《npj Precision Oncology》：Profiling KRAS mutations in whole blood by error-corrected maximum depth sequencing
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为解决循环肿瘤DNA（ctDNA）测序在灵敏度与样本采集上的局限性，研究人员开发了针对全血的KRAS错误校正最大深度测序（K-MDS）。该技术能在健康人血液中检测到低至0.001%的癌细胞KRAS突变，且特异性达100%。在190例晚期癌症患者的前瞻性队列中，K-MDS对商业ctDNA检测已识别的致癌KRAS突变检出率达88%，并在接受EGFR或KRAS抑制剂治疗、及骨转移患者中显示出更优的检测性能。初步应用于18例胰腺癌术前血液样本，K-MDS可基于转移复发风险对患者分层。该研究为低ctDNA负荷场景下的精准突变检测提供了新工具。
在精准肿瘤学时代，液体活检通过分析循环肿瘤DNA（ctDNA）为癌症患者的基因分型、疗效监测和预后评估提供了微创手段。然而，现有ctDNA测序技术的临床应用仍面临两大瓶颈：一是下一代测序（NGS）的灵敏度有限，难以在血液中检测到极低丰度的肿瘤DNA；二是通常依赖特殊的样本采集与处理流程，限制了其在常规临床场景中的普及。尤其针对KRAS——人类癌症中最常发生突变的致癌基因之一——其突变状态对结直肠癌、胰腺癌等多种实体瘤的靶向治疗与耐药机制研判具有关键意义，但传统ctDNA检测方法在低突变频率样本中易漏检。因此，开发一种高灵敏度、高特异性且适用于常规全血样本的KRAS突变检测技术，成为临床亟待解决的问题。
为此，研究团队在《npj Precision Oncology》上发表了题为“Profiling KRAS mutations in whole blood by error-corrected maximum depth sequencing”的论文。他们开发了一种名为KRAS错误校正最大深度测序（K-MDS）的新方法，将其适配于常规采集的全血样本，旨在提升KRAS突变的检测性能，特别是在ctDNA含量可能较低的情况下。
为开展研究，作者主要采用了以下关键技术方法：基于错误校正原理的最大深度测序（MDS），通过对DNA模板的独特分子标识（UMI）和双链（正向与反向链）独立测序与一致性分析，大幅降低测序错误；建立突变特异性检测阈值，以优化信号识别；使用癌细胞系梯度稀释至健康人全血的模拟样本进行灵敏度与特异性验证；并前瞻性收集了190例晚期实体瘤患者的全血样本，所有患者均同步进行了商业ctDNA检测或肿瘤组织测序，以此作为验证队列；此外，还纳入了一个由18例接受根治性切除的胰腺腺癌患者组成的探索性队列，收集其术前全血，用于评估K-MDS在低肿瘤负荷背景下的预后分层潜力。
研究结果
K-MDS在模拟样本中展现出极高灵敏度与特异性
研究人员将带有致癌KRAS突变的癌细胞系梯度稀释后掺入健康人全血。K-MDS技术能够在突变等位基因频率（MAF）低至0.001%的水平下，100%特异性地检测出KRAS突变，证明了其在极低丰度突变检测方面的卓越能力。
在前瞻性临床队列中与商业检测对比具有高一致性与补充价值
在190例晚期癌症患者的前瞻性队列中，K-MDS成功检出了商业ctDNA检测或肿瘤测序已识别的致癌KRAS突变，总体符合率达88%。通过分析双链序列并设定突变特异性阈值，进一步提高了检测的特异性。研究发现，K-MDS与商业检测在两个小亚组中存在差异：首先，在9例曾接受过EGFR或KRAS抑制剂治疗的患者中，有7例被K-MDS独特地检测出多个致癌KRAS突变，提示其可能在监测靶向治疗耐药性克隆演化方面更具优势。其次，在12例伴有骨转移的患者中，K-MDS检出KRAS突变的比例（10例）高于商业ctDNA检测（5例），表明在特定转移部位（如骨骼）患者中，K-MDS可能具有更高的检测灵敏度。
在胰腺癌术前低肿瘤负荷场景下展示预后分层潜力
在18例拟行根治性切除的胰腺腺癌患者的术前血液样本中，K-MDS检测到了ctDNA中的KRAS突变。根据K-MDS的检测结果，可将这些患者分为不同组别，而这些组别与患者术后发生转移性疾病复发的风险呈现出关联性。这表明，即使在肿瘤负荷可能很低的术前新辅助治疗或早期诊断场景下，K-MDS也具备潜在的预后预测价值。
结论与讨论
本研究首次在人体中应用了适配于全血样本的KRAS错误校正最大深度测序（K-MDS）。结果表明，K-MDS是一种超高灵敏度且特异性的KRAS突变检测方法，能够从常规采集的全血中稳定识别极低丰度的ctDNA突变。
其重要意义体现在以下几个方面：首先，K-MDS将检测灵敏度推向新高度（MAF 0.001%），并实现了100%的特异性，这为在微小残留病灶（MRD）监测、早期复发预警等低ctDNA负荷的关键临床场景中应用液体活检提供了强有力的技术工具。其次，研究揭示了K-MDS相较于现有商业ctDNA检测的补充价值：尤其是在接受过靶向治疗的患者中检测多克隆耐药突变，以及在骨转移患者中可能具有更高的检出率。这些发现提示，K-MDS能够更全面地揭示肿瘤的异质性和进化动态。最后，在胰腺癌术前队列中的探索性分析表明，K-MDS有望用于术前的风险分层，指导个体化治疗决策。
总之，这项研究证实了K-MDS作为一种新型液体活检技术，有望成为现有商业ctDNA检测的有效补充，特别适用于需要靶向、超灵敏检测致癌突变（如KRAS）的临床场景，从而推动精准肿瘤学向更早期、更动态、更全面的方向发展。
