液體活檢（循環腫瘤細胞）與醫學影像學診斷的臨床相關性

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作者：樂飈, 宋毅，沈挺，張曉晶

寧波美晶醫療技術有限公司

摘要

液體活檢與醫學影像學診斷相互補充和融合，對於腫瘤精準診療具有重要臨床意義。醫學影像學診斷主要包括透視、X線CT、MRI、超聲、數字減影、血管造影與PET-CT或SPECT-CT等，其使用標準是由美國國家綜合癌症（NCCN）提供與修訂。液體活檢則包含篩選和分析血液中完整的循環腫瘤細胞（CTC），由腫瘤細胞釋放出的外泌體和循環腫瘤DNA（ctDNA）等生物標記物，並與下游基因診斷相結合，包括二代測序（NGS），數字PCR等先進的分子診斷技術，推進個性化醫療。相對於影像學、病理學診斷等常規診斷方法，液體活檢在技術成熟度和大數據臨床樣本積累上還有差距，但是隨著液體活檢技術的發展與累計，新型診斷技術將逐漸替代原有技術核心，成為腫瘤早篩的首選。

1. 醫學影像學診斷

醫學影像學診斷主要包括CT、MRI、超聲、數字減影、血管造影，心電圖儀器、腦電圖儀器等，作為一種醫療輔助手段用於診斷和治療，對疾病的診斷提供了直觀的依據。目前公認的影像學合理使用標準是NCCN指南，該指南被認為是腫瘤治療的臨床策略標準。目前為止已有25份NCCN指南揭示了影像學合理使用標準，該應用標準全集預計將於2017年發布。

2. 液體活檢

液體活檢(Liquid Biopsy)與傳統的組織活檢相比有著迅速、便捷、損傷性小等眾多優點，可以用來監測腫瘤對治療的反應，預測腫瘤複發，在患者未出現任何癥狀的時候發現最初期的腫瘤。2016年著名的自然雜誌《Nature》上發表的一篇文章對不同類型的液體活檢進行了歸納總結，文章指出液體活檢目前主要有三個方向：分析遊離的腫瘤DNA、考察血液中完整的腫瘤細胞（CTC）和收集由腫瘤細胞釋放出的外泌體1。

循環腫瘤細胞 (Circulating tumor cell, CTC) 是指從原發或轉移灶中脫離出來並進入外周血液循環的腫瘤細胞。目前，CTC檢測技術主要分為物理學模式，正向/負向篩選模式或藉助微流控晶元（CTC-Chip）。詳見美晶醫療轉化醫學網4月刊的基於微晶元的自動化循環腫瘤細胞檢測系統——CellRichTM新型液體活檢平台。研究發現，在早期腫瘤患者中，利用影像學還未發現病灶時已經可以在外周血中檢測到CTC2。

圖一：液體活檢的種類和方法（引用自Nature. 2016 Apr 14;532(7598):269-71）

遊離循環腫瘤DNA（ctDNA）是由壞死或凋亡的腫瘤細胞釋放到外周血中的腫瘤DNA片段，攜帶有與原發腫瘤組織相一致的分子遺傳學改變（基因突變）。因此ctDNA的檢測結果能判斷受檢者是否攜帶有腫瘤特異性的突變或基因組改變信息。

外泌體是活細胞/腫瘤細胞脫落的微小囊泡。這些囊泡中包含了母細胞的DNA、RNA和蛋白。外泌體不但可以從血液中收集，而且可從其他體液（如尿液）中獲取。這比從血液中提取更加容易，且更加便捷。

3. 液體活檢的臨床應用

在液體活檢的產業鏈中ctDNA技術最容易發展，而CTC檢測難度與意義最大。在治療過程中，通過計量外周血中CTC的數量變化可以判斷患者的預後以及腫瘤的進展或複發，通過分離培養CTC進行測序和藥理學實驗，可以指定精準的個體化治療方案，複發後可對腫瘤細胞的耐藥性進行重新分析，並修正治療方案。

ctDNA來源於腫瘤的DNA片段，因此擅長對腫瘤的超早期診斷，即在腫瘤的分子癌變階段即可實施分子診斷。在化療過程中通過檢測CTC中的DNA或直接檢測血液中的遊離DNA，可鑒定出現了哪些新的基因突變，且可根據突變的種類更換適應的靶向治療藥物。但是ctDNA因為不具備體外培養特性，不適用於類似與CTC的藥物伴隨性檢測。

外泌體雖然在臨床意義上與CTC相近，但是作為腫瘤細胞分泌的產物，不可以進行體外培養，進行藥物伴隨檢測時的臨床意義遜色於CTC。由於外泌體攜帶有腫瘤細胞的DNA，RNA與蛋白，介導腫瘤細胞增生，免疫耐受，耐葯抵抗及腫瘤微環境血管的形成，其miRNA在腫瘤檢測中的潛在價值有重要作用。

4. 液體活檢與醫學影像學檢測聯合檢測的實例與意義

CTC，ctDNA和外泌體雖然都是液態活檢的檢測對象，但三者的用途不一，必須綜合起來才能解決所有問題。比如：CTC能提高診療的精確性，而ctDNA側重於靶向用藥和耐藥性指導。外泌體目前還沒有成熟的產品，但是外泌體穩定性強，且適用範圍廣。單一使用CTC的臨床意義將不斷降低，CTC的價值將更多展現在與ctDNA的綜合應用，這樣可以充分結合ctDNA高靈敏度，以及CTC高特異性，全息化的優勢。未來，液態活檢各種方式的聯合使用將是大趨勢。儘管液體活檢技術取得了巨大的進步並逐漸介入臨床輔助診斷，但是液體活檢不會取代組織切片或醫學影像學診斷。

美國密西根綜合腫瘤中心與德州大學MD安德森癌症中心Cristofanilli M帶領的一個多國籍多中心的研究小組在《腫瘤臨床研究》描述了CTC應用於轉移性乳腺癌患者放療前後的預後評估，且與現有影像學診斷相對比3，研究中納入了138例患者，其中131例患者實施了1年以上的隨訪。影像學診斷處於穩定期的患者（S/PR），CTC數量＞5個與＜5個時，其中位生存期分別是15.3 VS 26.9 個月份。影像學診斷處於進展期的患者（PD），CTC數量的多少同樣與患者生存期呈正相關。臨床結果顯示通過檢測CTC的數目可輔助快速評估放化療及其它治療手段的療效，CTC檢測數目越高，提示患者預後較差。相對於現有影像學、病理學診斷等常規診斷方法，在重複取樣檢測的便利性，診斷結果的前瞻性等方面具有不可取代的優勢。隨著液體活檢技術的發展與累計，新型診斷技術將逐漸替代原有技術核心，成為腫瘤早篩的首選。液體活檢包括腫瘤篩查成為健康人群體檢常規項目將指日可待。

液體活檢與醫學影像學診斷互補融合對於腫瘤精準診療具有重要臨床意義， 隨著液體活檢技術的不斷成熟，快速精確篩選和分析血液中完整的循環腫瘤細胞（CTC），由腫瘤細胞釋放出的外泌體，和循環腫瘤DNA（ctDNA）等生物標記物，並與下游基因診斷相結合，將有力推動先進的分子診斷技術在個性化醫療中的應用。

引用文獻：

1:Chi KR；The tumour trail left in blood；Nature. 2016 Apr 14; 532(7598):269-71

2:Magni E, Zampino MG ,et.al；Detection of circulating tumor cells in patients with locally advanced rectal cancer undergoing neoadjuvant therapy followed by curative surgery；Int J Colorectal Dis. 2014 Sep;29(9):1053-9

3:Budd JT, Cristofanilli M, Hayes DF,et al；Circulating tumor cells versus imaging-predicting overall survival in metastatic breast cancer. Clin Cancer Res. 2006 Nov 1;12(21):6403-9.

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