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Welches sind die Anwendungsszenarien der MRD als leistungsfähiges Instrument zur Tumorüberwachung in der klinischen Forschung?

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Welches sind die Anwendungsszenarien der MRD als leistungsfähiges Instrument zur Tumorüberwachung in der klinischen Forschung?

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Von ihrer ausgereiften Anwendung im Bereich der hämatologischen Malignome bis hin zu ihrer Implementierung in die klinische Praxis bei soliden Tumoren verlagert sich der Wert der MRD allmählich von der Prognosebeurteilung zum prädiktiven Potenzial, das sich über alle Stadien der Tumorentwicklung erstreckt. Mit dem Beginn verschiedener interventioneller klinischer Studien könnte die präzise Diagnose und Behandlung auf der Grundlage von MRD-Ergebnissen in Zukunft die Landschaft der Krebstherapie umgestalten und das Überleben der Patienten erheblich verbessern. In dieser Ausgabe werden wir verschiedene Aspekte der MRD in einem Frage-und-Antwort-Format untersuchen, um einen umfassenden Einblick zu geben.

Grundlegendes Wissen

1. Was ist MRD?

MRD wird auf verschiedene Weise beschrieben: Minimal Residual Disease, Measurable Residual Disease und Molecular Residual Disease. Das ursprünglich auf hämatologische Malignome angewandte Konzept hat sich allmählich auf solide Tumore ausgeweitet. Es bezieht sich in erster Linie auf krebsbedingte molekulare Anomalien, die nach der Behandlung nicht durch herkömmliche Bildgebungs- oder Labormethoden nachgewiesen werden können, sondern durch Flüssigbiopsien entdeckt werden. Diese Anomalien dienen als Biomarker, die das Vorhandensein von Resttumorzellen im Körper nach der Behandlung anzeigen.

2. Was ist Whole Exome Sequencing (WES), und was ist tumorspezifisches WES?

Whole Exome Sequencing (WES):

a) Umfang der Sequenzierung: Umfasst alle kodierenden Regionen des menschlichen Exoms (über 20.000 Gene).

b) Sequenzierungstiefe: Effektive durchschnittliche Sequenziertiefe von ≥100×; Abdeckung von mindestens 95% bei 20×.

c) Sequenzierdaten: Effektives Datenvolumen von ≥10G.

SpaceGen hat unabhängig eine tumorspezifische Version der Whole Exome Sequencing (WES)-Tests entwickelt. Zusätzlich zur Standard-WES umfasst dieser Ansatz die Abdeckung von Tumor-Hotspot-Mutationsregionen, intronischen Regionen im Zusammenhang mit häufigen Genfusionen, pathogenen Stellen in nicht-kodierenden ClinVar-Regionen, SNP-Markern und Mikrosatelliten-Instabilitätsregionen (MSI). Die Ergebnisse der Baseline-Probentests decken gezielte Therapien, Immuntherapien und genetische Risikobewertungen ab.

3.Was ist eine tumorinformierte Analyse und was eine tumordiagnostische Analyse? Was sind ihre Merkmale?

Tumorinformierte Analyse (Tumorinformierte Strategie):Bei der tumorinformierten Analyse, auch bekannt als Tumorinformierte Strategie, wird zunächst die Tumorgewebeprobe eines Patienten untersucht, um bestimmte genomische Veränderungen zu verstehen. Anschließend werden bestimmte Varianten im Tumorgewebe mittels ctDNA-Analyse (zirkulierende Tumor-DNA) überwacht. Bei diesem MRD-Überwachungsansatz spiegelt sich der Grundsatz der Tumorinformation in folgenden Punkten wider (1) die Auswahl und Gestaltung der ctDNA-Überwachungsstellen auf der Grundlage der im Tumorgewebe nachgewiesenen Mutationen und (2) die Bestimmung des MRD-negativen oder MRD-positiven Status auf der Grundlage des Nachweises der vom Tumor stammenden Mutationen in der ctDNA. Das Signatera-Produkt von Natera ist ein Beispiel für die tumorgestützte Strategie. Es beginnt mit einer WES-Untersuchung des Tumorgewebes des Patienten, um dessen Mutationsprofil zu verstehen, gefolgt von einer personalisierten ctDNA-Analyse, die auf 16 spezifische Varianten abzielt.

Tumor-naive Analyse (Tumor-naive Strategie):

Die tumornaive Analyse, auch als Tumor-Naïve-Strategie bekannt, beruht nicht auf dem Nachweis von Mutationen im Tumorgewebe des Patienten. Stattdessen wird ein spezielles Panel für eine bestimmte Krebsart entwickelt und die ctDNA-Analyse aus dem Plasma des Patienten verwendet. Bei diesem Ansatz könnten neben der ctDNA-Analyse zur Bestimmung der MRD auch andere omics-Methoden, wie z. B. die Epigenetik, eingesetzt werden. Das MRD-Produkt von Guardant Health ist ein herausragendes Beispiel für die tumor-naive Strategie. Zusätzlich zur Mutationsanalyse beinhaltet dieses Produkt eine Methylierungsanalyse, um die Vorhersagesensitivität zu erhöhen.

4. Was sind die benutzerdefinierten Panels und die festen Panels von MRD?

Custom Panel" bezieht sich auf ein Paneldesign, das keine festen Gene und Loci enthält. Dabei werden große Panels, eine Ganz-Exom-Sequenzierung oder eine Ganz-Genom-Sequenzierung mit dem Gewebe des Patienten durchgeführt. Auf der Grundlage von Faktoren wie Kategorie, Art und Häufigkeit der Genmutationen wird eine bestimmte Anzahl personalisierter oder maßgeschneiderter Gene ausgewählt. Diese ausgewählten positiven Gene dienen als Referenzbasis für die spätere regelmäßige Überwachung und den Vergleich.

Ein festes Panel hingegen wird auf der Grundlage der molekularen Merkmale verschiedener Krebsarten erstellt. Es umfasst in der Regel Treibergene und molekulare Ziele für gezielte Therapien für verschiedene Krebsarten. Ein festes Gen-/Loci-Panel wird für High-Depth-Sequenzierung verwendet, um eine dynamische Überwachung durchzuführen.

Sowohl feste als auch benutzerdefinierte Panels können in einer Kreuzkombination sowohl für Tumor-informierte als auch für Tumor-naive Strategien verwendet werden. Feste Panels werden häufiger in Fällen eingesetzt, in denen keine Gewebeproben gewonnen werden können, wie es bei der Tumor-Naïve-Strategie der Fall ist.

5. Was ist der Arzneimittelurlaub?

Der Medikamentenurlaub, auch bekannt als intermittierende Behandlung, bezieht sich auf eine Strategie, bei der ein Medikament vorübergehend abgesetzt wird, nachdem eine zufriedenstellende therapeutische Wirkung durch langfristige Anwendung erreicht wurde. Trotz der Unterbrechung der Medikation bleibt die Wirksamkeit der Behandlung erhalten. Die Dauer der Medikamentenpause kann von einigen Tagen bis zu Monaten und sogar Jahren reichen. Das Konzept der Arzneimittelpause ist zwar nicht neu und wurde bereits bei anderen chronischen Erkrankungen, die eine Langzeitmedikation erfordern, angewandt, seine Anwendung im Bereich der Krebsbehandlung bedarf jedoch noch weiterer Forschung.

Eine kleine explorative Studie, die am Guangdong Provincial People's Hospital durchgeführt wurde und über die auf der WCLC 2021 berichtet wurde, war Teil der CTONG 1602 (NCT03046316) Studie.

Zu den Kriterien für einen Arzneimittelurlaub gehören:

1) Abwesenheit sichtbarer Läsionen in der Bildgebung (CT, MR oder PET/CT).

2) Negative minimale Resterkrankung (MRD).

3) Negatives karzinoembryonales Antigen (CEA).

Während der medikamentösen Pause erhalten die Patienten keine Behandlung, werden aber alle drei Monate durch CT-, CEA- und MRD-Untersuchungen überwacht.

Kriterien für die Wiederaufnahme der Behandlung:

1) Fortschreiten der Erkrankung (RECIST PD).

2) Positive MRD.

3) Allmählich ansteigende CEA-Werte.

Klinische Anwendung

1. Was sind die Unterschiede zwischen MRD und tumorbezogener Sequenzierung?

Bei der tumorgerichteten Sequenzierung geht es in erster Linie um die Identifizierung spezifischer genetischer Mutationen in einem Tumor, die für gezielte Therapien relevant sind. Sie dient als Diagnose- oder Orientierungshilfe für gezielte Behandlungen und kann auch zur Untersuchung von Resistenzmechanismen gegenüber gezielten Therapien eingesetzt werden. Zielgerichtete Sequenzierungspanels umfassen häufig auch andere molekulare Marker wie Mikrosatelliteninstabilität (MSI), Tumormutationslast (TMB) und Bewertung der Chemotherapieempfindlichkeit.

Die MRD hingegen zielt auf den Nachweis einer molekularen Resterkrankung ab. Sie bewertet das Ansprechen auf die Behandlung, überwacht das Auftreten von Rückfällen und ist nicht spezifisch für eine bestimmte Behandlungsmethode. Stattdessen konzentriert sie sich auf die umfassende systemische Behandlung von bösartigen Erkrankungen. MRD nutzt personalisierte oder feste Panels von ctDNA-Variationen, um das Ansprechen auf die Behandlung und das Auftreten von Rückfällen und Metastasen für jeden einzelnen Patienten dynamisch zu bewerten.

2. Für welche Krebsarten ist MRD derzeit geeignet?

Theoretisch ist MRD bei allen soliden Tumoren anwendbar. Einige Studien deuten jedoch darauf hin, dass Tumore des zentralen Nervensystems (ZNS) eine geringere Empfindlichkeit aufweisen könnten. Derzeit sind zahlreiche Forschungsergebnisse zu Krebsarten wie Lungenkrebs, Darmkrebs, Brustkrebs, Prostatakrebs, Speiseröhrenkrebs, Leberkrebs, Magenkrebs und Blasenkrebs veröffentlicht worden.

3. Was sind die klinischen Anwendungen von MRD in der Förderung?

Umfassendes perioperatives Management:

a) Bewertung des Nutzens einer neoadjuvanten Therapie: Baseline-Analyse von Biopsieproben + dynamische Überwachung der neoadjuvanten Therapiezyklen (mehrfach).

b) Postoperativer Nachweis von molekularen Restkrankheiten: Baseline-Analyse der postoperativen Proben + MRD-Bewertung (1 Mal).

c) Bewertung des Nutzens einer adjuvanten Therapie (Postoperativ/Progression): Postoperative/Biopsieproben-Basisanalyse + MRD-Bewertung (mehrfach).

d) Rezidiv-Überwachung: Postoperative/adjuvante Therapie: Baseline-Analyse + MRD-Bewertung (mehrfach).

Wie sollte der Zeitpunkt der Probenahme/Überwachung der MRD gewählt werden?

Derzeit gibt es keine etablierten Leitlinien oder Konsensdokumente mit standardisierten Empfehlungen für den Zeitpunkt der Baseline-Probenahme und der MRD-Überwachung. Im "Expert Consensus on Molecular Residual Disease in Non-Small Cell Lung Cancer" aus dem Jahr 2021 wird jedoch beschrieben, dass die Halbwertszeit von ctDNA etwa 35 Minuten beträgt und der ctDNA-Status drei Tage nach der Operation einen Hinweis auf das Risiko eines Rückfalls geben kann (DYNAMIC-Studie). Das erste Zeitfenster für MRD-Tests wird in der Regel innerhalb von 4 Monaten nach der kurativen Behandlung festgelegt, wie im Konsens erwähnt. Für lokal fortgeschrittene NSCLC-Patienten, die eine kurative Chemoradiotherapie erhalten und sich auf eine Konsolidierungsimmuntherapie vorbereiten, wird das Zeitfenster für MRD-Tests auf mindestens eine Woche nach der kurativen Chemoradiotherapie festgelegt (CAPP-Seq-Studie).

Derzeit empfiehlt der Konsens, dass das Zeitfenster für die erste MRD-Testung bei NSCLC innerhalb von 1 Woche bis 1 Monat nach der kurativen Behandlung liegen sollte.

4.Kann MRD mit der Tumor-informierten Strategie bei Patienten ohne Gewebeproben oder Behandlung eingesetzt werden?

Die MRD-Überwachung mit der Tumor-informierten Strategie erfordert die Sequenzierung von Tumorgewebe und die Anpassung des MRD-Detektionspanels auf der Grundlage der personalisierten Variationsinformationen des Patienten. Die Einschränkung dieser Strategie ist die Gewebeabhängigkeit, so dass die MRD mit der Tumor-informierten Strategie nicht ohne Gewebeproben eingesetzt werden kann.

Behandelte Patienten: Tumore weisen eine räumliche und zeitliche Heterogenität auf. Die Behandlungsoptionen für verschiedene Krebsarten können die molekularen Merkmale von Tumoren verändern. Es gibt Unterschiede zwischen der Ausgangsanalyse früherer Tumorproben und den molekularen Merkmalen nach der Behandlung, was die Genauigkeit der Testergebnisse beeinträchtigen kann. Gegenwärtig gibt es keine einheitliche Meinung in den Leitlinien und keinen Konsens. Für die Baseline-Analyse können rezidivierte/metastasierte Läsionen verwendet werden, für die dynamische Nachbeobachtung oder für die Tumor-naive Strategie.

6. Wenn die erste postoperative minimale Resterkrankung (MRD) negativ ist und eine klinische postoperative adjuvante Behandlung durchgeführt wird, ist es dann noch notwendig, eine mehrfache dynamische Nachbeobachtung durchzuführen?

Ein negatives MRD-Ergebnis bedeutet nicht, dass für den Patienten kein Risiko eines Rezidivs oder einer Metastasierung besteht. Ein postoperativer negativer molekularer Reststatus dient auch nicht als alleiniges Kriterium für die Beurteilung der Eignung einer adjuvanten Behandlung in der klinischen Bewertung. Selbst bei einem negativen MRD-Erstbefund ist es ratsam, die Rezidiv- und Metastasierungssituation bei den nachfolgenden Nachuntersuchungen dynamisch zu überwachen und die Überwachung und Diagnose auf der Grundlage der Empfehlungen der klinischen Ärzte fortzusetzen.

RaumGen

SpaceGen hat Dienstleistungen zur Erkennung molekularer Resterkrankungen (MRD) bei soliden Tumoren mit einem breit gefächerten Produktpanel eingeführt, das verschiedene MRD-Nachweise bei soliden Tumoren unterstützt, um den klinischen Anforderungen gerecht zu werden.

1. Wie sieht der technische Ansatz für den Nachweis molekularer Resterkrankungen (MRD) bei soliden Tumoren aus?

Die MRD-Detektion von SpaceGen beruht auf einer kundenspezifischen Panel-Teststrategie, die auch als Tumor-informierte Assays bekannt ist. Sie beginnt mit einer umfassenden Ganz-Exom-Sequenzierung (WES) des Primärtumorgewebes, um patientenspezifische genetische Mutationen zu identifizieren. Anschließend wird ein personalisiertes Panel entwickelt, das auf eine bestimmte Anzahl von Mutationsstellen im Gewebe abzielt und anschließend auf ctDNA (zirkulierende Tumor-DNA) getestet wird.

Tumorfokussierte WES-Tests (Tumorgewebe + peripheres Blut) → Auswahl spezifischer Mutationsstellen → Personalisierte Panelanpassung → Laufende Mehrfachüberwachung (periphere Blutproben)

2. Projektvorteile & Parameter

- Unabhängige Entwicklung einer auf den Tumor fokussierten Ganz-Exom-Sequenzierung (WES), die über die Standard-WES hinausgeht, indem sie auch Tumor-Hotspot-Mutationsregionen, intronische Regionen, die für häufige Genfusionen relevant sind, pathogene Stellen in nicht-kodierenden ClinVar-Regionen, SNP (Single Nucleotide Polymorphism)-Gerüste und MSI (Microsatellite Instability)-Regionen erfasst. Die Ergebnisse des Basisprobennachweises umfassen gezielte Therapien, Immuntherapien und genetische Risikobewertungen.

- Bei den personalisierten, kundenspezifischen Panels wird die von uns entwickelte Einzelprimer-Amplifikation mit der UMI-Technologie (Unique Molecular Identifier) zur Erstellung von Sequenzierungsbibliotheken kombiniert.

- Die automatisierte Auswahl der Überwachungsstellen erfolgt durch eine gewichtete Bewertung auf der Grundlage von Faktoren wie Mutationshäufigkeit, Genfunktion, Mutationstyp und Mutationsgrad. Dieser Ansatz erhöht die Empfindlichkeit bei der Auswahl von Überwachungsstellen.

- Die ultratiefe Sequenzierung (100.000X) in Kombination mit der UMI-Analyse erreicht eine Mutationsnachweisempfindlichkeit von 0,05 % und erfüllt damit die Anforderungen an die MRD-Nachweisleistung.

- Die Baseline-Analyse und die mehrfache dynamische Überwachung ermöglichen eine umfassende Tumordiagnose und -behandlung und bieten einen vollständigen Zyklus der dynamischen MRD-Überwachung im Verlauf der Krebsbehandlung.

3. Kombinationsmöglichkeiten

Flexibles, umfassendes Management mit mehreren Wahlmöglichkeiten:

- Whole-Exome-Baseline-Analyse + 1 Runde der dynamischen Überwachung

- Whole-Exome-Baseline-Analyse + 3 Runden dynamische Überwachung

- Ganz-Exom-Basislinienanalyse + 6 Runden dynamische Überwachung

- Vollständige Exom-Basislinienanalyse + N Runden dynamischer Überwachung

Anwendbar für die Prognosevorhersage, die Bewertung des Rezidivrisikos und die Überwachung der Wirksamkeit der Behandlung bei verschiedenen soliden Tumoren.