液体活检：癌症筛查的“蓝海”

未来，癌症检测或许不再需要手术活检或穿刺活检了，一种名为液体活检的新血液检测方法正在改变癌症的诊断和治疗。

不久前，一项刊登在国际医学期刊《新英格兰医学杂志》上的研究报告中，来自中国香港中文大学的研究人员通过研究发现，液体活检技术能够帮助增强癌症的早期诊断，而且有望改善患者的生存率。目前，香港的医生正在头颈癌中进行该技术的尝试。

液体活检血液检测技术曾被《麻省理工大学科技评论》评选为“2015年十大突破技术”，如今再次变得炙手可热，入选世界经济论坛评出的“2017年度全球十大新兴技术榜单”。

到底什么是液体活检？仅凭一管血就真的能够检测癌症吗？

一种非侵入性诊断方法

说到“活检”，大多数人首先想到的就是“穿刺”和“手术”，然而随着传统的组织活检技术对肿瘤的深入研究，其弊端日渐暴露。比如，组织活检只能反映高异质性恶性肿瘤的局部组织，晚期恶性肿瘤患者的检测组织不宜获取，且不适合反复取材及易产生并发症等。

因此，一种能够全面及时获得肿瘤细胞或组织生物信息的非侵入性诊断方法——液体活检，其深入研究在精准医疗领域具有突破性的意义。

癌症的形成是个长期的过程，在细胞刚刚发生癌变但却还没有形成癌灶之前，就会在体液中产生一些游离的“破坏分子”。液体活检就是指通过非侵入性取样，如血液、唾液、尿液等，利用高通量测序技术、过滤、捕获或富集体内肿瘤细胞的基因组信息，把握住癌症的蛛丝马迹，从而对疾病进行动态的观察和治疗，是一种突破性的革新技术。

目前，液体活检的四种主要肿瘤来源的生物标志物分别是循环肿瘤细胞（CTCs）、循环肿瘤DNA（ctDNA）、外泌体和循环RNA。

CTCs为实体瘤或转移灶脱落进入外周血的肿瘤细胞，经历了上皮间质转化的循环，具有出色的流动性和侵袭性，易于黏附于血管壁并穿越，进而导致癌细胞的转移和扩散，侧重于细胞病理，适用于病情监测、判断预后。

ctDNA指的是能够紧跟人体血液循环系统的DNA片段，侧重基因层面，易于获取突变信息，适用于早期诊断、耐药检测等。目前对ctDNA的分析包括定性和定量两种，定性分析包括检测基因突变、融合、缺失、插入、重排、甲基化等，定量分析则是测定ctDNA在血液的含量。

外泌体是直径在30~100纳米范围内的微小胞外囊泡，不但可以协助肿瘤细胞逃离人体免疫系统的监视，为肿瘤细胞的转移扩散指引方向，还能够为肿瘤细胞提供生长环境。

近期，液体活检再添新成员，最新研究证实能够利用检测循环血栓细胞中吸收的肿瘤RNA来诊断非小细胞肺癌。这几类载体含有丰富的基因组和蛋白质组等信息，均为我们研究肿瘤细胞的特性提供了条件，作为早期诊断、复发监测、耐药监测、患者病情检测的重要参考依据。

精准医疗实现未癌先知

与传统的穿刺组织活检相比，液体活检具有诸多不可比拟的优势。

第一是精准，该技术可以直接获得肿瘤基因组信息，同时用于指导后续靶向治疗；第二是全面连续，避免肿瘤异质性带来的取样局限；第三是无创方便，重复性好，不仅降低了活检导致的不良反应，还可以多次取材；第四是多种基因联合筛查可以提高特异度和敏感度；第五是实时判断疗效，能够随肿瘤的发展态势及时调整治疗方案。

目前，液体活检研究的适应症已经涉及肝癌、胃癌、肺癌、结肠癌、前列腺癌、乳腺癌、食道癌等。

德国康斯坦茨大学生物系研究人员通过对比健康人和结肠癌患者血清中的DNA水平发现，结肠癌患者的ctDNA水平明显高于健康人。而来自德国累斯顿大学医院的研究人员则对不同分期结肠癌患者进行回顾性研究发现，SEPT9基因异常甲基化对结肠癌诊断的敏感度为72%~90%，特异度为88%~90%。来自美国临床肿瘤学会的科研人员则发现，用抗EGFR抗体药物治疗转移性结直肠癌时，当检测出KRAS12或13号密码子基因突变时，可利用EGFR单抗进行有效治疗。

另外，ctDNA最成熟的应用就是广为人知的无创产前基因检测，利用抽取孕妇静脉血分析胎儿游离的片段DNA，推断胎儿患唐氏综合征的可能性，进而选择适时终止妊娠。

德国杜伊斯堡埃森大学妇产科医生在研究转移性乳腺癌患者外周血中CTCs时发现，Twist1、蛋白激酶B以及磷脂酰肌醇-3激酶α等EMT（上皮间充质转化）相关的分子标志物都有不同程度的高表达。

希腊克里特大学医学院肿瘤细胞生物学实验室研究者Papadaki等通过免疫荧光共定位分析发现，乙醛脱氢酶（ALDH）和Twist蛋白在不同时段的乳腺癌中表达水平也有所差异，在早期乳腺癌患者的CTCs中，ALDH1呈现阴性，Twist多阴性并且主要定位于胞质，但当乳腺癌发展到晚期且转移的患者CTCs中，ALDH1呈现阳性，Twist主要定位于细胞核中，并且两者倾向于定位在同一细胞内。

另外，miRNA可以用于区分肺癌和正常组织，小细胞癌和非小细胞癌，腺癌和鳞状细胞癌，可作为检测疾病复发的早期潜在生物标志物。美国第七波实验室就曾报道过，非小细胞肺癌患者和健康对照组的miR-21、miR-126、miR-210和miR-486-5-p的敏感性和特异性分别为86%和96%。

潜在检测主力军

未癌先知，精准医疗，安全无创，液体活检的优势使其在癌症的早筛和诊断、疗效评估、复发和转移风险评估、耐药性与肿瘤异质性临床研究中具有广阔的应用前景。

虽然液体活检技术还处于科研层面，检测标准尚未统一，临床应用还在探索阶段，但美国最大金融服务机构之一摩根大通预计，液体活检在全球市场潜力为230 亿美元；高盛预计液体活检在美国的市场潜力可达到140亿美元，并预测该市场需要5~15年可以趋向成熟。

如今，很多科研单位和企业已投身该领域，未来，液体活检技术必将推动癌症靶向治疗的发展，实现从静态向动态、从定性向定量、从独立单基因向多基因联合检测的转变，有极大的潜力成为临床检测大军的主力，在实现肿瘤的早期筛查诊断、分期分级、疗效与预后评价、肿瘤异质性与抗药性检测等方面发挥价值。

来源：中国科学报

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