研究团队还纳入了1,349名高风险病理分期II期或III期结肠癌患者进行分析。14.23%患者在MRD窗口期为ctDNA 阳性，其中75.52%接受ACT；85.77%患者在MRD窗口期为ctDNA阴性，其中49.35%接受ACT。结果显示，MRD阳性患者可从ACT治疗中获得显著益处，而MRD阴性患者在ACT治疗未观察到显著获益。
在MRD阳性的IV期可切除CRC患者中，无论患者是否接受新辅助化疗（NAC），观察组的DFS明显低于ACT治疗组；相较接受NAC的患者，接受初始手术的化疗未治疗患者的ACT获益程度更为明显。但在MRD阴性的IV期CRC患者中，无论是否接受NAC，均未发现ACT治疗获益。
ctDNA的清除模式及与复发的关系
研究团队分析了MRD阳性患者在接受ACT后的ctDNA清除率（分别从MRD评估到3个月和6个月的时间点）能否预测治疗效果和预后。结果显示，与接受ACT后ctDNA仍然阳性的患者相比，接受ACT后ctDNA清除患者的DFS和OS显著较好（图3）。此外，即使在术后3个月ctDNA清除的患者，其DFS和OS也明显优于ctDNA未清除患者，这凸显了ctDNA清除率作为早期疗效指标和长期疗效监管替代终点的潜力。
接下来，研究团队探究了MRD阳性患者接受ACT反应的ctDNA清除模式及其与DFS的关联。在MRD后可获得ctDNA的患者中，37.56%患者实现了持续的ctDNA清除，32.04%患者实现了短暂的ctDNA清除，而30.39%的患者未能清除ctDNA。与ctDNA持续清除患者相比，ctDNA短暂清除或未清除患者的DFS和OS显著缩短。
在ctDNA短暂清除患者中，超60%在术后9个月内重新检测为ctDNA阳性，几乎所有患者在术后18个月时均转为阳性，其中约50%的分子复发发生在术后6-9个月的时间段内，这恰好与ACT结束后的时段相吻合。这些结果支持了化疗抑制ctDNA释放的概念，并突显出纵向ctDNA监测在预测ACT长期获益和在积极系统治疗结束后需重复检测的必要性。
综上所述，通过扩大研究队列、延长随访时间，研究团队证明了基于ctDNA的MRD检测是可切除CRC患者OS和DFS的有力预后生物标志物。该研究发现MRD阳性且ctDNA阳性患者的OS和DFS显著缩短，接受ACT治疗可获得显著益处；与短暂清除相比，接受ACT治疗后ctDNA持续清除的患者DFS和OS明显更好。这项前瞻性研究结果提示，对CRC患者进行纵向ctDNA监测能够确定复发和/或死亡风险高且可能从ACT中获益的患者。此外，将ctDNA清除率评估纳入临床试验有可能简化和协助高效的药物开发。
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