前言
非小细胞肺癌（NSCLC）是全球癌症相关死亡的主要原因之一，作为一种高度异质性疾病，目前的辅助化疗策略仅为NSCLC患者带来了约5%的总生存率改善，效果相对有限。近年来，免疫检查点抑制剂与化疗的联合应用在无事件生存期（EFS）和总生存期（OS）方面显示出显著疗效。因此，这一联合治疗策略现已被视为早期NSCLC的新标准治疗方法。
目前，临床上主要通过TNM分期系统指导治疗选择，但该系统在患者风险分层和治疗决策方面存在不足。循环肿瘤DNA（ctDNA）作为一种新兴的生物标志物，与传统组织活检相比，ctDNA更容易获取、易于重复检测且周转时间更快。本文旨在探讨ctDNA在NSCLC早期阶段（esNSCLC）中的应用，包括其在围术期和辅助治疗中的潜力。
一
ctDNA在esNSCLC中的作用和特征
ctDNA是由肿瘤细胞释放到血液或其他体液中的无包膜的细胞外DNA片段。它是游离细胞DNA（cfDNA）的一部分，其比例与肿瘤负担有关：在肿瘤的早期阶段，这一比例可能低于1%，而在晚期阶段则可上升至10%-40%。
尽管ctDNA的释放机制尚未完全阐明，但普遍认为，随着肿瘤体积的增大，细胞凋亡和坏死的增加会导致ctDNA的释放。凋亡主要释放较短的DNA片段，而坏死则释放较长的DNA片段。此外，肿瘤细胞还可以通过外泌体主动分泌ctDNA，参与细胞间的沟通，从而可能影响肿瘤微环境并促进肿瘤的进展。
二
ctDNA在esNSCLC中的主要研究结果
为填补当前治疗策略中的空白，多项临床试验已经探索了在不同时间点采集的血液样本中ctDNA的检测和测量。这些试验包括评估ctDNA的清除过程，即从基线的可检测（阳性）水平转变为在系统治疗和/或手术后达到不可检测（阴性）水平的过程（表1）。
表1 评估ctDNA的新辅助、围手术期和辅助治疗临床试验
01
新辅助治疗和围手术期试验
Checkmate816研究：针对无已知ALK易位或EGFR突变的可切除NSCLC IB至IIIA期患者，该研究比较了纳武利尤单抗联合铂类化疗与单纯铂类化疗的效果。结果显示，联合治疗组的EFS显著延长，病理完全缓解率（pCR）更高，且对手术结果未产生负面影响。ctDNA评估显示，纳武利尤单抗组的ctDNA清除率为56%，而单纯化疗组为35%。ctDNA清除可能作为早期预测和预后生物标志物，但这一观点仍需更大规模的验证研究支持。
Nadim 2研究：该研究招募了可切除的IIIA或IIIB期NSCLC患者。实验组接受纳武利尤单抗联合铂类化疗的治疗方案，结果显示，其pCR率显著高于单纯化疗组（37% vs 7%）。基线ctDNA水平评估结果显示，低ctDNA水平的患者在PFS和OS方面均优于高ctDNA水平患者。
AEGEAN研究：这是一项III期研究，比较了比较度伐利尤单抗联合铂类双药化疗与安慰剂治疗的效果。度伐利尤单抗组在EFS、pCR和重大病理反应（MPR）均显著优于安慰剂组。此外，ctDNA检测结果表明，度伐利尤单抗组的ctDNA清除率显著高于安慰剂组，并且ctDNA的清除与更高的pCR和MPR率密切相关。
LCMC3研究：这项II期试验评估了新辅助阿替利珠单抗在无EGFR/ALK突变NSCLC患者中的疗效。结果显示，治疗前ctDNA检出率为72%，治疗后降至56%，术后进一步降低至10%。ctDNA水平显著降低与病理反应和肿瘤缩小呈现显著相关性。
总体而言，以上试验表明，ctDNA清除可能成为新辅助治疗的有用生物标志物，有助于评估患者的预后和治疗反应。
02
辅助治疗试验
IMpower010研究：这项III期试验评估了接受完全手术切除的IB-IIIA期NSCLC患者的辅助治疗效果。研究中，患者被随机分配接受1年辅助阿替利珠单抗治疗或最佳支持治疗（BSC）。结果显示，阿替利珠单抗显著改善了患者的无病生存期（DFS），尤其是在PD-L1表达达到或超过1%的患者中效果更为明显。术后ctDNA检测显示，ctDNA阳性的II-IIIA期患者预后较差。然而，在接受化疗的ctDNA阳性患者中，有62.1%实现了ctDNA清除，这与DFS的改善密切相关。
MERMAID-1研究：这项III期试验招募了89例完全切除的II-III期NSCLC患者，比较了辅助度伐利尤单抗联合化疗与安慰剂联合化疗的疗效。研究通过ctDNA分析评估微小残留病灶（MRD）状态，以探讨MRD识别作为早期复发预测标志物的潜力。
MERMAID-2研究：该研究纳入了II-III期NSCLC患者，以观察MRD阳性患者，并将其随机分配接受度伐利尤单抗或安慰剂治疗。研究的主要终点是PD-L1表达≥1%患者的DFS。
ADAURA研究：该研究评估了奥希替尼作为辅助治疗在IB-IIIA期EGFR突变NSCLC患者中的疗效。结果显示，奥希替尼组的DFS显著高于安慰剂组，此外，MRD检测显示，奥希替尼组中较低的MRD阳性率与更长的DFS密切相关。
总体而言，以上试验表明，ctDNA在辅助治疗中具有作为生物标志物的潜力，可用于患者分层和指导治疗决策。然而，仍需进行更大规模的前瞻性研究，以验证其对患者临床结局的影响。
三
ctDNA的现实限制和未来前景
ctDNA作为液体活检在esNSCLC中具有重要意义，它能够识别MRD，具有微创和可重复的优点。当前有两种主要方法用于MRD检测，分别具有不同的优缺点（图1）。
图1 肿瘤信息驱动和肿瘤非信息驱动的esNSCLC MRD检测方法
肿瘤信息驱动的方法：这种方法通过全外显子组测序（WES）来识别和追踪特定突变，具有高灵敏度，能够减少假阳性风险。然而，该方法的成本较高，依赖于肿瘤和血浆样本，且周转时间较长。
肿瘤非信息驱动的方法：这种方法仅通过血浆进行检测，成本较低，周转时间短，但需要排除由于克隆性造血（CHIP）导致的假阳性结果，可能需要额外的分析参数。
研究证据表明，在esNSCLC中，MRD阳性是一个负面预后因素，ctDNA检测与较差的预后相关。尽管ctDNA可能是一个预后因素，但其预测价值尚不明确。术后ctDNA阳性患者并不总是复发，部分复发可能与ctDNA无关，或者由于技术限制未能检测到。将ctDNA数据与其他临床病理信息结合，可能提高MRD检测的灵敏度。在一些研究中，ctDNA的阳性或阴性状态与多种组织学、病理特征和基因组特征相关。ctDNA的释放与肿瘤体积相关，且与特定基因型及内脏转移存在关联。ctDNA的微创特性和可重复性使其在确定治疗停止时机方面具有潜力，尤其是在对治疗反应良好的患者中（表2）。
表2 液体活检中ctDNA分析的优缺点
四
ctDNA在实践中应用
esNSCLC的治疗策略正在迅速演变，包括新辅助治疗和围手术期治疗中的的化疗免疫治疗、辅助免疫治疗以及针对癌基因依赖性疾病的靶向治疗。然而，在评估esNSCLC的治疗反应时，缺乏有效的预测生物标志物。初步数据显示，在转移性NSCLC中，ctDNA分析可以作为评估治疗期间进展风险的有效方法。在晚期NSCLC中，治疗后ctDNA的清除与预后改善相关。在新辅助和辅助治疗环境中，ctDNA有潜力成为临床试验中的新替代终点。此外，在围手术期，通过ctDNA检测MRD可能在治疗选择上具有重要的预后和预测价值。
01
ctDNA的预后作用
多项研究评估了ctDNA在esNSCLC中的预后作用。研究表明，ctDNA检测可以提供患者预后信息，并指导个体化的围手术期治疗方案。
LUNGCA-1研究：该研究收集了950份围手术期的血浆样本，结果发现，术前ctDNA阳性与较低的RFS相关，此外，术后3天和/或1个月的ctDNA阳性能够预测疾病复发。
Zang等人的研究：该研究定义了不同患者的关键时间节点，并对其进行了长期跟踪。研究结果表明，长期无法检测到MRD的患者可能被视为潜在治愈的群体。
Jung等人的研究：该研究发现，对于EGFR阳性NSCLC的I-IIIA期患者，术前ctDNA阴性和术后ctDNA清除与更长的DFS相关（图2）。
图2 ctDNA在esNSCLC中的预后作用
02
ctDNA在辅助治疗中的预测作用
早期的多项研究表明，ctDNA在esNSCLC辅助治疗中的预测作用具有重要意义。研究发现，术后ctDNA结果为阴性的患者可能不会从辅助治疗中获益，而术后ctDNA结果为阳性的患者接受辅助化疗显著改善了DFS。此外，ctDNA状态在辅助治疗期间或之后的动态变化能够反映肿瘤对治疗的反应，且ctDNA的清除与辅助治疗带来的临床获益密切相关。
一项回顾性队列研究证实，在具有MRD阳性的肺腺癌患者中，尤其是那些具有驱动突变的患者，靶向治疗在清除残余ctDNA方面优于单独化疗。CTONG 2201研究旨在验证根治性切除后，长期未检测到MRD的非小细胞肺癌患者是否不需要辅助治疗的假设。目前，该研究正在招募符合条件的候选者。如果这一假设得以证实，动态MRD监测可能成为术后避免过度治疗的可行策略。
03
ctDNA在新辅助治疗中的预测作用
ctDNA状态的变化与病理反应高度一致，且在新辅助治疗过程中ctDNA的清除可能成为早期预后指标。
鉴于这些数据和关于新辅助/围手术期治疗的近期研究，可以假设一个未来日常实践中ctDNA使用的流程图。在淋巴结阴性的早期NSCLC中，应根据组织学和下一代测序（NGS）为预先ctDNA阳性的肿瘤患者建议新辅助治疗。手术后，仅在术后ctDNA阳性的患者中，辅助治疗才能提供EFS和OS的优势，而驱动突变肿瘤（如EGFR或ALK阳性的NSCLC）仍将受益于辅助靶向治疗（图3）。
图3 根据ctDNA状态为I-IIA期NSCLC患者制定个性化围手术期治疗方案
在淋巴结阴性和阳性早期NSCLC患者中，基于ctDNA检测的个体化治疗方案被提议，以优化治疗效果（图4）。未来的临床研究中，ctDNA清除作为终点指标将有助于患者分层，并提高对无法获得基线样本患者的适应性。此外，无需组织样本的ctDNA检测方法将提高检测的可及性和效率，从而促进个性化治疗的实施。
图4 根据ctDNA状态为IIB-IIIB期（T3N2NSCLC患者制定个性化围手术期治疗方案
小结
ctDNA作为一种微创且可重复的方法，具有监测疾病进展、早期检测复发、评估治疗反应以及指导治疗决策的潜力。尤其在围手术期，ctDNA的应用尤为重要，因为其清除情况与更高的pCR率和更好的临床反应相关。然而，ctDNA的预测价值尚未完全明确，并且在标准化使用和融入临床实践方面仍面临诸多挑战。这些挑战包括假阳性风险、检测微量ctDNA的困难、缺乏统一的样本收集和分析方法，以及如何在现有分期系统中进行整合。为应对这些问题，研究者提出了一种基于ctDNA分析的个性化围手术期治疗方案。然而，未来的研究和技术进步将是确定其应用价值的关键。将液体活检纳入临床试验设计中，有助于标准化ctDNA分析，并验证其在复杂围手术期治疗中的有效性。
参考文献：
Passarella G, Canova S, et al. The hype around ctDNA guiding an informed perioperative therapeutic strategy in early-stage non-small cell lung cancer. Discov Oncol. 2025 Jan 29;16(1):100. doi: 10.1007/s12672-025-01826-7.
审校：Squid
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