液體活檢技術在癌症篩查領域研究進展一覽

早在1000年以前，阿拉伯醫生Abulcasis（1013-1017）就發明了活檢技術，活檢的好處是醫生可以根據病灶組織學結構對病情做出判斷。

但隨著對腫瘤研究的深入，科學家發現在癌症的診斷和治療過程中組織活檢技術有一定的局限性。主要表現為：腫瘤具有異質性，對於癌細胞已經發生轉移的患者而言，僅僅取某個部位的腫瘤組織，並不能反映患者的整體情況，但對所有的腫瘤組織都取樣檢測又不切實際；某些患者自身的情況決定了他不適合做組織活檢；受到手術的擾動之後，有些腫瘤有加速轉移的風險；組織活檢的滯后性對患者的治療也是不利的。因此對於癌症的診斷和檢測技術有更高的要求。

作為體外診斷的一個分支，液體活檢就是通過血液或者尿液等對癌症等疾病做出診斷，其優勢在於能通過非侵入性取樣降低活檢的危害，而且有效延長患者生存期，性價比高。目前液體活檢的主要檢測物包括檢測血液中遊離的循環腫瘤細胞（CTCs），循環腫瘤DNA（ctDNA）碎片，循環RNA（Circulating RNA）和外泌體（攜帶有細胞來源相關的多種蛋白質，脂類，DNA，RNA等）。其中，ctDNA，RNA和外泌體是腫瘤細胞自身分泌或死亡時釋放的物質。

本文中，小編整理了近年來液體活檢在癌症篩查領域的突破性進展，分享給各位！

【1】NEJM：突破性證據！液體活檢技術或有望成為新型的癌症篩查手段

日前，一項刊登在國際雜誌New England Journal of Medicine上的研究報告中，來自香港中文大學的研究人員通過研究發現，名為液體活檢（liquid biopsies）的血液檢測技術或能幫助進行癌症篩查，香港的醫生目前在頭頸癌中進行該技術的嘗試，研究者認為，液體活檢技術能夠幫助增強癌症的早期診斷，而且有望改善患者的生存率。

液體活檢能夠檢測進入血液中的腫瘤DNA，如今研究者也用於對癌症患者進行監測，目前很多公司都開發出了多種癌症篩查手段，比如結腸鏡檢查術等；本文研究則表明，液體活檢或有望成為癌症篩查的新型手段。研究者Dennis Lo博士表示，這項研究讓我們非常激動，因為其幫我們制定了一張藍圖來更好地利用諸如肺癌或乳腺癌等癌症組織來開發新型的癌症篩查技術。

Lo表示，此前我們通過研究發現在孕婦的血液中能夠檢測到胎兒的DNA，隨後我們針對孕婦開啟了一項無創產前篩查技術；本文研究中，研究者對鼻咽癌進行了相關研究，這中癌症是一種進行DNA篩查的最好案例，因為鼻咽癌是一種惡性癌症，這種癌症在的中年男性中非常普遍，因此早期發現對患者的治療非常重要。

【2】早期診斷：讓微RNA發光，改變液體活檢的納米技術

在癌症早期診斷領域，通過檢測血液或尿液中與腫瘤相關的生物標記物來診斷癌症的液體活檢與傳統活檢相比侵入性更低，更為經濟省時，需要專業技能也較少。循環DNA（circulating DNA），微RNA（microRNA， miRNA），和其它非編碼RNA都可以成為與疾病相關的生物標記物。日前，美國紀念斯隆-凱特琳癌症中心（Memorial Sloan Kettering Cancer Center）利用「單壁碳納米管」的光譜特性製成一種能夠直接檢測血液或尿液中miRNA的納米感測器。這一創新不但可以讓液體活檢更為標準化，而且讓在人體內實時檢測生物標記物也成為可能。

微RNA由於在體液中很好的穩定性成為液體活檢中重要的生物標記物之一。目前多種miRNA檢測方法都有各自的缺陷：以qPCR為基礎的檢測方法靈敏度很高，但是樣本提純和片段複製步驟可能引入系統誤差和噪音。基因晶元(microarray)的方法靈敏度不高，而且假陽性比例較高。最新的RNA測序(RNA-Seq)雖然非常靈敏和準確，但是操作步驟和數據處理過程繁雜，導致不同實驗室之間的結果很難相互比較。不同的樣本提純試劑盒也會帶來各自的系統偏差。那麼有沒有方法能夠避免這些缺陷呢？

【3】重磅：華人科學家在外泌體液體活檢領域取得重大突破

近日，普渡大學陶緯國（W. Andy Tao）教授團隊在癌症的液體活檢領域做出了「突破性貢獻」，他們通過分析血液中囊泡（extracellular vesicles，EVs；包括近幾年頗受業界關注的外泌體在內）內的磷酸化蛋白，實現了檢測癌症的目的。本月初，著名期刊《美國科學院院報》刊登了陶教授團隊的這一重要研究成果(1)，研究的第一作者是來自寶島台灣的I-Hsuan Chen。

一說起液體活檢，大多數人第一個想到的是循環腫瘤DNA（ctDNA）檢測。就在20天前，癌症早篩公司GRAIL終於拿到了巨額B輪融資中的9億美元，在業界引起極大的轟動。估計2017年國內從事ctDNA檢測的公司的估值又要暴漲了。

基於ctDNA的液體活檢已經很牛了，磷酸化蛋白檢測又是啥？它憑什麼重要？

蛋白的磷酸化是生命活動中非常重要的一個環節，細胞的生長、分裂和死亡都多多少少和它有關。簡單說，磷酸化就是控制蛋白的開關，給特定的蛋白加個磷酸基團，蛋白就被活化了，能工作了；相對應的去磷酸化，就是把加在蛋白上的磷酸集團去掉，讓蛋白失活。在這一開一關之間，決定了細胞的很多生命活動是不是進行，以及往哪兒進行。

【4】Nature Reviews：整合的液體活檢方案用於管理癌症——ctDNA、CTCs和exosomes

在癌症進展和治療期間，腫瘤細胞的多個亞克隆群體彼此競爭，選擇性壓力導致主要亞克隆的出現，其增殖和傳播最強烈，並且對治療最不敏感。目前，實體瘤的分子特徵是使用外科手術或活檢組織樣品建立的。然而，基於組織的腫瘤特徵分析受到抽樣偏差，僅提供腫瘤異質性的快照，並且不能重複獲得。

已證明循環的無細胞腫瘤DNA（ctDNA）的基因組譜與相應腫瘤的基因組譜緊密匹配，對分子病理學和臨床腫瘤學具有重要意義。循環核酸的分析（通常稱為「液體活檢」）可用於監測對治療的反應，評估耐藥性的出現以及量化最小的殘留疾病。除了血液，幾種其他體液，例如尿、唾液、胸腔積液和腦脊液，可以包含腫瘤來源的遺傳信息。從ctDNA收集的分子圖譜可以進一步與通過循環腫瘤細胞（CTC）以及RNA、蛋白質和包含在囊泡內的脂質（例如外泌體）的分析獲得互補的分子圖譜。這篇綜述整理分析了不同形式的液體活檢可如何用於指導患者護理，並應最終整合到臨床實踐。

【5】全新「液體活檢」晶元可以通過一滴血檢測出轉移性癌症

伍斯特理工學院的工程師們研究出一種全新的晶元，只需要用癌症患者體內的一滴血就可以檢測出確定轉移性癌細胞。

這一消息的驚人之處就在於其使用簡單的方法帶來了科技的又一飛躍。

根據《科學新聞日報》登載的所示，比起現有使用微流體誘捕癌細胞，這一全新的技術更加有效。

伍斯特理工學院的的研究小組成員解釋說，這一設備就好像一口小井，井底的碳納米管上附著著抗體，癌細胞來到井底，根據表面標記選擇性的連接在抗體上，接著他們製作了名為「外來體」的細微小結構，這就是他們捕捉癌細胞的方法。

【6】液體活檢成大熱門 "腫瘤捕手"CTC技術獲關注

9月21-25日，第十九屆全國臨床腫瘤學大會暨2016年CSCO學術年會在廈門舉行。

作為臨床腫瘤界頂級盛會，CSCO年會吸引了2萬多名國內參會代表和150多家腫瘤學相關的企事業單位和學術組織參加。在22日上午大會重頭戲ASCO和CSCO中美聯合研討會上指出，腫瘤治療技術手段已經達到國際水平，但仍缺乏完善的早診和篩查體系。在這一點中科院國家納米科學中心的"腫瘤捕手"CTC技術優勢尤為突出，有望填補液體活檢早篩的空白。

本屆CSCO年會上"液體活檢"成為眾人焦點，ctDNA、CTC及外泌體相關科研及臨床研究百花齊放，新技術與產品爭相角逐，燃石醫學、萊爾生物、格諾思博、鵾遠基因、慧渡醫療、基準醫療等多家企業在本屆大會上尤為搶眼。憑藉一管血檢測癌症，這是數十年來全球醫學界的共同的夢想。液體活檢技術試圖用各種技術手段從血液里捕捉相關腫瘤信息，從而規避了傳統方式需要手術、穿刺取樣的局限性。

其中中科院國家納米科學中心研發的"腫瘤捕手"多肽納米磁珠CTC技術的諸多技術優勢，也在本屆CSCO年會上受到了廣泛關注。

【7】PLoS Genet：循環腫瘤DNA片段更短小 有助開發液體活檢新技術

根據一項發表在國際學術期刊Plos Genetics上的最新研究，循環腫瘤DNA與正常遊離DNA在長度上存在差別，據此或可利用病人血液幫助開發檢測腫瘤DNA的液體活檢新技術。

液體活檢技術可以從血液中發現和診斷癌症，還可以幫助監測癌症複發，評估治療效果，但是這項技術仍然存在監測靈敏度的問題，大大限制了該技術的發展。美國猶他大學和華盛頓大學的研究人員發現，相比於正常細胞的DNA片段，來源於腫瘤細胞的循環DNA長度更短。

文章作者Hunter Underhill表示：「根據不同來源的循環DNA片段長度不同，可以檢測到實體瘤的存在。」

研究人員在多形性成膠質細胞瘤小鼠模型中發現了上述現象。在研究中他們將人的多形性成膠質細胞瘤幹細胞樣系導入小鼠腦部，隨後在血液中檢測到了人類ctDNA，他們對比了人類腫瘤來源ctDNA和小鼠正常遊離DNA的差別，發現人類ctDNA的長度一般為134個鹼基，而小鼠正常遊離DNA長度一般為167個鹼基。研究人員還將人類肝細胞癌細胞植入小鼠體內也發現了類似現象，這表明循環腫瘤DNA長度更短是相對普遍的現象。

【8】Nat Commun：手術前利用液體活檢標記物檢測前列腺癌侵襲性

近日，來自加拿大多倫多大學的研究人員利用非侵入性液體活檢方法發現了前列腺癌生物標記物，能夠在手術前幫助鑒定侵襲性前列腺癌。

該研究發表在國際學術期刊Nature Communication上，研究人員認為對於許多男性來說生長緩慢低風險的前列腺癌可能永遠都不需要進行手術治療，而目前全世界存在許多過度治療問題，該研究將推動精確的非侵入性診斷工具的開發。

目前臨床上主要使用穿刺活檢幫助進行前列腺癌診斷，但是這種技術可能無法檢測到隱藏腫瘤或者已經擴散的腫瘤。而液體活檢是一種理想的診斷方法，有助於區分哪些病人適合進行強化治療，而哪些病人不需要。

【9】液體活檢新突破——肺癌唾液ctDNA檢測

在2016年的美國科學進展協會（AAAS）年會上，加利福尼亞大學牙科學院的David T. W. Wong醫生、Felix教授和研究副主任Mildred Yip 教授，討論了一種新設備的原型，名為電場誘導的釋放和測量裝置（EFIRM），這種裝置可以檢測唾液中的非小細胞肺癌（NSCLC）的生物標誌物。

據Wong醫生說，與目前的測序技術相比，這種裝置有很高的準確性，可幫助NSCLC患者的酪氨酸激酶抑製劑（TKIs）的臨床治療決策。

Wong醫生說道，這種裝置可以檢測NSCLC患者的EGFR突變，檢測結果與活檢組織的基因型分析完全一致，這種裝置可檢測用於TKIs（比如吉非替尼或厄洛替尼）治療的最常見的EGFR基因突變。

「這種新的檢測的第一個適應症將會是肺癌，」Wong醫生說道。「肺癌的主要類型是非小細胞肺癌，其中20%的NSCLC攜帶可用吉非替尼有效治療的EGFR基因突變，可以延長患者1-1.5年的生存時間。」

【10】多元化檢測技術助力液體活檢（ctDNA）臨床應用

傳統的組織活檢，因其局限性，如腫瘤的異質性、腫瘤患者無法進行手術、某些腫瘤解剖位置不便進行穿刺及穿刺自身的臨床風險等，可能導致患者無法獲得針對性治療；液體活檢(Liquid biopsy)作為組織活檢的補充，通過非侵入性取樣降低活檢危害，在動態監測腫瘤進展和治療反應等領域獲得臨床認可，已成為腫瘤精準醫療領域炙手可熱的明星技術。上個月底美國醫療保險機構Palmetto宣布將體細胞變異ctDNA分析測試納入其保險範圍，可見液體活檢（ctDNA檢測）的臨床價值已獲得醫保機構的認可，並有望在臨床推廣。

液體活檢的檢測對象主要有CTC、ctDNA、循環microRNA和Exsome（外泌體），其中，ctDNA可應用於腫瘤的早期診斷、動態監測腫瘤的發生髮展及療效、耐葯檢測、複發風險評估等，在腫瘤診治中前景廣闊，受到越來越多的關注。

ctDNA是由腫瘤細胞釋放到血漿中的單鏈或者雙鏈DNA，攜帶有與原發腫瘤組織相一致的分子遺傳學改變。是一種特徵性的腫瘤生物標記物，並且可以被定性、定量和追蹤。但由於ctDNA含量低（<1.0%總cfDNA），片段短（180-200bp），半衰期短（~2小時），故其檢測對痕量核酸檢測技術提出全新的挑戰。

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