本文是发表于 nature reviews urology（2023年7月，第20卷，406–419页）的一篇综述文章，题为“circulating and urinary tumour dna in urothelial carcinoma — upper tract, lower tract and metastatic disease”。文章作者来自美国多家知名癌症中心及研究机构，主要包括 kyle m. rose、heather l. huelster、joshua j. meeks、bishoy m. faltas、guru p. sonpavde、seth p. lerner、jeffrey s. ross、philippe e. spiess、ashish m. kamat、roger li 等，通讯作者为 roger li，所属机构为 h. lee moffitt cancer center。

该文属于综述论文，系统总结了循环肿瘤dna（circulating tumour dna，ctdna）和尿液肿瘤dna（urinary tumour dna，utdna）在尿路上皮癌（urothelial carcinoma）中的应用现状、技术发展及临床前景。文章围绕尿路上皮癌的基因组特征、细胞游离dna（cell-free dna，cfdna）的生物学基础、不同液体活检（liquid biopsy）技术的优缺点、以及ctdna和utdna在诊断、分期、预后判断、治疗反应监测、微小残留病（minimal residual disease，mrd）检测和疾病监测中的可行性与局限性展开讨论。

文章首先介绍了尿路上皮癌的基因组学背景。非肌层浸润性膀胱癌（non-muscle-invasive bladder cancer，nmibc）约占全部膀胱癌的75%，其常见体细胞突变包括 tert 启动子、fgfr3、kdm6a、pik3ca、stag2、arid1a、tp53 和 ras。低级别肿瘤更常见 fgfr3 和染色质重塑基因突变，而高级别肿瘤中 tp53、mdm2 和 arid1a 突变更频繁。肌层浸润性膀胱癌（muscle-invasive bladder cancer，mibc）中 tp53 突变最为常见，其他常见改变包括 mll2、arid1a、kdm6a、pik3ca、cdkn1a、rb1 和 ercc2。apobec 相关突变在 mibc 中占很大比例，并与较高的肿瘤突变负荷（tumour mutational burden，tmb）有关。上尿路尿路上皮癌（upper tract urothelial carcinoma，utuc）与膀胱癌在基因组上既有共性又有差异，常见 tert 启动子、kmtd2、tp53、cdkn2a 和 fgfr3 等突变，但整体 tmb 较低。fgfr3 突变在低级别 utuc 中更具特征性，而 tp53 和 mdm2 改变与较差的癌症特异性生存相关。

在 cfdna 生物学和测序技术部分，文章指出 cfdna 是通过细胞凋亡和坏死释放到血液或体液中的片段化 dna，半衰期短，能反映来源细胞的基因组特征。数字pcr（digital pcr，dpcr）技术可定量检测罕见突变，但通量有限；下一代测序（next-generation sequencing，ngs）特别是杂交捕获测序使大规模基因组分析成为可能；分子条形码和深度测序可进一步提高灵敏度，检测低至0.1%的等位基因频率。肿瘤知情（tumour-informed）策略利用原发肿瘤测序建立个体化突变面板，可提高检测灵敏度。浅层全基因组测序（shallow whole-genome sequencing，swgs）可识别拷贝数变异（copy number variants，cnvs）。尿液中 cfdna 的提取面临样本量大、dna 稳定性和片段大小差异等挑战，但已有树脂提取和酶切片段化等方法优化。

在液体活检的可行性方面，文章对比了血浆与尿液两种来源。血浆是传统上最常用的来源，但尿液在尿路上皮癌中具有独特优势。研究显示 utdna 在 nmibc 患者中的检出率可达87%，ctdna 在血浆中的检出率为83%。在早期膀胱癌中，utdna 与肿瘤组织的基因组一致性高于血浆 ctdna。尿液上清液与细胞沉淀相比，前者检测肿瘤基因组改变的灵敏度更高，且细胞沉淀 dna 可能产生假阳性。因此，尿液上清液被认为是检测尿路上皮癌的理想液体活检来源。

在 utdna 用于诊断方面，基于常见突变（如 tert 启动子、fgfr3、pik3ca、tp53）的单基因或多基因检测已显示出优于尿细胞学的敏感性和特异性。ucapp-seq（urinary cancer personalized profiling by deep sequencing）是一种基于460基因面板的尿液深层测序方法，对 ta 期肿瘤的敏感性为77.5%，对更高分期肿瘤为100%，并能提前临床复发中位2.7个月。膀胱 epicheck 等甲基化检测也在 nmibc 监测中显示出较高特异性。尿液肿瘤 dna 甲基化 massarray（utmema）在膀胱癌诊断中 auc 达到0.92。联合突变与甲基化标志物的模型在血尿患者中可将不必要的膀胱镜检查减少约80%。

在分期和预后方面，utdna 与 ctdna 各有侧重。utdna 能反映原发肿瘤的分子特征，在 nmibc 中比 ctdna 更敏感；而血浆 ctdna 更适合检测微转移和评估总肿瘤负荷。研究表明 ctdna 基线水平和治疗后变化与 mibc 和转移性尿路上皮癌（metastatic urothelial carcinoma，muc）的复发、进展和总生存密切相关。低基线 ctdna 比例或低变异等位基因频率（variant allele frequency，vaf）与较好预后相关。在 utuc 中，ctdna 在肌层浸润或非器官局限性肿瘤中的敏感性和特异性分别为71.4%和100%。

微小残留病监测是液体活检的重要应用方向。ctdna 检测 mrd 需要高灵敏度和特异性，以及后续有效的干预措施。在 mibc 新辅助化疗后，ctdna 阴性可高度预测病理完全缓解；ctdna 阳性则提示复发风险高。术后 ctdna 检测可比影像学检查提前约96天发现转移。imvigor010 试验的事后分析显示，ctdna 阳性患者接受 atezolizumab 辅助治疗可获得无病生存期和总生存期改善，而 ctdna 阴性患者获益不明显。基于此，imvigor011 和 tombola 等前瞻性试验正在评估 ctdna 指导的辅助治疗策略。

在治疗反应监测方面，ctdna 在转移性尿路上皮癌中检出率高，且能较准确地反映原发肿瘤的基因组改变。治疗过程中 ctdna 水平下降与临床缓解相关，而持续阳性则提示缺乏病理反应或早期复发。ctdna 还能捕捉治疗引起的克隆演变和新出现的可靶向突变，为后续治疗选择提供依据。例如，fgfr3 抑制剂 infigratinib 的临床试验中，治疗期间 fgfr3 突变丰度下降与疗效相关。

文章最后指出，液体活检在尿路上皮癌中的临床应用仍面临若干挑战。首先，需要排除克隆性造血引起的假阳性突变，尤其是在老年患者中。其次，血液中 ctdna 总量和突变类型影响检测灵敏度，拷贝数改变和基因融合相对更难检测。化疗等治疗可能影响 tmb 评估。未来需要进一步验证 cfdna 与肿瘤组织之间的基因组一致性，并优化检测方法以降低假阴性和假阳性。

该综述的学术价值在于系统梳理了 ctdna 和 utdna 在尿路上皮癌全病程管理中的潜在作用，从诊断、分期、预后、治疗监测到 mrd 检测，展现了液体活检作为非侵入性、可重复采样的工具在精准医疗中的前景。文章强调了尿液上清液在膀胱癌中的独特价值，以及血浆 ctdna 在评估系统性疾病和微转移中的优势，提出了 utdna 与 ctdna 互补应用的策略。这些观点对于推动尿路上皮癌个体化诊疗和临床试验设计具有重要参考意义。