肿瘤的发生和转移不仅因为遗传和表观遗传改变，也受到肿瘤微环境(tumor microenvironment, TME)的影响。TME促进多种细胞因子的分泌，这些细胞因子可能改善肿瘤生长或促进慢性炎症，导致不良的疾病预后。除了循环肿瘤DNA (ctDNA)等其他癌症特异性生物标志物外，细胞因子在微创液体活检中也有潜在的用途。既往研究表明，与健康对照组相比，不同癌症(如肺癌、卵巢癌、乳腺癌和结直肠癌)患者血清细胞因子水平与肿瘤发生风险存在显著相关性。

大约3-7%的非小细胞肺癌存在ALK基因的结构重排(ALK + NSCLC)，导致翻译蛋白的组成性激活。靶向治疗ALK抑制剂的开发改善了ALK + NSCLC患者的预后。然而，治疗耐药性最终会产生，通常是通过继发性ALK耐药突变和其他获得性改变的出现。因此，密切监测治疗的成功或失败对患者管理至关重要。有研究在回顾性ALK + NSCLC队列中应用了下一代测序(NGS)对血浆DNA的测定，并通过单核苷酸变异的变异等位基因频率(VAFmean)和t-MAD评分来量化ctDNA水平。结果发现ctDNA丰度与肿瘤进展有关，并具有识别早期分子进展的能力。

另外有报道称，基于系统性炎症的预后评分在第一代ALK抑制剂治疗的ALK + NSCLC患者中的预后意义。因此，一组来自德国的研究团队在杂志British Journal of Cancer上发表了一篇题为“Integrated circulating tumour DNA and cytokine analysis for therapy monitoring of ALK-rearranged lung adenocarcinoma”的文章。在这项研究中，作者旨在探讨血清细胞因子水平与ALK + NSCLC患者纵向监测的相关性。在ALK + NSCLC队列的一个亚群中，使用多重免疫分析法对一组细胞因子进行量化。此外，作者整合了先前发表的ctDNA数据和当前研究中生成的细胞因子数据集，以确定多分析物分类器的最佳组合，以区分稳定型和进行性疾病。

图片来源：British Journal of Cancer

主要内容

血清IL-6、IL-8和IL-10水平在疾病进展时升高

本研究纳入了先前报道的转移性ALK +患者队列中的一个亚群。回顾性收集38例患者的296份纵向血清样本进行细胞因子分析。各细胞因子的生理血清丰度不同，中位数 （pg/mL）分别为: 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之间存在很强的正相关。

在测量的八种细胞因子中，相比疾病稳定期，疾病进展时收集的样本中，IL-6、IL-8和IL-10的血清丰度显著增加。且随着疾病进展，IL-6、IL-8和IL-10呈增加趋势(下图b)。在疾病稳定的情况下，细胞因子水平在时间点上没有变化(下图c)。结果说明了血清IL-6, IL-8和IL-10在ALK + NSCLC中监测肿瘤的潜力。

IL-6、IL-8和IL-10的血清水平在疾病进展时升高。

图片来源：British Journal of Cancer

IL-6、IL-8和IL-10与全身性炎症的临床标志物弱相关

由于细胞因子释放可能受到肿瘤非特异性因素(如感染和类固醇给药)的影响，作者比较了炎症的临床标志物，包括白细胞(WBC)计数、血液中性粒细胞百分比(% neutrophil)、血液淋巴细胞百分比(%lymphocyte)、CRP和LDH，与血清IL-6，IL-8和IL-10水平的关联(如下图)。任何细胞因子和炎症标志物之间唯一的强相关性是IL-6和CRP (ρ = 0.61)，有可能是由于IL-6对蛋白质的转录诱导。这表明，IL-6、IL-8和IL-10不仅仅是患者全身炎症状态的分子替代物，而且可以提供独立的信息。

IL-6、IL-8和IL-10与全身炎症的临床标志物弱相关。

图片来源：British Journal of Cancer

IL-6、IL-8和IL-10是独立于ctDNA丰度的肿瘤进展标志物

作者使用VAFmean (所有检测到的变异等位基因频率的平均值)和t-MAD评分(预计的全基因组的总拷贝数变化)来量化CtDNA丰度，并检查了IL-6、IL-8和IL-10与这两个ctDNA参数的相关性。结果显示细胞因子和ctDNA标志物之间不存在强相关性(下图a)，这表明血清细胞因子分析可以独立于ctDNA丰度区分稳定和进展性疾病。

IL-6、IL-8和IL-10和ctDNA标志物无强相关性。

图片来源：British Journal of Cancer

血清IL-8的变化是肿瘤进展的信息，并补充ctDNA分析以区分疾病状态

为了尽量减少患者异质性和患者依赖性治疗方案可能影响血清细胞因子生理基线水平的影响，作者使用两个连续时间点之间细胞因子丰度的变化进行分析。结果发现IL-6、IL-8和IL-10仍然是最相关的疾病进展指标。剩余细胞因子的变化在导致疾病稳定或进展的时间点之间没有显著差异。

考虑到ΔIL-6、ΔIL-8和ΔIL-10在识别进展性疾病方面的潜力，以及它们与ctDNA参数的相关性较差，作者试图确定这些液体活检参数的最佳组合(下图c)。结果显示血清中的ΔIL-8可以为肿瘤监测提供ctDNA参数的额外信息。ΔIL-8和ΔVAFmean联用产生的ROC AUC为0.8547，比单独使用ΔVAFmean的AUC有显著改善。将ΔVAFmean添加到ΔIL-8和Δt-MAD的双变量模型中，AUC为0.8936。这些结果表明，对于ALK + NSCLC的肿瘤监测，虽然全面的ctDNA分析(即使用ΔVAFmean和Δt-MAD)仍然性能优越，但血清细胞因子，特别是ΔIL-8提供的信息是独立的，并补充了ctDNA突变分析数据。

血清细胞因子和ctDNA参数的组合分析用于鉴定ALK+NSCLC的疾病进展。图片来源：British Journal of Cancer

总结与讨论

大量研究表明炎症因子与几种人类癌症的病因有关。在这里，作者研究了细胞因子在ALK + NSCLC中用于肿瘤监测的效用，并评估了细胞因子分析与ctDNA在多分析物液体活检方法中的正交优点。结果显示血清IL-6、IL-8和IL-10在疾病进展时升高，其中IL-8作为生物标志物的影响最为显著。将IL-8的变化与ctDNA参数相结合，使分类器在识别疾病进展方面的性能最大化，但这并没有明显优于单独基于ctDNA的模型。

IL-8介导免疫抑制TME，促进肿瘤血管化，并在各种癌症中通过激活PI3K-AKT和MAPK/ERK通路诱导上皮向间质转化。血清IL-8水平也被证明可以反映非小细胞肺癌、前列腺癌、黑色素瘤和肾细胞癌等多种恶性肿瘤的肿瘤负担和治疗反应。IL-8也可通过浸润巨噬细胞释放，促进肿瘤血管生成。这些生物学作用可以作为我们队列中肿瘤进展中细胞因子所显示的生物标志物能力的基本原理。

不过此研究受到患者队列的小而异质性的限制。未来的研究还应考虑影响全身性炎症的健康状况方面患者的临床病史。其他血清细胞因子也可以筛选用于潜在的疾病监测用途，包括TGF-β以及其他被报道与NSCLC相关的血清细胞因子。需要在更大的前瞻性队列中进一步验证，以确定添加细胞因子评估是否可以改善临床环境中当前的肿瘤监测模式。