《Cancer Treatment and Research Communications》:Reference materials and External Quality Assessment for Liquid Biopsy assays: Expert Opinions from the European Liquid Biopsy Society ctDNA Workshop
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随着液体活检在癌症临床决策中的重要性日益凸显,如何确保其检测结果的准确性与标准化成为关键挑战。本刊特推荐《Cancer Treatment and Research Communications》近期发表的由ELBS主办的专家研讨会共识。该研究系统探讨了ctDNA检测所需参考物质的理想特征、外部质量评估(EQA)应涵盖的关键变异类型与临床场景,旨在为检测方法的标准化、性能验证和质量控制提供权威指导,以最终提升液体活检在临床实践中的可靠性。
在精准医疗的时代,肿瘤治疗越来越依赖于对肿瘤基因变异的精准识别。传统的组织活检虽为“金标准”,但其侵入性、取样困难和难以实时监测等局限,促使了液体活检这一无创替代方案的蓬勃发展。其中,对血液中循环肿瘤DNA(ctDNA)的分析,已成为监测肿瘤基因图谱、指导靶向治疗和评估疗效的有力工具。然而,这项前沿技术在步入常规临床应用的路上,正面临着一道必须跨越的门槛:如何确保不同实验室、不同检测平台得出的结果是准确、可靠且可比的?就像一个精密的秤需要标准砝码来校准一样,ctDNA检测也需要高质量的“标尺”——参考物质和严格的外部质量评估(EQA)体系来确保其质量。目前,业界对于什么样的参考物质最理想、EQA应该评估哪些内容缺乏共识,这成为了制约液体活检标准化和临床信任的关键瓶颈。
为此,欧洲液体活检学会(ELBS)于2023年召集了来自分子病理学、临床肿瘤学、基因组科学、EQA专业和诊断开发领域的44位顶尖专家,举办了一场关于ctDNA检测中参考物质与EQA的专题研讨会。这场研讨会通过专题报告、互动讨论和问卷调查的形式,汇集了专家们的实践经验与核心诉求。其成果旨在为行业提供清晰的指引,推动建立更统一、更严谨的质量控制标准,最终确保基于液体活检的临床决策能够真正惠及患者。相关共识已发表在《Cancer Treatment and Research Communications》期刊上。
为了形成这些共识,研讨会主要采用了基于证据的专家研讨与问卷调查方法。专家们通过投票和讨论,就参考物质的特征、EQA方案的设计等关键议题达成共识,相关结果以图表形式进行总结归纳。
研究结果主要分为参考物质和外部质量评估(EQA)两大部分。
参考物质
专家们首先探讨了用于验证检测方法的参考物质的类型与特征。调查显示,大多数专家使用商业化的参考物质(71.4%),也有相当比例使用自制的、来源于细胞系DNA或合成寡核苷酸“掺入”血浆的材料。重要的是,专家们一致认为,理想的参考物质应尽可能模拟真实患者样本的生物化学特性。其中,cfDNA的片段大小分布(120-220 bp)和模态片段长度(~166 bp)被视为最重要的特征。此外,参考物质应提供一系列不同的变异等位基因频率(VAF),其野生型背景DNA应具有全基因组复杂性,推荐使用“瓶中基因组”(Genome in a Bottle, GIAB)这类经过充分表征的标准品。
在分析方法验证的关键参数上,专家们达成了高度一致。为了准确确定检测的95%检测限(LoD
95),需要使用具有精确已知等位基因频率的参考物质,并制备
三到五个连续稀释梯度,重点覆盖0.1%至1%这一临床相关的VAF范围。同时,评估时还应纳入不同的cfDNA上样量(如10 ng 对 50 ng)以检验方法的稳健性。对于空白限(LoB,即背景噪音水平)的评估,绝大多数专家(97.1%)认为其优先级甚至高于灵敏度,并倾向于联合使用健康供体样本和野生型参考物质进行评估。专家们还强调,在验证内部开发的检测方法时,应将参考物质与临床样本结合使用(94.3%),并且倾向于使用一个能涵盖多种变异类型(如单核苷酸变异SNV、插入缺失indel、结构变异、拷贝数变异SCNA)的综合性参考物质,而非仅针对特定热点或基因的单一材料。

外部质量评估(EQA)
在EQA应涵盖的变异范围方面,专家们针对不同癌症类型给出了具体建议。对于非小细胞肺癌(NSCLC),应包含所有临床相关的EGFR基因变异(如外显子19缺失、密码子858、790、719、797热点突变及外显子20插入),以及KRAS密码子12和13的突变。此外,还应纳入与临床指南一致的其他可操作生物标志物,如ALK、ROS1、BRAF、RET融合,以及TP53、KEAP1、ERBB2(SCNAs)、STK11、PIK3CA、MET外显子14跳跃突变和非密码子600的BRAF突变。对于结直肠癌(CRC),专家一致认为必须包含KRAS密码子12和13,并强烈支持纳入NRAS密码子12、13以及BRAF突变。随着泛癌种治疗的发展,专家们也支持在泛癌种EQA中加入PIK3CA、ESR1、BRCA1、BRCA2、TP53等基因的SNV和Indel,以及NTRK1/2/3、FGFR、ROS1、ALK、RET等基因融合的检测。
关于EQA的设计格式,专家们强调其材料应模拟cfDNA的生物学特性,并包含临床相关VAF范围内的多种遗传变异。鉴于当前EQA常使用较高的VAF(1-10%),而临床实践中ctDNA的VAF常≤1%,因此共识认为EQA应纳入更低水平(如0.5-1%)的VAF以更好反映真实情况。对于融合和拷贝数变异(CNA)的检测,考虑到ctDNA检测对融合的敏感性较低,多数专家(67.9%)倾向于EQA设计采用DNA与RNA结合的策略。同时,专家们一致认为应将SCNA纳入EQA。此外,EQA应扩展至非小细胞肺癌和结直肠癌之外的癌种,优先考虑乳腺癌、前列腺癌和原发灶不明癌症(CUP)。关键的检测适应症应包括:监测耐药突变、组织不可用时,以及检测耐药变异。最后,为确保高质量的临床报告,EQA应评估实验室报告的多个要素,包括基因分型准确性、VAF报告、检测细节、局限性说明、cfDNA总量、临床解读等。
本研究总结的专家研讨会共识,为ctDNA检测的标准化和质量控制提供了清晰的路线图。核心结论是,高质量的参考物质和全面的EQA方案对于确保液体活检的准确性、可重复性和临床可靠性至关重要。理想的参考物质应高度模拟临床cfDNA的特性,并提供涵盖低VAF(如0.1%-1%)的连续稀释系列,用于精确确定检测限(LoD)和空白限(LoB)。同时,EQA方案需要与时俱进,不仅涵盖非小细胞肺癌和结直肠癌中的关键突变,还应扩展至泛癌种,包含更多可操作的生物标志物如基因融合和拷贝数变异(CNA),并纳入反映真实临床场景的低VAF样本和复杂变异。此外,EQA应超越简单的变异检出,评估实验室的全面报告能力,包括基因分型、VAF、检测局限性和临床解读等。最终,EQA的双重核心目的是评估测试服务质量,并通过案例分享和最佳实践交流促进持续的教育与改进。这项工作的意义在于,它将分散的专家经验凝聚成可操作的共识,为诊断开发商、EQA提供者、实验室和监管机构提供了共同遵循的框架,有望推动全球范围内ctDNA检测的标准化进程,从而提升液体活检在癌症精准医疗中的整体质量与可信度,最终使患者受益于更可靠、更一致的检测结果。