Latar Belakang: Tes deteksi dini multi kanker atau multi cancer early detection (MCED) yang digunakan untuk melengkapi skrining yang sudah ada dapat meningkatkan jumlah kanker yang terdeteksi melalui skrining populasi, berpotensi meningkatkan luaran klinis.

Penelitian Circulating Cell-free Genome Atlas (CCGA) adalah sebuah studi observasional prospektif, kasus-kontrol, dan telah menunjukkan bahwa uji MCED berbasis darah yang menggunakan cell-free DNA (cfDNA) sequencing dikombinasikan dengan machine learning dapat mendeteksi sinyal kanker di berbagai jenis kanker dan memprediksi asal sinyal kanker (Cancer Signal Origin/CSO) dengan akurasi tinggi.

Tujuan dari substudi CCGA ketiga dan terakhir ini adalah untuk memvalidasi sebuah versi uji MCED yang lebih disempurnakan lagi untuk digunakan sebagai alat skrining.

Pasien dan Metode Penelitian: Pre-specified substudy ini mencakup 4077 peserta dalam sebuah set validasi independen (kanker: n = 2823; non-kanker: n = 1254, status non-kanker dikonfirmasi pada tindak lanjut tahun pertama). Spesifisitas, sensitivitas, dan akurasi prediksi CSO diukur.

Hasil: Spesifisitas untuk deteksi sinyal kanker adalah 99,5%. Sensitivitas keseluruhan untuk deteksi sinyal kanker adalah 51,5% (49,6% hingga 53,3%). Sensitivitas meningkat dengan stadium kanker; yakni stadium I 16,8%, stadium II 40,4%, stadium III 77,0%, dan stadium IV 90,1%.

Sensitivitas stadium I-III adalah 67,6% (64,4% hingga 70,6%) dalam 12 kanker yang telah ditentukan sebelumnya yang menyumbang sekitar dua pertiga dari kematian kanker tahunan di Amerika Serikat dan adalah 40,7% (38,7% hingga 42,9%) dalam semua kanker. Sinyal kanker terdeteksi di lebih dari 50 jenis kanker. Akurasi keseluruhan prediksi CSO pada positif benar adalah 88,7% (87,0% hingga 90,2%).

Kesimpulan: Pada pre-specified substudy validasi klinis dengan skala besar ini, tes MCED menunjukkan adanya spesifisitas dan akurasi yang tinggi pada prediksi CSO dan mendeteksi sinyal kanker dengan keberagaman kanker yang luas. Hasil ini mendukung kemungkinan uji MCED berbasis darah ini sebagai pelengkap bagi uji skrining kanker tunggal yang sudah ada.

Ulasan Alomedika

Kanker merupakan masalah kesehatan yang diperkirakan akan menjadi penyebab utama kematian global. Terapi yang efektif diperlukan untuk meningkatkan angka harapan hidup. Di samping itu, adanya deteksi dini berskala populasi berperan penting dalam menurunkan angka mortalitas dan morbiditas terkait penyakit dan terapi kanker.

Modalitas skrining yang tersedia saat ini masih memiliki kelemahan, seperti angka positif palsu yang tinggi, overdiagnosis dan overtreatment, serta angka prediktif positif yang rendah.  Pendekatan yang disebut sebagai multi cancer early detection (MCED) memiliki potensi untuk deteksi kanker pada stadium lebih awal dengan mendeteksi sinyal-sinyal untuk kanker multipel dari cell-free DNA (cfDNA) atau analit-analit yang bersirkulasi dalam darah yang dilepaskan oleh tumor.

Ulasan Metode Penelitian

Penelitian Circulating Cell-free Genome Atlas (CCGA) didesain untuk mengembangkan dan memvalidasi tes MCED untuk deteksi sinyal kanker lintas jenis kanker multipel dan memprediksi asal sinyal kanker (CSO) melalui pengambilan darah tunggal. Penelitian yang dibahas pada abstrak di atas merupakan substudi ketiga dari studi CCGA.

Partisipan dan Penjelasan Substudi:

Penelitian ini adalah penelitian prospektif, multisenter, case control, observasional dengan follow up longitudinal. Penelitian melibatkan 15.254 partisipan, yakni 8584 dengan kanker dan 6670 tanpa kanker, dari 142 lokasi di Amerika Utara.

Studi CCGA secara keseluruhan dibagi menjadi tiga prespecified substudy, yaitu:

1. Penemuan

2. Training dan validasi dengan assay dan classifier yang telah dipilih dan diperbarui, dan

3. Validasi klinis dalam set validasi independen dengan assay dan classifier yang telah disempurnakan lebih lanjut dan dioptimalkan untuk skrining.

Sampel dalam penelitian ini adalah pasien berusia ≥ 20 tahun yang terdiagnosis memiliki kanker atau mereka yang dijadwalkan untuk bedah reseksi tumor yang dicurigai ke arah keganasan. Pasien non-kanker juga dilibatkan sebagai kontrol untuk faktor perancu.

Total terdapat 15.254 partisipan dari 142 lokasi, 56% dengan kanker dan 44% pasien non-kanker yang diinklusikan dalam penelitian pada periode waktu 24 bulan. Sampel darah diambil dari semua partisipan dan sampel jaringan diambil hanya dari pasien kanker. Selanjutnya sampel dibagi ke dalam tiga substudi CCGA yang telah ditentukan sebelumnya.

Luaran Substudi Sebelumnya:

Substudi 1 CCGA adalah tahap penemuan dengan jumlah training 1785 dan validasi 1015. Tiga metode independen yang dievaluasi adalah:

• Targeted sequencing
• Whole genome sequencing (copy number variants)
• Whole genome bisulfite sequencing (whole genome methylation)

Dari hasil evaluasi, whole genome methylation diidentifikasi sebagai metode yang digunakan untuk perkembangan selanjutnya.

Substudi CCGA 2 yaitu pengembangan assay dan classifier serta validasi awal (jumlah training 3133 dan validasi 1354). Plasma cDNA melalui proses bisulfite sequencing yang menargetkan panel lebih dari 100.000 area metilasi informatif.

Classifier diuji pada 17.339 sampel; yakni 12.185 dari substudi CCGA pertama dan kedua, 4891 dari penelitian klinis terpisah, dan 263 diperoleh secara komersial dari 6383 individu yang berbeda, 1014 sampel dianalisis dengan menggunakan targeted methylation assay. Locked classifier diuji untuk spesifisitas target 99,4%. Classifier dikembangkan atau divalidasi untuk deteksi kanker dan CSO. Tahapan selanjutnya adalah penyempurnaan assay dan classifier lebih lanjut yang disetujui sebagai training set.

Substudi  Penelitian Ini:

Tujuan utama substudi ketiga ini adalah untuk mengevaluasi kinerja uji untuk deteksi sinyal kanker, prediksi CSO, dan keduanya digabungkan. Kinerja uji didefinisikan sebagai deteksi sinyal kanker yang diukur dengan sensitivitas dan spesifisitas; serta prediksi CSO yang diukur dengan akurasi prediksi CSO keseluruhan dan ditampilkan dalam confusion matrix.

Tujuan sekunder adalah kinerja uji berdasarkan kelompok usia, kinerja uji untuk deteksi sinyal kanker berdasarkan metode diagnosis kanker, dan kinerja uji untuk deteksi sinyal kanker dalam kelompok yang telah ditentukan sebelumnya dari 12 kelas kanker yang menyumbang sekitar dua pertiga dari kematian kanker tahunan di Amerika Serikat, termasuk kanker payudara dan kanker kolorektal yang juga banyak ditemukan di Indonesia.

Ulasan Hasil Penelitian

Dalam penelitian ini, sejumlah 5309 partisipan (yang terdaftar sebagai kanker sebanyak 3237, dan non-kanker sebanyak 2069; dengan status hilang sebanyak 3 orang) diinklusikan pada substudi validasi CCGA. Pada akhirnya, terdapat total 4077 partisipan, yakni 2823 pasien kanker dan 1254 non-kanker, diinklusikan dalam set analisis status.

Pada penelitian substudi ketiga ini, didapatkan tingkat spesifisitas yang tinggi sebesar 99,5%. Hal ini menunjukkan tingkat rendahnya positif palsu. Selain itu, didapatkan sensitivitas deteksi sinyal kanker secara keseluruhan sebesar 51,5%, dengan peningkatan yang signifikan seiring dengan stadium kanker. Meski begitu, sensitivitas ditemukan sangat bervariasi berdasarkan jenis kanker, dengan sensitivitas lebih tinggi terlihat pada kanker dengan stadium lebih lanjut.

Prediksi CSO menunjukkan akurasi keseluruhan sebesar 88,7% dalam positif benar. Analisis tambahan menunjukkan bahwa sensitivitas uji lebih tinggi pada kanker yang diidentifikasi melalui presentasi klinis dibandingkan dengan kanker yang diidentifikasi melalui tes skrining, serta perbedaan sensitivitas yang signifikan antara tumor padat tanpa opsi skrining umum dibandingkan dengan tumor padat dengan opsi skrining umum.

Ekstrapolasi nilai prediksi positif (PPV) dan negatif (NPV) menunjukkan potensi nilai uji ini dalam populasi skrining, dengan PPV sebesar 44,4% dan NPV sebesar 99,4%.

Kelebihan Penelitian

Penelitian ini adalah penelitian skala cukup besar dengan jumlah sampel besar. Total partisipan mencapai 5309 peserta, dengan representasi yang kuat dari berbagai jenis kanker. Desain yang digunakan juga memungkinkan penelitian untuk menghasilkan data yang bervariasi dan mewakili populasi yang lebih luas, meningkatkan validitas eksternal temuannya.

Angka positif palsu yang rendah pada hasil penelitian ini mendukung bahwa tes MCED dapat membatasi kerugian tambahan terkait dengan uji diagnostik yang tidak diperlukan. Prediksi CSO juga dapat membantu klinisi menentukan pemeriksaan atau tindakan diagnostik apa yang perlu dilakukan setelah hasil positif didapatkan.

Limitasi Penelitian

Keterbatasan utama dari penelitian ini adalah adanya variasi yang tinggi dalam tingkat sensitivitas pada beberapa jenis kanker tertentu, terutama di stadium awal, yang menunjukkan bahwa uji ini mungkin lebih efektif dalam mendeteksi kanker pada tahap lanjut. Hal ini menandakan bahwa tes ini tidak terlalu bermanfaat sebagai modalitas skrining pada kanker stadium dini, sedangkan tujuan skrining kanker harusnya adalah untuk menyelamatkan nyawa dan bukan semata untuk mendeteksi kanker.

Keterbatasan lain dari penelitian ini adalah sampel darah yang dikumpulkan dari partisipan dengan kanker setelah biopsi diperkirakan akan meningkatkan kemungkinan adanya peningkatan relatif fraksi cf-DNA sebelum biopsi. Selain itu, pemilihan peserta yang cenderung lebih tua dalam kelompok kanker dapat mencerminkan populasi target skrining yang lebih tua, tetapi juga dapat mempengaruhi generalisasi temuan ini pada populasi yang lebih muda.

Aplikasi Hasil Penelitian di Indonesia

Kanker di Indonesia merupakan salah satu masalah kesehatan dengan tingkat kematian yang tinggi. Saat ini skrining kanker yang masuk dalam program kesehatan ditujukan pada kanker dengan prevalensi terbanyak, yaitu kanker payudara, kanker kolorektal, kanker serviks, kanker paru, serta kanker prostat, dengan masing-masing menggunakan pemeriksaan skrining yang berbeda-beda.

Sayangnya, banyak dari modalitas uji yang digunakan pada skrining untuk kanker-kanker ini telah dilaporkan tidak bermanfaat dalam menurunkan mortalitas. Oleh sebab itu, sama seperti tujuan dari penelitian ini, di Indonesia juga diperlukan cara deteksi dini multi kanker yang lebih baik.

Mengingat berbagai keterbatasan dari studi ini, serta luaran yang menunjukkan tingkat akurasi yang bervariasi (terutama pada stadium kanker awal), MCED perlu diteliti lebih lanjut pada populasi pasien tanpa gejala dan risiko normal dengan tujuan mencegah kematian agar dapat divalidasi sebagai tes skrining kanker yang efektif. Kekhawatiran lain adalah bahwa tes ini dipasarkan sebagai tes yang akurat tanpa mempertimbangkan makna klinisnya, yakni skrining haruslah bertujuan menyelamatkan nyawa (menurunkan tingkat mortalitas) dan bukan semata mendeteksi kanker.