液體活檢：癌症篩查的「藍海」

未來，癌症檢測或許不再需要手術活檢或穿刺活檢了，一種名為液體活檢的新血液檢測方法正在改變癌症的診斷和治療。

不久前，一項刊登在國際醫學期刊《新英格蘭醫學雜誌》上的研究報告中，來自中國香港中文大學的研究人員通過研究發現，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。目前，香港的醫生正在頭頸癌中進行該技術的嘗試。

液體活檢血液檢測技術曾被《麻省理工大學科技評論》評選為「2015年十大突破技術」，如今再次變得炙手可熱，入選世界經濟論壇評出的「2017年度全球十大新興技術榜單」。

到底什麼是液體活檢？僅憑一管血就真的能夠檢測癌症嗎？

說到「活檢」，大多數人首先想到的就是「穿刺」和「手術」，然而隨著傳統的組織活檢技術對腫瘤的深入研究，其弊端日漸暴露。比如，組織活檢只能反映高異質性惡性腫瘤的局部組織，晚期惡性腫瘤患者的檢測組織不宜獲取，且不適合反覆取材及易產生併發症等。

因此，一種能夠全面及時獲得腫瘤細胞或組織生物信息的非侵入性診斷方法——液體活檢，其深入研究在精準醫療領域具有突破性的意義。

癌症的形成是個長期的過程，在細胞剛剛發生癌變但卻還沒有形成癌灶之前，就會在體液中產生一些遊離的「破壞分子」。液體活檢就是指通過非侵入性取樣，如血液、唾液、尿液等，利用高通量測序技術、過濾、捕獲或富集體內腫瘤細胞的基因組信息，把握住癌症的蛛絲馬跡，從而對疾病進行動態的觀察和治療，是一種突破性的革新技術。

目前，液體活檢的四種主要腫瘤來源的生物標誌物分別是循環腫瘤細胞（CTCs）、循環腫瘤DNA（ctDNA）、外泌體和循環RNA。

CTCs為實體瘤或轉移灶脫落進入外周血的腫瘤細胞，經歷了上皮間質轉化的循環，具有出色的流動性和侵襲性，易於黏附於血管壁並穿越，進而導致癌細胞的轉移和擴散，側重於細胞病理，適用於病情監測、判斷預後。

ctDNA指的是能夠緊跟人體血液循環系統的DNA片段，側重基因層面，易於獲取突變信息，適用於早期診斷、耐葯檢測等。目前對ctDNA的分析包括定性和定量兩種，定性分析包括檢測基因突變、融合、缺失、插入、重排、甲基化等，定量分析則是測定ctDNA在血液的含量。

外泌體是直徑在30~100納米範圍內的微小胞外囊泡，不但可以協助腫瘤細胞逃離人體免疫系統的監視，為腫瘤細胞的轉移擴散指引方向，還能夠為腫瘤細胞提供生長環境。

近期，液體活檢再添新成員，最新研究證實能夠利用檢測循環血栓細胞中吸收的腫瘤RNA來診斷非小細胞肺癌。這幾類載體含有豐富的基因組和蛋白質組等信息，均為我們研究腫瘤細胞的特性提供了條件，作為早期診斷、複發監測、耐葯監測、患者病情檢測的重要參考依據。

精準醫療實現未癌先知

與傳統的穿刺組織活檢相比，液體活檢具有諸多不可比擬的優勢。

第一是精準，該技術可以直接獲得腫瘤基因組信息，同時用於指導後續靶向治療；第二是全面連續，避免腫瘤異質性帶來的取樣局限；第三是無創方便，重複性好，不僅降低了活檢導致的不良反應，還可以多次取材；第四是多種基因聯合篩查可以提高特異度和敏感度；第五是實時判斷療效，能夠隨腫瘤的發展態勢及時調整治療方案。

目前，液體活檢研究的適應症已經涉及肝癌、胃癌、肺癌、結腸癌、前列腺癌、乳腺癌、食道癌等。

德國康斯坦茨大學生物系研究人員通過對比健康人和結腸癌患者血清中的DNA水平發現，結腸癌患者的ctDNA水平明顯高於健康人。而來自德國累斯頓大學醫院的研究人員則對不同分期結腸癌患者進行回顧性研究發現，SEPT9基因異常甲基化對結腸癌診斷的敏感度為72%~90%，特異度為88%~90%。來自美國臨床腫瘤學會的科研人員則發現，用抗EGFR抗體藥物治療轉移性結直腸癌時，當檢測出KRAS12或13號密碼子基因突變時，可利用EGFR單抗進行有效治療。

另外，ctDNA最成熟的應用就是廣為人知的無創產前基因檢測，利用抽取孕婦靜脈血分析胎兒遊離的片段DNA，推斷胎兒患唐氏綜合征的可能性，進而選擇適時終止妊娠。

德國杜伊斯堡埃森大學婦產科醫生在研究轉移性乳腺癌患者外周血中CTCs時發現，Twist1、蛋白激酶B以及磷脂醯肌醇-3激酶α等EMT（上皮間充質轉化）相關的分子標誌物都有不同程度的高表達。

希臘克里特大學醫學院腫瘤細胞生物學實驗室研究者Papadaki等通過免疫熒光共定位分析發現，乙醛脫氫酶（ALDH）和Twist蛋白在不同時段的乳腺癌中表達水平也有所差異，在早期乳腺癌患者的CTCs中，ALDH1呈現陰性，Twist多陰性並且主要定位於胞質，但當乳腺癌發展到晚期且轉移的患者CTCs中，ALDH1呈現陽性，Twist主要定位於細胞核中，並且兩者傾向於定位在同一細胞內。

另外，miRNA可以用於區分肺癌和正常組織，小細胞癌和非小細胞癌，腺癌和鱗狀細胞癌，可作為檢測疾病複發的早期潛在生物標誌物。美國第七波實驗室就曾報道過，非小細胞肺癌患者和健康對照組的miR-21、miR-126、miR-210和miR-486-5-p的敏感性和特異性分別為86%和96%。

未癌先知，精準醫療，安全無創，液體活檢的優勢使其在癌症的早篩和診斷、療效評估、複發和轉移風險評估、耐藥性與腫瘤異質性臨床研究中具有廣闊的應用前景。

雖然液體活檢技術還處於科研層面，檢測標準尚未統一，臨床應用還在探索階段，但美國最大金融服務機構之一摩根大通預計，液體活檢在全球市場潛力為230 億美元；高盛預計液體活檢在美國的市場潛力可達到140億美元，並預測該市場需要5~15年可以趨向成熟。

如今，很多科研單位和企業已投身該領域，未來，液體活檢技術必將推動癌症靶向治療的發展，實現從靜態向動態、從定性向定量、從獨立單基因向多基因聯合檢測的轉變，有極大的潛力成為臨床檢測大軍的主力，在實現腫瘤的早期篩查診斷、分期分級、療效與預後評價、腫瘤異質性與抗藥性檢測等方面發揮價值。

來源：中國科學報