“在我國癌癥篩查結(jié)果中,只有20%是早期,80%的癌癥查出來都是中晚期了,而這20%的癌癥早期還是體檢查出來的。”眾所周知,癌癥越早發(fā)現(xiàn)治愈率越高,但患者缺乏相應(yīng)的篩查手段,體檢得來的報告結(jié)果,其靈敏度和準(zhǔn)確度都相對較低。如今在美國,一種被稱為液體活檢的檢測方法正開始興起,為一些病人省去了手術(shù)活檢和穿刺活檢,這兩種活檢是長期需要來指導(dǎo)病人癌癥治療。目前國內(nèi)也有一些生物公司在研發(fā)液體活檢技術(shù)----只需抽取6~8ml 血,就能篩查是否患有6 大常見癌癥(肺癌、胃癌、食管癌、肝癌、大腸癌、乳腺癌),準(zhǔn)確率超過80%,花費約2000~3000 元。液體活檢是什么?真的像宣傳的那么有效么?液體活檢作為體外診斷的一個分支,是指一種非侵入式的血液測試,能監(jiān)測腫瘤或轉(zhuǎn)移灶釋放到血液的循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTC)和循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)
碎片,是檢測腫瘤和癌癥、輔助治療的突破性技術(shù)。
它的優(yōu)勢在于能解決精準(zhǔn)醫(yī)療的痛點,通過非侵入性取樣降低活檢危害,而且有效延長患者生存期,具有高性價比。液體活檢技術(shù)主要包括CTC 和ctDNA,以及外泌體檢測。
基因突變是腫瘤產(chǎn)生發(fā)展的重要原因,幾乎所有癌癥患者都攜帶有DNA 突變,這些突變只存在于腫瘤細(xì)胞而不存在于正常細(xì)胞,因此為腫瘤組織的檢測與跟蹤提供了方便的特異性生物標(biāo)記。種類繁多的突變位點及基因型也為腫瘤的精確診療提供了必要的信息。
1 液體活檢介紹
1. 循環(huán)腫瘤細(xì)胞(circulating tumor cells,CTCs)循環(huán)腫瘤細(xì)胞(circulating tumor cells,CTCs)是游離于血液循環(huán)系統(tǒng)中的腫瘤細(xì)胞,來源于原發(fā)腫瘤組織,是腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的重要方式,也是腫瘤患者術(shù)后復(fù)發(fā)的重要原因,同事還是激發(fā)癌癥致死機制的重要因素。CTC 作為腫瘤細(xì)胞,不僅包含腫瘤的DNA 信息,同時還包含基因組、蛋白質(zhì)組等信息,是研究腫瘤組織信息的豐富來源。
(1)二代CTC 檢測技術(shù)
1.密度梯度離心
可將CTC 與紅細(xì)胞白細(xì)胞分離,根據(jù)不同密度沉降在不同區(qū)間而進(jìn)行分離。目前市場上有較多的這種類型的試劑盒, Ficoll-paque solution(Pharmacia Fine Chmeicals,Sweden),OncoQuick 等。
2.過濾法
依據(jù)CTC 體積大雨血細(xì)胞的特性,對CTC 進(jìn)行捕獲。CTC 的直徑約為10~20um,而血細(xì)胞大小為7~12um,通過過濾,留下體積比較大的CTC.隨著對CTC 研究深入,發(fā)現(xiàn)很多CTC 與白細(xì)胞大小類似甚至只有它一半或者更小。這些小或者超小CTC 的數(shù)目比例在某些腫瘤中可高達(dá)三分之一。
3.微控流芯片
針對CTC 的體積和可變形性對CTC 進(jìn)行捕獲,CTC 的捕獲率和特異性可達(dá)到80%以上。不僅能夠檢測CTC 的數(shù)量,而且可以分離活細(xì)胞進(jìn)行其他分析,是未來CTC 檢測的發(fā)展方向,微流控芯片內(nèi)CTC 的分選富集方法主要分為生物化學(xué)方法和物理分離法。生物化學(xué)方法指的是選擇特異性抗體對細(xì)胞表面表達(dá)的標(biāo)志物進(jìn)行特異性的抗原抗體吸附,達(dá)到分選的目的,物理法主要應(yīng)用外力場(電、磁場、流體場、超聲波等)基于細(xì)胞間的物理特性差異(大小、變形性、密度、介電性等)進(jìn)行分離。
4.其他分離方法
核心原理還是利用CTC 免疫學(xué)和物理學(xué)特性,但是缺乏臨床數(shù)據(jù)驗證。
(2)CTC 臨床應(yīng)用
1.輔助診斷。主要是在常規(guī)手段無法對早期腫瘤進(jìn)行判斷時進(jìn)行。
2.療效評估。癌癥患者進(jìn)行化療、靶向治療后進(jìn)行CTC 檢測,若CTC 數(shù)量減少,則提示治療方式可能有效,相比于現(xiàn)階段的CT、MRI 等檢查手段,CTC 檢測技術(shù)操作更方便,應(yīng)用更簡單,可以更及時地提示醫(yī)生該患者是否適合化療或者靶向治療。
3.術(shù)后監(jiān)測。以肺癌為例,肺癌患者手術(shù)后約50%可能復(fù)發(fā),術(shù)后監(jiān)測非常重要,目前主要監(jiān)測手段是3 或6 個月進(jìn)行CTC 檢查,因活檢無法高頻次檢查,而CTC 可以克服這個缺點,及時檢測血液中CTC 的變化,在癌癥發(fā)生的早期就及時進(jìn)行治療,能提高患者存活率。
2.血漿游離腫瘤DNA( Cell-Free' Circulating Tumor DNA,
ctDNA)
ctDNA:是指人體血液循環(huán)系統(tǒng)中不斷流動的攜帶一定(包括突變、缺少、插入、重排、拷貝數(shù)異常、甲基化等)來自腫瘤基因組的DNA 片段。
CtDNA 的主要來源包括:1.來自壞死的腫瘤細(xì)胞 2.來自凋亡的腫瘤細(xì)胞 3.循環(huán)腫瘤細(xì)胞 4.來自腫瘤細(xì)胞分泌的外排體。
cfDNA 最成熟的應(yīng)用是NIPT(無創(chuàng)產(chǎn)前基因檢測),抽取孕婦靜脈血分析胎兒游離的片段DNA,判斷胎兒患唐氏綜合征(21、18、13 三體綜合征)的概率。已經(jīng)是國內(nèi)常見的優(yōu)生優(yōu)育篩查手段。對ctDNA 的分析包括定性和定量的分析,其中定性分析包括檢測基因突變、缺失、插入、融合、重排、拷貝數(shù)變異、甲基化、微衛(wèi)星不穩(wěn)定(MSI)和雜合性缺失(LOH)等,定量分析就是計算ctDNA 在血液中實時的含量,定性和定量均可反應(yīng)腫瘤的存在和嚴(yán)重程度。理論上說,一個細(xì)胞含有約6~7pg 的DNA,1ml 血能提取10ng 游離DNA,相當(dāng)于來自約2000~3000 個凋亡細(xì)胞的DNA 量,但是一般情況下只占整個循環(huán)DNA 的1%,甚至0.01%。因此,這對DNA 的檢測技術(shù)提出了比較高的要求。目前國內(nèi)外均沒有成熟產(chǎn)品,主要有兩個方向:一是應(yīng)用測序技術(shù)直接獲取ctDNA 序列信息,另外利用DNA 擴增技術(shù)(PCR)檢測包含特定序列的ctDNA 的濃度。ctDNA 的技術(shù)發(fā)展可以預(yù)測向著高精度和高通量的方向發(fā)展。NGS 由于其價格因素,未來還是用于研發(fā),所以最新的研究都集中在富集靶向DNA,將富集后的DNA 做深度測序可以大幅度降低成本,但是如何高效準(zhǔn)確的富集目的DNA 序列仍舊是ctDNA 檢測的瓶頸。所以還是處于前期發(fā)展階段,離
真正走向臨床還有一段距離要走。
3.外泌體
外泌體(exosome)是細(xì)胞分泌出的小泡,小泡中包含蛋白質(zhì)、DNA、信使RNA 以及一些非編碼RNA,是細(xì)胞之間溝通的載體,研究發(fā)現(xiàn)這些外泌體與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移以及抗藥性具有一定的相關(guān)性。腫瘤細(xì)胞以這些小泡為載體幫助其逃過免疫系統(tǒng)的監(jiān)視,這些小泡一方面給腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移指引方向,另一方面也創(chuàng)造適合腫瘤生長的微環(huán)境。外泌體攜帶的信息多樣化。其中的蛋白質(zhì)和核酸,均可用于癌癥的早診、復(fù)發(fā)監(jiān)測、抗藥性監(jiān)測等相關(guān)方面的分析。而且外泌體在數(shù)量上多于CTC,更容易富集,在形式上分泌小泡能夠有效保護核酸類物質(zhì),克服了ctDNA 在血液中易降解的問題,在臨床應(yīng)用上有廣泛前景。但是外泌體的研究尚處于臨床早期,參與公司較少。