液體活檢

徐偉液體活檢技術被MIT科技綜述雜誌（MIT Technology Review）評為2015年度十大突破技術之一，其他技術包括DNA互聯網、大腦類器官、納米結構、谷歌Project Loon、大規模海水淡化、汽車間通信、Apple Pay、光合作用加速、magic leap。廣義液體活檢概念是指利用人體體液作為樣本來源檢測獲取相關疾病信息的技術，體液包含血液、尿液、唾液甚至腦脊液，可分別檢測肺癌、前列腺癌、頭頸部癌症和中樞神經系統腫瘤疾病。甚至我們所說的NIPT即通過對母體外周血中遊離胎兒DNA的檢測獲取胎兒患病信息的技術也可稱作液體活檢。狹義液體活檢，也就是通常所說的液體活檢一般是指通過檢測血液中的CTC（循環腫瘤細胞，Circulating Tumor Cell）和ctDNA（循環腫瘤DNA， Circulating Tumor DNA）獲取患者腫瘤病變信息，用以幫助診斷治療。與傳統的手術活檢和穿刺活檢相比，液體活檢的優勢在於：副作用小，非侵入式。傳統的手術活檢和穿刺活檢由於其侵入式操作，往往帶有併發症，腫瘤複發風險，液體活檢則僅僅是抽取一定量的血液，風險小；操作簡便，無需影像學支持。傳統活檢依賴於影像學（CT、MRI、超聲波等）的發現，定位腫瘤的準確位置和大小後進行手術或者穿刺操作，操作性難，而液體活檢則不需要影像學支持，同時操作簡便；重複取樣。傳統活檢因其侵入式原因對病人體質要求較高，一般病人一年內最多做2-3次手術或穿刺，部分重症病人甚至不能做手術或穿刺，難以滿足檢測要求，液體活檢一般只需要5-10ml血液，因此支持重複多次取樣；有效應對腫瘤異質性。腫瘤異質性是指患者不同部位腫瘤突變信息可能不同，甚至同一腫瘤內也可能包含不同突變的腫瘤細胞，傳統活檢無法解決腫瘤異質性問題，獲取的樣本所包含的腫瘤信息可能缺失，而無論是血液中的CTC還是ctDNA都可能包含不同突變腫瘤細胞的信息，有效應對腫瘤異質性；發現早於影像學檢測。研究表明腫瘤患病的早期血液中就已經有CTC和ctDNA的出現，液體活檢對腫瘤的檢測可早於影像學發現，做到提前預測；成本低。目前的一代CTC系統CellSearch在醫院終端的價格為4000-5000元，Medicare肺癌穿刺價格達到了8869美元（約57000元），這還不包括併發症所引發的額外支出。CTC（循環腫瘤細胞，Circulating Tumor Cell）是腫瘤組織釋放到血液中的腫瘤細胞，是腫瘤轉移的重要原因。通過對血液中CTC的數量以及蛋白表達、序列檢測等可以獲取腫瘤的病變信息。目前已發展出一代CTC技術用於對CTC數量檢測。Immunicon公司的Cellsearch CTC 檢測系統2004年通過FDA認證，也是唯一通過FDA批准用於臨床的一代CTC檢測系統，可以說是行業內的金標準。2012年Cellserach系統通過CFDA認證進入中國市場。目前Immunicon公司被強生子公司Veridex所收購。儘管一代CTC技術領先進入臨床應用，但目前技術水平尚不完善，只能用於對CTC數量的檢測，無法進行進一步的深入檢測，加上靈敏度較低，應用局限於轉移性乳腺癌、轉移性結直腸癌和轉移性前列腺癌。二代CTC技術正在加速研發實現中，相比於一代，二代CTC將能夠實現對CTC細胞除數量以外的基因測序、蛋白表達、染色體變異水平等更全面的檢測，獲取更多腫瘤信息，同時靈敏度也將進一步提高，做到腫瘤的提前發現和治療。目前參與二代CTC研發的公司有：技術原理公司或機構CTC系統備註CTC表面抗原捕獲技術AdnagenAdnatest檢測CTC基因表達變化、適用於乳腺癌、前列腺癌、大腸癌、卵巢癌CynvenioLiquidBiopsyFDA批准第三方實驗室BioceptOncoCEEFDA批准第三方實驗室Massachusetts General HospitalCTC-iChip授權給 Janssen DiagnosticsCYTOTRACKCy toTrackCaptura DiagnosticsGEDIAmnisImageStreamFluxion BiosciencesIsoFluxIlluminaMagSweeperCTC細胞大小捕獲技術Creatv MiroTechCellSiev eRarecellsISETCirculogixPary lene FilterClearbridge BiomedicsClearCell FXCTC生物物理性質捕獲技術Epic SciencesEpicFDA 批准第三方實驗室Silicon BiosystemsDEPArraySRIFASTcellRareCyteAccuCyte-CyteFinderApoCellApoStreamGrenieer Bio-OneOncoQuick功能性檢測VitatexVita-Assay儘管參與公司眾多，目前二代CTC還沒有被批准上市的產品，沒有形成行業內標準，更沒有行業巨頭出現，處於較多參與者競爭局面，技術不斷成熟當中。ctDNA（循環腫瘤DNA， Circulating Tumor DNA）來自壞死腫瘤細胞、循環腫瘤細胞和腫瘤細胞分泌的外泌體，它包含著腫瘤細胞特異性突變的基因信息，通過對這些重要DNA片段捕獲測序可以獲得腫瘤特異性突變信息，幫助醫生診斷和個性化用藥指導。ctDNA的檢測平台目前有二代基因測序和數字化PCR，可分別對ctDNA的序列信息和序列數量做檢測，適用於非小細胞肺癌、乳腺癌、結直腸癌、皮膚癌等常見腫瘤，檢測的目標基因目前多以KRAS、PTEN、EGFR、BRAF等熱門基因為主。ctDNA尚沒有FDA認證產品問世，目前還處在可研階段。與CTC相比，二者均屬於液體活檢範疇，高靈敏度和低成本，適用於大多數腫瘤檢測，並且可同時從血液中提取，獲得互補信息；二者的不同之處在於：不同點CTCctDNA來源轉移性腫瘤轉移性腫瘤、原發性腫瘤捕獲對象捕獲細胞（細胞大小、細胞表面抗原、細胞生物物理性質）捕獲DNA片段（序列互補）可獲取信息基因序列、蛋白表達、染色體變異基因序列另外ctDNA的片段捕獲需要提前知道和準備待檢測突變，突變文庫的製備過程繁瑣且高成本。投行Cowen&Co公司預測到2020年液體活檢的全球市場份額將達到200億美元，同時將液體活檢市場劃分為四大領域：

JP摩根預測液體活檢全球市場到2020年將達到230億美元，高盛預測2020年美元液體活檢的市場份額為140億美元。國信證券預測2020年中國適用於液體火箭的腫瘤患者預計達到500萬人，按照參與液體活檢50%的滲透率和一年4次檢測次數以及每次2000檢測價格計算，中國2020年液體活檢市場將達到200億元。據MedSci統計目前中國國內參與CTC和ctDNA液體活檢的公司達到47家，其中有26家（佔比55%）公司在做ctDNA檢測，9家公司（佔比20%）在做CTC檢測，其餘公司尚不確定，部分公司參與領域及所處城市統計如下：城市公司名稱及液體活檢參與領域北京吉因加科技（ctDNA）安諾優達（ctDNA）聖谷同創（ctDNA）益延遠傑（ctDNA）邁歐基因博奧晶典（CTC）優訊醫學（ctDNA）貝瑞和康（ctDNA）泛生子邁基諾科技諾禾致源（ctDNA）元碼基因萊爾生物（CTC）建森基因毅新博創（ctDNA）上海安可濟生物（ctDNA）雲健康（ctDNA）允英醫療（ctDNA）楚豫生物杏園生物寶騰生物（CTC）思路迪生物（ctDNA）葯明康德（ctDNA）惠研生物（ctDNA、CTC）格諾思博（CTC）立迪生物（CTC）美吉生物（ctDNA）廣州基準醫療（ctDNA）燃石生物（ctDNA）易活生物（CTC）達安基因金域檢驗益善生物（CTC）銳博生物深圳海普洛斯（ctDNA）華大基因（ctDNA）南京科維思生物（ctDNA）世和基因ctDNA杭州瑞順生物（CTC）浚輝生物華得森生物蘇州普世華康為真生物（ctDNA）成都塞雷納醫療（ctDNA）濟南伊萊爾細胞廈門艾德生物石家莊健海生物（ctDNA）武漢友芝友醫療（CTC）整個液體活檢領域大致可以分為上游樣品（CTC、ctDNA）捕獲技術，中游測序服務和下游數據分析。上游技術和下游的數據分析是技術壁壘較高的環節，目前的研發公司也都聚焦在上游的技術開發，數據積累是後續的環節。基因測序則是比較成熟的環節，國內提供測序服務的公司像華大基因、達安診斷等均已佔據一定的市場，測序技術也在不斷跟新換代中。在液體活檢領域涉足的國內公司還有：益善生物：公司擁有自主研發的CanPatrol CTC技術，其靈敏度達到能夠從25億個血細胞中檢測出1個循環腫瘤細胞，並能夠對其分型鑒定；麗珠集團：公司通過參與CYNVENIO公司B輪融資獲得其18.03%的股權。CYNVENIO是美國液態活檢領域研發處於前沿的公司，擁有FDA CLIA認證批准的第三方CTC檢測實驗室；易活生物：完成檢測試劑盒的開發和檢測儀器的原型研發，核心技術來自美國加州大學洛杉磯分校；廣州銳博生物：生產EXOsome試劑盒，用於分離提取ctDNA。國外的公司像Illumina、羅氏等測序巨頭也都紛紛布局液體活檢領域。Illumina 2015年專門成立了Grail公司用於「通過血液篩查發現那些沒有癥狀的早期癌症患者」，並計劃未來3年全面推廣腫瘤檢測；羅氏收購了德國腫瘤轉化和基因組學公司Signature Diagnostics；強生收購Immunicon獲得一代CTC檢測系統Cellsearch；Exosomes Diagnostics公司也在計劃啟動基於血液的肺癌檢測和基於尿液的前列腺癌檢測項目；其他處於領先研發地位的公司包括取得FDA第三方診斷實驗室認可的Cynvenio，Biocept和Adaptive Biotechnologies。參考資料：「20151210-國信證券-醫藥保健行業2016年投資策略：新技術，新模式，新消費」「20160113-國信證券-醫療器械行業基因測序行業專題研究：基因檢測的藍海，液體活檢迅速崛起」「20160304-莫尼塔-醫療健康行業：好雨知時節，液體活檢發展正當時」http://www.medsci.cn/article/list.do?q=%E6%B6%B2%E4%BD%93%E6%B4%BB%E6%A3%80http://www.medsci.cn/article/show_article.do?id=cc736253e71
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