前言
原发灶不明的肿瘤(CUP)是指经组织学确诊,但根据基本评估标准不能明确肿瘤原发部位的转移性恶性肿瘤1。这类肿瘤典型的特征是侵袭性、早期转移和扩散方式难以预测2。CUP不是单一病种,而是一种异质性疾病,包括多种原发肿瘤类型但无法通过标准评估予以鉴别。一项系统综述报道了1994—2000年进行的12项尸检队列研究中884例CUP病例的情况,其中644例(73%)可以通过尸检明确原发灶,最常见的部位是肺(27%)、胰腺(24%)、肝胆(8%)、肾(8%)、肠道(7%)、泌尿生殖系统(7%)和胃(6%)3。在患者死亡前无法明确原发灶,是医生在患者的诊断和治疗上面临的困境。基于转录组学的组织起源检测可以用于鉴定原发灶,具有良好的敏感性和特异性,已被广泛研究并商品化。然而,尽管对于大多数实体瘤化疗和分子靶向治疗具有差异性,但明确原发灶并进行精准治疗是否可以改善患者预后仍不清楚。在此,我们将对CUP的管理、组织起源检测的实用性和准确性研究数据,以及应用二代测序评估CUP等内容进行阐述。
发病率和患病率
据估计,CUP占全球确诊肿瘤的2%~5%4-6,年发病率为6~16/10万人年7-9。国家癌症登记处的研究显示,美国在20世纪80年代CUP发病率达到高峰,欧洲和澳大利亚在20世纪90年代达到高峰,随后发病率开始下降4, 10-12,这可能反映了影像诊断技术的进步和标准病理评估方法如免疫组化的发展,还有可能是其发病率确实下降了。然而,依靠登记来研究发病率和患病率会因诊断记录不全而受阻,经过更为详细的审核可能会使高达32%的CUP病例重新归类为其他原发肿瘤8。在美国,老年、女性、黑人、不富裕或受教育程度低的群体,CUP发病率更高10。然而,这些研究数据不能完全区分上述结果反映的是这些群体的CUP生物学特性不同还是诊断水平的差异。
来源和选择标准
我们在PubMed和Medline上检索了2005—2019年的英文文献,检索词为"隐匿性原发肿瘤(occult primary)""原发灶不明的肿瘤(cancer of unknown primary)"以及"起源不明的肿瘤(cancer of unknown origin)"。根据研究质量和研究设计选择纳入的文献,优先选择随机对照研究和样本量充足的前瞻性和回顾性研究。鉴于目前临床研究的进展,包括近年来重要的随机临床试验报告,我们还纳入了与本综述相关的其他来源的文献,如汇报相关随机临床试验最终结果的会议摘要。
CUP的临床表现和初步评估
由于CUP的异质性,患者可能出现与肿瘤累及部位相关的任何体征和症状。在影像学检查或临床推测不能确定原发灶时,至少应从最安全的部位进行细针穿刺活检,确保有足够的组织用于组织病理学分析,以及可能的分子和遗传学分析。免疫组化染色常规用于鉴定可能的原发部位,通常以分层方式进行,先确定恶性肿瘤的大体类型(癌、黑色素瘤、淋巴瘤或肉瘤),然后确定亚型和原发部位13-15。在大多数CUP病例中,组织病理学足以确定肿瘤是上皮来源,但不能进一步确定肿瘤的原发部位或组织分型。大约一半的CUP病例有转移性腺癌的病理表现,30%为未分化或低分化癌,15%为鳞状细胞癌。大约5%的CUP仅能归类为未分化肿瘤,是由神经内分泌癌、淋巴瘤、生殖细胞瘤、黑色素瘤、肉瘤和胚胎恶性肿瘤组成的混合瘤16。
如果常规组织病理学分析后仍然不能明确原发灶,则应按照权威癌症机构制定的指南共识做进一步评估。图1总结概括了一系列管理流程。美国国家综合癌症网络(NCCN)、欧洲肿瘤内科学会(ESMO)和英国国家健康与临床优选研究所(NICE)建议对所有患者进行基本评估,如框图1所示,并根据临床表现考虑其他的检查17-19。例如,上消化道内镜检查可能对有可疑体征、症状或实验室指标提示上消化道原发性疾病的患者有用。
在NCCN、ESMO或NICE指南中,不推荐常规使用正电子发射断层扫描(PET)评估CUP。然而,在某些情况下应该考虑使用。ESMO和NICE指南特别强调了PET扫描在孤立的颈淋巴结鳞癌患者中的潜在应用。一项meta分析包括了7项F-氟脱氧葡萄糖PET-CT检测原发灶的研究18,共有246例活检证实颈淋巴结癌细胞浸润且原发灶不明的患者,结果显示原发灶检出率为44%[95%可信区间(CI)31%~58%],敏感性极高,为97%(63%~99%),但特异性仅为68%(49%~83%)20。在其他CUP中,PET-CT也可能对肿瘤原发灶有提示作用。
然而,对于其他解剖部位的CUP患者来说,PET扫描的初步检出率是很低的。一项包括11项研究、433例CUP患者的meta分析显示,PET-CT检查的原发肿瘤检出率为37%,敏感性为84%(78%~88%),特异性为84%(78%~89%)21。最新的一项meta分析(包括20项研究中的1 942例患者)显示,原发肿瘤的检出率为40.9%(39.0%~42.9%)22。然而,将PET-CT与常规影像检查(如常规CT)进行比较的前瞻性临床试验尚不多见。在一项前瞻性研究中,136例伴有颈外转移的新确诊CUP患者接受了PET-CT检查,同时给予静脉和口服造影剂以强化CT图像的解读。影像学结果与多学科团队建立的参考标准相关,这一参考标准可用于确定最可能的肿瘤原发部位。PET-CT确定肿瘤原发部位的比例为38/135(28%),而常规CT鉴定肿瘤原发部位的比例为43/135(32%);两者在敏感性、特异性或准确性方面没有显著差异23。鉴于缺乏前瞻性试验数据表明PET-CT较常规CT的临床获益,指南不推荐将PET-CT扫描作为参考标准。
值得注意的是,在诊疗过程中鉴别生殖细胞肿瘤、淋巴瘤或其他血液系统恶性肿瘤患者至关重要,因为这些患者具有潜在的治愈可能。NCCN指南还建议优先鉴别甲状腺癌、神经内分泌肿瘤和肉瘤,它们的治疗选择和预后明显不同。
鉴别和管理CUP低危和高危亚群
低危亚群
在CUP的异质性群体中存在不同亚群,鉴别这些亚群十分重要,因为它们的治疗与未分化型CUP明显不同。低危亚群大约占CUP病例的10%~20%,可以根据临床和病理特征进行区分;即使没有实际检测到原发灶,上述特征也能够充分提示肿瘤起源部位18, 24,详见表1。
在女性患者中,颈部或腋窝淋巴结的局部转移癌是CUP的重要亚群,通过分别采用头颈部癌或乳腺癌的局部治疗方式,可以使患者获得潜在的治愈可能。对24项回顾性研究的系统综述发现,即使在初次评估时未发现乳腺原发灶,也有321/446(72%)例患有孤立性腋窝淋巴结转移癌的女性患者最终通过手术确诊了隐匿性乳腺原发灶25。鉴于如此高的原发肿瘤检出率,这些患者应该按照Ⅱ期乳腺癌进行治疗。
同样,如果疾病经过针对性的治疗可以改善预后,那么鉴别该疾病将是十分重要的。例如,在一项对42例诊断为结直肠癌的CUP患者进行的回顾性研究中,32例患者接受了针对结直肠癌的一线或二线治疗,其中位生存期为27个月。这项研究为回顾性,容易受到报道偏倚的影响,但研究数据可能表明,诊断为结直肠癌的患者亚群预后较好26。确定肿瘤的起源部位能对患者进行基于最佳证据的针对性治疗,因此可以合理的假设,如果实施有针对性的抗肿瘤治疗,许多患者的预后将得到改善。但是,这在CUP患者中还没有被广泛且明确地证实。
高危亚群
经过评估,大多数患者(80%~90%)不属于表1的低危亚群,而是归为高危亚群,预后较差。回顾性分析显示49例CUP高危亚群伴肝转移患者的中位生存期为10个月(95%CI 7~13个月),而对类似队列中另外4项已发表研究的系统综述显示,中位生存期为1.7~7.2个月27。在应用与选择化疗方案时必须考虑患者的预后。研究者根据150例未经筛选的CUP患者开发了预后模型,然后用另外116例患者的数据进行了验证,最终确定了体力状态差[美国东部肿瘤协作组体力状态评分(ECOG PS)2-3]和血清乳酸脱氢酶浓度升高是关键的独立预后变量。高危组的定义为体力表现差或者乳酸脱氢酶升高,其1年生存率为11%,中位生存期为3.9个月(预后良好组的1年生存率为45%,中位生存期为11.7个月)28。ESMO指南建议对于ECOG PS评分在0~1且乳酸脱氢酶正常的患者使用双药联合化疗;而对ECOG PS评分在2及以上或乳酸脱氢酶升高或两者兼而有之的患者,需要权衡化疗与最佳支持治疗的利弊。
对于具有良好体力状态的高危CUP患者,主要采用经验性化疗。在Ⅱ期研究中已经测试了多种化疗方案,但是没有一种方案显示出优越性。一项meta分析囊括了10项随机对照试验,这些试验使用16种化疗方案对543例高危CUP患者进行了治疗。分析结果发现,在宽可信区间下,没有任何一种方案比其他方案具有显著优势。这些研究中的化疗方案包括铂类、紫杉烷类、长春花碱、氟嘧啶类和伊立替康29。因此,NCCN和ESMO指南中列出了针对高危CUP患者的各种推荐或首选化疗方案,详见表2。
组织来源检测
随着各种常见和罕见肿瘤类型的基因组、转录组和表观遗传学研究不断进展,人们越来越了解各种肿瘤的分子基础。这些研究表明,不同类型的肿瘤在基因表达和其他分子特征上具有明显差异,提示可以通过将选定肿瘤的遗传和分子图谱与已知起源部位肿瘤的常见模式进行分析比较,从而揭示肿瘤样本的起源。例如,"癌症基因组图谱(Cancer Genome Atlas)"已经描述了多种类型肿瘤的基因组和基因表达变化,并正在"泛癌症图谱(Pan-Cancer Atlas)"中研究不同类型癌症之间的差异和相似之处30。在一项最新的分析中,对33种癌症的11 286个肿瘤样本进行了非整倍体、DNA甲基化、mRNA和microRNA图谱的检测。在10 165个肿瘤样本mRNA表达谱分析中,鉴定出25个分组,肿瘤类型是这些分组的主要驱动因素。此外,将具有相似组织学的肿瘤归为一类,如鳞状细胞形态肿瘤(包括颈部、头颈部以及肺部)。还根据相似的组织或器官起源归类,包括神经内分泌瘤和神经胶质瘤,皮肤和眼睛的黑色素瘤,透明细胞癌和乳头状肾癌,肝细胞癌和胆管癌,胃肠道的结直肠癌和胃腺癌,以及消化系统的胰腺癌和胃腺癌31。因此,分子特征如基因表达或microRNA图谱在不同的肿瘤组织之间是不同的,可以用来确定原发肿瘤的组织类型。目前已开发出多个商品化平台,通过分类器来识别CUP样本的组织起源。尽管已经有多项研究来验证这些检测法的敏感性和特异性(将在后续章节描述),但尚无明确鉴定组织真正来源的金标准,因此在分析结果时应考虑到这些局限性。
92基因实时聚合酶链反应检测
准确性
92基因组合(CancerTYPE ID, biootheranostics, San Diego, CA, USA)最初研发使用含有578个肿瘤样本(代表39类肿瘤)的训练集,包括一系列上皮和非上皮肿瘤。该基因组合包括87个在不同类型肿瘤中差异性表达的基因和5个在不同类型疾病中表达水平相对不变的内参基因。所选基因富含DNA结合转录因子和细胞表面受体蛋白。在验证队列中,该组合的分类准确率为87% 32。随后将训练集扩展到2 206个样本,能够代表30类肿瘤和54种组织学亚型,用以强化分类。将来源未知的肿瘤样本与数据库内参肿瘤各个亚型的基因表达谱进行比较,提供了将未知样本归类为已知肿瘤类型的可能。在内部验证研究中,该分类器对肿瘤类型的敏感性为85%,对组织亚型的敏感性为87% 33。在对187个福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)的肿瘤样本进行的单独测试集中,92基因检测对肿瘤类型的敏感性为83% 33。在三个独立实验室中进行的一项验证研究,对包含50多种亚型的790个FFPE肿瘤样本进行了分析,发现92基因检测对于肿瘤类型的总体敏感性为87%(84%~89%),特异性可达98%~99%以上。对肿瘤亚型分析的敏感性为82%(79%~85%),特异性为98%~99%以上。在转移瘤、组织学分级或病例组织有限等情况下,试验效力没有明显降低34。
对92基因组合分类法进行了多项回顾性研究,以确定检测的敏感性,并将结果与临床可行性相结合。对501例CUP患者进行了多中心的回顾性分析,其中38例患者在随后的诊治中发现了隐藏的原发灶,这些原发灶在常规治疗中显现出来。在这38例以原发灶为"金标准"的患者中,28例有足够的组织进行92基因实时聚合酶链式反应(RTPCR)检测,20/28例有充足的RNA质量和数量使92基因分类器能够预测起源部位。分析中正确结果占15/20(75%),错误结果占3/20(15%),不能分类的占2/20(10%)。相比之下,临床特征和免疫组化提示的6例原发灶中有5例正确;显示的13例2个或多个原发灶中有8例包含正确原发灶35。尽管病例数十分有限,但这项研究提供了早期证据,与标准临床评估相比,使用92基因分类法可以更明确地鉴定肿瘤原发部位。
基于这一经验,后续研究将这20例患者与另外151例使用92基因分类法进行前瞻性研究的CUP患者合并。在171例患者中,144例使用92基因分类法成功确定了单一肿瘤类型。其中最常见的肿瘤部位包括结肠26/171(15%),(肺)非小细胞18/171(11%),乳腺15/171(9%),肝细胞10/171(6%),卵巢9/171(5%),胰腺9/171(5%)。作为前期试验的更新,18/24(75%)患者最终确定了隐藏的肿瘤原发灶并通过92基因分类法准确鉴定了肿瘤类型。此外,经免疫组化鉴定出可能有肿瘤原发灶的52例患者中,40例(77%)与92基因组合结果一致36。因此,这些研究表明,与鉴定原发肿瘤的金标准相比,92基因分类法的准确率可达75%~77%。
在一项前瞻性的盲法研究中,将92基因分类法的准确性与标准的免疫组化病理评估进行了比较。研究包含了131例已知参考诊断的高级别肿瘤,以转移瘤为主,其中122例可以评估。将FFPE切片交给不知情的病理学家进行免疫组化染色,同时通过92基因分类法鉴定癌症类型。92基因检测对肿瘤类型的准确性为79%(96/122;95%CI 71%~85%),而免疫组化的准确性为69%(84/122;60%~76%)。敏感性差异的P值为0.01937。
临床应用
已经在一些前瞻性研究中对92基因分类法的临床实用性进行了评估。一项多中心的前瞻性Ⅱ期试验招募了有足够组织用于92基因检测的CUP患者。患者开始治疗前需2至3周等待92基因测定的结果,然后根据预测的起源组织按既定方案接受治疗。所包括的治疗方案是2008年10月至2011年12月招募期间的标准方案,尽管许多疾病的治疗方法后来又有了新进展。
这项研究的主要目的是评估基因分类法指导CUP患者治疗的效果,与既往研究的总生存期进行对照比较。总共招募了289例患者,其中252例(87%)成功完成了检测。在成功进行检测的患者中,247/252(98%)预测到起源组织;最常见的预测部位是胆道52/252(21%),尿路上皮31(12%),结直肠28(11%),(肺)非小细胞27(11%),胰腺12(5%),乳腺12(5%),其他部位均小于5%。在252例患者中,有223例(87%)在研究中接受了治疗,其中194例(87%)患者或者67%的入组人群接受了检测指导性治疗。194例患者的中位总生存期为12.5个月(95%CI 9.1~15.4个月)。对于治疗有效率较高的肿瘤类型(结直肠癌、乳腺癌、卵巢癌、肾癌、前列腺癌、膀胱癌、非小细胞肺癌、生殖细胞癌、低分化神经内分泌癌、淋巴瘤和小细胞肺癌),患者的中位生存期为13.4个月;而对于治疗有效率较低的肿瘤类型(胆管癌、胰腺癌、胃食管癌、肝癌、肉瘤、子宫颈癌、类癌、子宫内膜癌、间皮瘤、黑色素瘤、皮肤癌、甲状腺癌、头颈部癌和肾上腺癌),患者的中位生存期为7.6个月(P=0.04)38。与接受经验性治疗的对照组CUP患者中位生存期不到10个月相比,检测指导性治疗研究显示出结局的改善。当然,与过去相比,针对不同肿瘤类型的系统治疗已经有了显著的发展,特别是靶向治疗的预测性生物标志物和当前免疫检查点抑制剂的发展,所以我们需要研究当前疾病状况下的结局。
为确定基因分类法的临床影响,进行了一项前瞻性多中心的观察性试验。根据92基因检测的结果,以患者治疗方案的改变、治疗范围的缩小或治疗方案的剔除作为主要复合结局进行评估。通过指派肿瘤医生(n= 73)和病理医生(n= 34)完成相关调查从而评估主要结局。在该研究中,从2013年2月至2014年10月招募了444例患者,其中397例(89%)具有足够的RNA用于分析。在这些患者中,379例(95%)患者的肿瘤类型和组织学亚型是通过92基因检测确定的。在由肿瘤医生分析的271个结果中,92基因检测在很大一部分患者中证实或缩小了诊断范围,但结果通常并非最初所推测的那样。在79/271(29%)的病例中,临床上怀疑有单个原发灶,这些原发灶中有60%得到了证实,但该方法还在39%的病例中发现了过去未曾怀疑过的病灶。在30%(80/271)的病例中,鉴别诊断怀疑有两个或多个原发灶,该检测法缩小了66%病例的诊断范围,并在27%的病例中发现了之前未曾怀疑的原发灶。在肿瘤医生报告的其余112例无法判断原发灶的CUP病例中,该检测预测了97%病例的肿瘤类型。在这项研究中,只有203例患者继续接受治疗,肿瘤医生称,92基因检测改变了47%患者的原有治疗方案39,表明该检测对患者的治疗影响相当大。
基于微阵列的组织起源检测
"组织起源检测(癌症遗传学)"通过微阵列使用基因表达谱来确定肿瘤样本的基因表达谱与15种已知肿瘤类型的相似性。该检测使用从微阵列获得的1 550个基因表达谱,并报告15种可能组织类型的相似性评分(0到100分)。使用来自15种组织的2 039个人类肿瘤样本对该检测进行训练40。在4个独立的实验室对60例转移瘤和原发肿瘤冰冻组织样本进行了检测,结果表明该方法具有较高的重复性,总体一致性为89.4%(87.0%~92.5%)41。随后的盲法验证研究处理了4个实验室的547份冰冻肿瘤样本,其中258份(47%)样本来自转移组织,其余来自低分化或未分化的原发肿瘤组织。与参考诊断的总体一致性为87.8%(480/547;95%CI 84.7%~90.4%),敏感性为87.8%(84.7%~90.4%),特异性为99.4%(98.3%~99.9%)40。对21份新鲜冰冻CUP样本的回顾性研究发现,16份(76%)样本在单个组织中呈阳性结果,5份(24%)结果不确定。这项研究的局限性在于缺乏金标准,因为根据定义,CUP样本没有已知的原发肿瘤类型42。
随后,使用FFPE样本对该检测方法进行了验证研究。获得了462例转移性、低分化或未分化FFPE组织的微阵列数据,这些组织都有参考诊断,一致性为88.5%(85.3%~91.3%)。在3个独立实验室中证实其重复性,一致性达到89.3%(133/149)43。一项盲法、多中心、前瞻性研究试图将免疫组织化学和病理医生对肿瘤组织的判定与微阵列分析的准确性进行比较。将已知参考诊断的160例FFPE转移瘤样本,交由不知情的病理学家进行标准免疫组织化学分析和微阵列分析。微阵列检测结果与参考诊断一致性为89.2%,而免疫组化诊断的一致性为83.3%(优势比为2.9,1.2~6.7)。在51个低分化和未分化肿瘤样本中,微阵列分析的准确率为94.1%,而免疫组织化学准确率为79.1%(P=0.016),不过二者对高分化和中分化肿瘤样本的分析结果相似(微阵列准确率为85.3%,免疫组织化学准确率为86.8%;P=0.52)44。
研究分析总结
其他有关鉴定CUP组织起源检测方法的研究45-46,详见表3。这些检测方法目前还没有商品化,但已显示出检测组织起源的潜力。其中包括一种基于microRNA的分析方法,最初采用定量RT-PCR技术47-49,后期通过定制的微阵列加以改进,能够识别42种肿瘤,总体分析敏感性为85%,特异性超过99% 50。在临床诊断CUP患者中,第二代microRNA检测与初步诊断的一致率为70%(59/84),与最终诊断的一致率为92%(77/84)51。一个独立小组还使用92基因分类器的微阵列基因表达数据库,为原发灶未知的腺癌开发了一种独特的分类器,可鉴定出70/84(83%)已知来源的肿瘤52。最后,有研究组建立了一种10基因定量RT-PCR分析法,可以识别6种肿瘤(肺癌、乳腺癌、结肠癌、卵巢癌、胰腺癌和前列腺癌)53,并成功确定了63/104(61%)CUP患者的起源组织,不过大多数样本被鉴定为肺、胰腺或结肠来源54。但是,仅能对6种肿瘤进行分类不足以成功识别目前的原发肿瘤类型,特别是容易被误诊的胆道和胃食管等部位的肿瘤并未被包括在组合(panel)中。
使用组织起源检测的前瞻性随机临床试验
报道的第一项前瞻性随机研究是在日本的多个地点进行的,将CUP患者按1∶1的比例随机分配接受经验性卡铂-紫杉醇化疗或根据原发组织测试结果的部位进行特异性治疗55。然而,该研究使用的分子分类器并未经过前期验证且尚未商品化。分子检测需要新鲜的冷冻肿瘤标本,从中提取RNA,并运行Affymetric微阵列。使用源于可公开获取的基因表达综合(Gene Expression Omnibus)数据集或金代(Kindai)大学基因组生物学系的1 024个已知组织来源的肿瘤来开发训练数据,并随机留出十分之一的数据作为验证队列,以确定真实分类的比例。这一过程重复10次,平均交叉验证的准确率为78.6%。然而,这种微阵列分类器还没有在其他数据集上得到验证。在该试验中,130例患者被随机分组,所有患者都成功地进行了基因表达谱分析。29例患者中断治疗,其中19例患者随后确定了原发肿瘤部位,最后对余下的101例患者进行效力分析。其中,预测有胰腺癌26例(26%)、胃癌23例(23%)、淋巴瘤11例(11%)、尿路上皮癌8例(8%)、宫颈癌7例(7%),以及卵巢癌6例(6%)。
特定部位组的1年生存率为44.0%,经验性卡铂-紫杉醇组为54.9%(P= 0.264)。特定部位组和经验性卡铂-紫杉醇联合组的中位随访时间分别为9.7(1.2~83.9)个月和12.5(0.9~66.5)个月,中位总生存期分别为9.8(95%CI 5.7~13.8)个月和12.5(8.9~16.1)个月(分层对数秩P=0.896),分层Cox风险比为1.03(0.68~1.56)55。但是,在得出部位特异性治疗不能改善预后的结论之前,必须考虑到该研究的一些局限性。首先,该研究没有招募到足够数量的患者(研究共招募了114例患者),不满足初始统计分析的效能,可能导致统计力度不足。更重要的是,分子分析方法作为这项研究不可或缺的生物标志物,尚未得到独立样本的可靠验证,因此尚不清楚这种基于微阵列的分析方法是否具有临床应用所需的敏感性和特异性,因此我们无法确定该数据是否适用于其他分子分类器。最后,该研究的患者组合与以前的回顾性研究有很大不同,部位特异性治疗可能并不是常见疾病的最佳治疗方法。鉴于淋巴瘤的预后和治疗模式(treatment paradigms)的特殊性,建议为所有疑诊为淋巴瘤的患者选择不同的治疗模式,并且一般不考虑经验性卡铂-紫杉醇治疗。
尽管日本的这项研究存在几个关键缺陷,但从2019年ESMO大会上公布的GEFCAPI-04随机试验结果也可以看出,原发灶检测未带来显著的生存改善。该试验还显示,与经验性化疗相比,通过分子分类器采取针对特定部位的治疗并无显著生存获益。该研究中,CUP患者被随机分为两组,一组接受经验性吉西他滨-顺铂治疗,另一组接受基因表达检测,然后进行针对性治疗。该研究所使用的分类器已经既往文献充分报道,包括92基因CancerTYPE ID分类器(n=222)和组织起源路径检测(n=21)。主要终点是无进展生存期。从2012年3月至2018年2月招募患者,共对243例患者进行了随机化。分子分类器最常报告的原发肿瘤类型包括19%的胰胆管癌、11%的鳞状细胞癌、8%的肾癌和8%的肺癌。91/123例患者随机接受依据特定部位的针对性治疗。中位无进展生存期无显着差异,中央放射学检查(central radiologic review)的危险比为0.95(0.72~1.25),局部放射学检查(local radiologic review)的危险比为0.80(0.60~1.06)。总体生存率的次要终点在总体人群中也相似,危险比为0.92(0.69~1.23),中位数分别为10个月与10.7个月56。
日本试验和GEFCAPI-04试验的结果表明,与经验性化疗相比,部位特异性治疗不能改善患者结局,如中位无进展生存期或总生存期。然而,不同肿瘤治疗模式明显不同,并且非化疗方式主要用于某些特定癌症类型,例如肾细胞癌。在这些患者亚群中,经验性化疗可能导致不良预后,因此目前的临床实践和未来试验应侧重于确定哪些患者的原发疾病部位会显著影响治疗模式。
二代测序
CUP通常具有潜在的靶向基因组改变和突变。识别基因组突变并针对突变进行特异性治疗,对多种实体瘤患者(包括非小细胞肺癌、结直肠癌和黑色素瘤)的预后具有重要的临床意义。现有数据表明,CUP对靶向治疗有反应的突变率同样具有临床意义。
一项由Foundation Medicine公司对200例原发灶不明的肿瘤进行二代测序(NGS)的回顾性研究发现,其中192例(96%)至少鉴定出一种改变,169例(85%)至少具有一种临床相关性改变,并且研究还发现了26种可用于已知肿瘤类型靶向治疗的基因改变57。其中EGFR突变6例(3%),ERBB2扩增6例(3%),BRAF突变11例(6%),ALK融合2例(1%)57。重要的是,研究还描述了接受靶向治疗的病例,例如使用针对MET扩增或ALK融合的克唑替尼治疗,患者治疗反应明显57,表明确定适用于靶向治疗的基因组改变具有临床意义。
另一项在Memorial Sloan Kettering癌症中心对150例患者进行NGS的回顾性研究发现,137例(91%)至少检测到一种基因改变,而45例(30%)具有潜在的靶向改变。其中,BRAF V600E突变6例(4%),ERBB2扩增7例(5%),FGFR2/3融合4例(3%)。在这些患者中,15例(10%)接受了靶向治疗,治疗失败的时间从不足1个月到14个月不等;最长的治疗持续时间(5到14个月)出现在基因组重排的患者中,包括ALK融合、RET融合、FGFR2融合和NTRK1融合58。
通过液体活检利用循环肿瘤DNA(ctDNA)辅助评估基因组改变是一个新兴平台。对CUP患者ctDNA的分析表明,可用于靶向治疗的突变率与使用肿瘤组织的前两项研究结果相当。在加利福尼亚大学圣地亚哥分校的一项研究中,在2014至2016年使用Guardant分析对442例CUP患者进行了ctDNA检测,在此期间,使用NGS测试了54~70个基因。在442例患者样本中,有353例(80%)检测到ctDNA改变,而290例(66%)具有至少一种特征性的、可能致病的改变。靶向改变包括9例(2%)BRAF V600E,4例(1%)EGFR L858R和3例(1%)RET融合。共有282/442(64%)的改变具有理论上经FDA批准的治疗药物59。因此,这可能成为一种潜在的新型检测平台。
在解释这些有关基因组肿瘤检测的回顾性报告时,重要的是要注意对于"潜在可行"改变的定义尚有争议。例如,尽管ctDNA研究报告发现64%的患者具有对靶向治疗有潜在反应的突变,但其中多数仅是理论上可行,例如164例TP53突变的患者。这些研究并未清晰显示因检测结果而改变治疗方案的患者人数,也未有力证明突变检测的临床益处。最后,即使检测到"潜在可行"的改变,靶向治疗的实行也可能具有挑战性,因为监管部门尚未批准靶向药物在CUP的应用。鉴于此,建议此类患者参加临床试验,因为这可为患者提供接受靶向治疗的机会,同时提供用于确定这些治疗有效性和安全性的患者数据。
但是,与其他晚期实体瘤相比,在CUP中进行大型多基因NGS的基本原理没有差异。最近监管机构批准了根据生物标志物而非肿瘤原发部位所进行的治疗,包括NTRK融合或微卫星不稳定的癌症治疗,结果表明测序结果可能会影响标准治疗的选择,即使在原发灶不明的情况下亦是如此。然而,理想情况下,需要进行更多的前瞻性临床试验以显示在其他生物标志物定义的CUP群体中的临床益处,尽管此类研究的可行性较弱。这种益处可能仅限于小部分具有可以作为靶向治疗预测性生物标志物的基因组改变的患者。
NGS结果在鉴定组织起源方面的潜在作用
由NGS检测到的许多基因组改变或突变模式与某些原发肿瘤部位密切相关,因此可能有助于鉴定肿瘤原发灶。例如,APC功能缺失突变与结直肠癌高度相关,而与紫外线暴露一致的突变和皮肤黑色素瘤高度相关。通过机器学习可以识别这些模式,从而提高鉴定原发肿瘤类型的能力。最近,来自Memorial Sloan Kettering癌症中心的NGS数据被用来开发一个基于基因组学的分类器,使用22种癌症类型的7 791个样本作为训练集,然后该模型通过独立测试集对训练数据进行交叉验证。在交叉验证中,5 748/7 791(73.8%)的肿瘤类型被成功识别,而且该分类器成功地识别了8 623/11 644(74.1%)独立测试集中的肿瘤类型。不同类型肿瘤的预测概率不同,43.5%的病例可达95%以上,而大多数分类不准确样本的概率不到50%。该分类器在95/141(67%)的CUP患者中成功识别出可能起源组织的概率大于50%,偶尔会改变患者的临床治疗60。随着NGS在转移癌中的应用日益广泛,这些分类器可能为识别CUP的肿瘤类型提供更多的机会。
Caris已经开发了一种基于机器学习算法的分析,该算法使用NGS数据对40 000多个肿瘤样本进行了训练和验证,以确定原发肿瘤部位,肿瘤谱系分类器的准确率为82%到96%61。这种称为MI基因组图谱相似性(genomic profiling similarity,GPS)评分的分析方法现已商品化。总体而言,这些前期结果似乎可以和以前的组织来源检测的准确性相媲美,尽管尚不清楚这些结果是否会引起临床预后的改善。
潜在的免疫生物标志物
相当比例的CUP具有可能对免疫检查点抑制剂产生反应的生物标志物,包括微卫星不稳定性、肿瘤突变负荷和程序性死亡配体1(PD-L1)高表达。一项对389例CUP进行的回顾性分析,通过NGS检测总突变负荷(TML)和微卫星不稳定性,用免疫组织化学方法检测PD-L1表达。389例中有7例(1.8%)存在高度的微卫星不稳定性,且经免疫组织化学证实,其中6例存在错配修复蛋白缺失。在46/389(11.8%)的样本中发现高TML(≥17突变/Mb),在82/365(22.5%)的样本中发现至少5%的肿瘤细胞有PD-L1表达(使用SP 142抗体)62。这些发现引出一种假设,即部分CUP亚群可能对免疫检查点抑制剂有反应,最明显的是具有高微卫星不稳定的肿瘤患者,使用检查点抑制剂后,预后可能会有很大的不同。进一步评估免疫治疗的最佳生物标志物,以筛选适合接受免疫治疗的患者,对包括CUP在内的所有疾病都十分重要。
CUP基因突变检测的前瞻性临床试验
鉴于已经清楚地证明治疗对于存在基因组改变的肿瘤患者的益处,临床试验正在前瞻性地评估基因组改变,并根据潜在的改变对患者进行特异性治疗。NCI-MATCH和TAPUR等备受瞩目的试验招募了包括CUP在内的各种癌症患者。CUPISCO研究(clinicaltrials.gov编号NCT03498521)是一项以CUP为重点的Ⅱ期随机试验,纳入前期未接受治疗的腺癌或原发灶不明的低分化癌患者。CUPISCO研究比较了基于检测到的基因组异常而进行的分子靶向治疗与含铂化疗。在该研究中,研究者选择卡铂-紫杉醇、卡铂-吉西他滨或顺铂-吉西他滨对患者进行了3个周期的诱导化疗。标本组织(Archival tissue)使用基于杂交捕获的综合基因组图谱进行检测,并统计微卫星不稳定、TML和基因组杂合缺失。此外,使用DAKO 22C3抗体通过免疫组织化学方法检测PD-L1在肿瘤中的表达。然后,将完全缓解、部分缓解或病情稳定的患者按3∶1的比例随机分配,接受分子靶向治疗[根据分子肿瘤委员会(molecular tumor board)的建议和研究人员的最终决定]或是继续进行另外三个周期的化疗。根据分子肿瘤委员会的建议,疾病进展的患者将接受分子靶向治疗。该研究的主要终点是研究者评估的无进展生存期,预计评估790例患者63。
该研究仍在开放和招募中,中期(interim)可行性结果已在2019年ESMO大会上公布。研究回顾了303例患者的数据,其中96例(32%)符合分子靶向治疗组。值得注意的是,关键的基因组改变包括HER2(7%)、PIK3CA(6%)、NF1(6%)、NF2(5%)、BRAF(4%)、PTEN(4%)、FGFR2(4%)、EGFR(4%)和MET(4%)。此外,还观察到ALK(1%)、RET(1%)和ROS1(1%)等基因融合。高TML(≥20 mut/Mb)占9%,微卫星不稳定占1%。此外,14%患者的PD-L1表达水平较高,肿瘤比例评分(tumor proportion score)为50%及以上64。
有关CUP的新型分子靶向治疗的其他研究正在进行中。例如,CUPem研究招募了前期接受过至少一种化疗方案的CUP患者,对其进行PD-1抗体派姆单抗治疗。相关的研究正在计划中,包括基线时记录PD-L1表达的标本组织,但是这项研究未进行内在的生物标记物选择(NCT03752333)。NivoCUP的研究结果在2020年ASCO线上会议公布,结果显示,在曾接受治疗的患者中,总体有效率为10/45(22%,95%CI 11%~37%),在CUP初治患者中,总体有效率为2/11(18%,2%~52%)65。
新兴检测方法
大多数已发表的研究都使用商品化的组织起源检测方法来评估基因表达谱,但这些方法采用的技术较为陈旧。已发表的癌症基因组数据的增多使进一步分析转录组学、基因组学和表观基因组学成为可能,从而为确定组织起源提供更加准确的结果。154个基因表达特征在9 626份原发肿瘤样本和1 248份低分化或转移瘤样本中的准确率为别为97.1%和92% 66。使用癌症基因组图谱(Cancer Genome Atlas)的数据训练神经网络集合,并利用201个转移瘤(已知肿瘤类型)的RNAseq数据回顾性地确定原发肿瘤类型;总体中位准确率为86%67。一个名为EPICUP的DNA甲基化微阵列,经过训练可以识别38种肿瘤类型,并且在验证研究中显示出97.7%(96.1%~99.2%)的敏感性和99.6%(99.5~99.7%)的特异性68。
指南
本文将重点介绍NCCN,ESMO和NICE指南中有关原发灶不明或隐匿肿瘤的管理。西班牙肿瘤医学学会(Sociedad Espanola de Oncologia Medica; SEOM)于2017年公布了CUP的临床指南69,与NCCN和ESMO指南大体一致。NCCN指南强调,"目前不推荐将肿瘤测序和基因特征分析作为组织起源的标准检测手段",并指出"其可能对诊断有益,但未必对临床有益"。然而,该推荐等级为3级,表明在NCCN专家内部对于这些检测是否恰当仍存在较大争议17。SEOM指南同样指出,"基于分子研究的靶向治疗对临床益处的影响仍存在争议,证据水平和推荐程度都较低69。"ESMO指南也指出,组织起源检测"可能有助于确定某些患者中潜在原发肿瘤部位的诊断……然而,实施肿瘤原发部位的针对性治疗对患者预后的影响仍未明确,且未在随机试验中得到证实18。"最后,NICE指南也指出:"不应对暂定为CUP的患者使用基于基因表达的检测方法来确定原发性肿瘤19。"因此,所有指南都强调了显示组织起源检测效力的Ⅱ期或Ⅲ期随机化研究的必要性。新版指南极有可能纳入GEFCAPI-04和CUPISCO试验的最终结果,期待指南更新。
结论
随着新的预测性标志物和靶向治疗的出现,现今对肿瘤的治疗愈加重视个体化。目前CUP高危亚群的管理仍以经验性化疗为主。迄今为止,除了少数有治愈目的的临床方案可行,尚无研究显示出针对性化疗对疾病预后有显著改善。正如对已知肿瘤起源患者的管理,未来对CUP的管理将强调根据预测性生物标志物识别那些对靶向治疗和免疫治疗反应良好的患者亚群。
Lee Michael S, Sano Hanna K, 李倩, 等. 原发灶不明的肿瘤 [J] . 英国医学杂志中文版, 2021, 24(4) : 208-218. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1007-9742.2021.04.113.