腫瘤的發生和轉移不僅因為遺傳和表觀遺傳改變，也受到腫瘤微環境(tumor microenvironment, TME)的影響。TME促進多種細胞因子的分泌，這些細胞因子可能改善腫瘤生長或促進慢性炎症，導致不良的疾病預後。除了循環腫瘤DNA (ctDNA)等其他癌症特異性生物標誌物外，細胞因子在微創液體活檢中也有潛在的用途。既往研究表明，與健康對照組相比，不同癌症(如肺癌、卵巢癌、乳腺癌和結直腸癌)患者血清細胞因子水平與腫瘤發生風險存在顯著相關性。
大約3-7%的非小細胞肺癌存在ALK基因的結構重排(ALK + NSCLC)，導致翻譯蛋白的組成性激活。靶向治療ALK抑制劑的開發改善了ALK + NSCLC患者的預後。然而，治療耐藥性最終會產生，通常是通過繼發性ALK耐藥突變和其他獲得性改變的出現。因此，密切監測治療的成功或失敗對患者管理至關重要。有研究在回顧性ALK + NSCLC隊列中應用了下一代測序(NGS)對血漿DNA的測定，並通過單核苷酸變異的變異等位基因頻率(VAFmean)和t-MAD評分來量化ctDNA水平。結果發現ctDNA豐度與腫瘤進展有關，並具有識別早期分子進展的能力。
另外有報導稱，基於系統性炎症的預後評分在第一代ALK抑制劑治療的ALK + NSCLC患者中的預後意義。因此，一組來自德國的研究團隊在雜誌British Journal of Cancer上發表了一篇題為「Integrated circulating tumour DNA and cytokine analysis for therapy monitoring of ALK-rearranged lung adenocarcinoma」的文章。在這項研究中，作者旨在探討血清細胞因子水平與ALK + NSCLC患者縱向監測的相關性。在ALK + NSCLC隊列的一個亞群中，使用多重免疫分析法對一組細胞因子進行量化。此外，作者整合了先前發表的ctDNA數據和當前研究中生成的細胞因子數據集，以確定多分析物分類器的最佳組合，以區分穩定型和進行性疾病。
圖片來源：British Journal of Cancer
主要內容
血清IL-6、IL-8和IL-10水平在疾病進展時升高
本研究納入了先前報導的轉移性ALK +患者隊列中的一個亞群。回顧性收集38例患者的296份縱向血清樣本進行細胞因子分析。各細胞因子的生理血清豐度不同，中位數 （pg/mL）分別為: IL-12p70, 0.5591; IL-1β,0.9400; IFN-γ,2.960; IL-6, 4.980; IL-10, 7.958; TNF-α,8.496; IL-8, 14.21; MCP1, 299.3。IFN-γ、IL-1β和IL-12p70之間存在很強的正相關。
在測量的八種細胞因子中，相比疾病穩定期，疾病進展時收集的樣本中，IL-6、IL-8和IL-10的血清豐度顯著增加。且隨著疾病進展，IL-6、IL-8和IL-10呈增加趨勢(下圖b)。在疾病穩定的情況下，細胞因子水平在時間點上沒有變化(下圖c)。結果說明了血清IL-6, IL-8和IL-10在ALK + NSCLC中監測腫瘤的潛力。
IL-6、IL-8和IL-10的血清水平在疾病進展時升高。
圖片來源：British Journal of Cancer
IL-6、IL-8和IL-10與全身性炎症的臨床標誌物弱相關
由於細胞因子釋放可能受到腫瘤非特異性因素(如感染和類固醇給藥)的影響，作者比較了炎症的臨床標誌物，包括白細胞(WBC)計數、血液中性粒細胞百分比(% neutrophil)、血液淋巴細胞百分比(%lymphocyte)、CRP和LDH，與血清IL-6，IL-8和IL-10水平的關聯(如下圖)。任何細胞因子和炎症標誌物之間唯一的強相關性是IL-6和CRP (ρ = 0.61)，有可能是由於IL-6對蛋白質的轉錄誘導。這表明，IL-6、IL-8和IL-10不僅僅是患者全身炎症狀態的分子替代物，而且可以提供獨立的信息。
IL-6、IL-8和IL-10與全身炎症的臨床標誌物弱相關。
圖片來源：British Journal of Cancer
IL-6、IL-8和IL-10是獨立於ctDNA豐度的腫瘤進展標誌物
作者使用VAFmean (所有檢測到的變異等位基因頻率的平均值)和t-MAD評分(預計的全基因組的總拷貝數變化)來量化CtDNA豐度，並檢查了IL-6、IL-8和IL-10與這兩個ctDNA參數的相關性。結果顯示細胞因子和ctDNA標誌物之間不存在強相關性(下圖a)，這表明血清細胞因子分析可以獨立於ctDNA豐度區分穩定和進展性疾病。
IL-6、IL-8和IL-10和ctDNA標誌物無強相關性。
圖片來源：British Journal of Cancer
血清IL-8的變化是腫瘤進展的信息，並補充ctDNA分析以區分疾病狀態
為了儘量減少患者異質性和患者依賴性治療方案可能影響血清細胞因子生理基線水平的影響，作者使用兩個連續時間點之間細胞因子豐度的變化進行分析。結果發現IL-6、IL-8和IL-10仍然是最相關的疾病進展指標。剩餘細胞因子的變化在導致疾病穩定或進展的時間點之間沒有顯著差異。
考慮到ΔIL-6、ΔIL-8和ΔIL-10在識別進展性疾病方面的潛力，以及它們與ctDNA參數的相關性較差，作者試圖確定這些液體活檢參數的最佳組合(下圖c)。結果顯示血清中的ΔIL-8可以為腫瘤監測提供ctDNA參數的額外信息。ΔIL-8和ΔVAFmean聯用產生的ROC AUC為0.8547，比單獨使用ΔVAFmean的AUC有顯著改善。將ΔVAFmean添加到ΔIL-8和Δt-MAD的雙變量模型中，AUC為0.8936。這些結果表明，對於ALK + NSCLC的腫瘤監測，雖然全面的ctDNA分析(即使用ΔVAFmean和Δt-MAD)仍然性能優越，但血清細胞因子，特別是ΔIL-8提供的信息是獨立的，並補充了ctDNA突變分析數據。
血清細胞因子和ctDNA參數的組合分析用於鑑定ALK+NSCLC的疾病進展。圖片來源：British Journal of Cancer
總結與討論
大量研究表明炎症因子與幾種人類癌症的病因有關。在這裡，作者研究了細胞因子在ALK + NSCLC中用於腫瘤監測的效用，並評估了細胞因子分析與ctDNA在多分析物液體活檢方法中的正交優點。結果顯示血清IL-6、IL-8和IL-10在疾病進展時升高，其中IL-8作為生物標誌物的影響最為顯著。將IL-8的變化與ctDNA參數相結合，使分類器在識別疾病進展方面的性能最大化，但這並沒有明顯優於單獨基於ctDNA的模型。
IL-8介導免疫抑制TME，促進腫瘤血管化，並在各種癌症中通過激活PI3K-AKT和MAPK/ERK通路誘導上皮向間質轉化。血清IL-8水平也被證明可以反映非小細胞肺癌、前列腺癌、黑色素瘤和腎細胞癌等多種惡性腫瘤的腫瘤負擔和治療反應。IL-8也可通過浸潤巨噬細胞釋放，促進腫瘤血管生成。這些生物學作用可以作為我們隊列中腫瘤進展中細胞因子所顯示的生物標誌物能力的基本原理。
不過此研究受到患者隊列的小而異質性的限制。未來的研究還應考慮影響全身性炎症的健康狀況方面患者的臨床病史。其他血清細胞因子也可以篩選用於潛在的疾病監測用途，包括TGF-β以及其他被報導與NSCLC相關的血清細胞因子。需要在更大的前瞻性隊列中進一步驗證，以確定添加細胞因子評估是否可以改善臨床環境中當前的腫瘤監測模式。
來源：小桔燈網
作者：動力彩虹