【ctDNA】癌症“指纹”系列之 呵护，是一生的事！

得了癌症是很不幸的事情，但是很多时候，癌症并不致命：甲状腺癌是一种很轻型的恶性肿瘤，它的治愈率可以达到90%以上；我们也常常听到某人得了食管癌、肺癌或者什么癌症，但是手术后又安然无恙的活了几十年。比得了癌症更不幸的，是如影随形的癌症的三大致命武器：转移、复发和耐药。转移是指癌细胞从原发器官转移到了身体的其他部位，比方说肺癌脑转移，肝癌骨转移等等。一般来说，转移也就意味着癌症达到了晚期。很多癌症病人最后都是死于癌细胞的多处转移，扩散到全身而无法治疗。复发一般是指在已经用手术切除或者药物治疗消灭掉体内癌细胞，无癌症表征之后，却在某个时刻癌细胞卷土重来。它往往潜藏行踪，但却来势汹汹。有统计显示，约90%的癌症病人做完手术后会再次复发。而耐药，则是在给癌症病人用药的过程中，药物疗效降低甚至是失效的现象。不要小看耐药，风光无限的靶向药物，比如EGFR-TKI类药物，往往一年内就会发展出耐药性，而靶向药的失效，很有可能就为这些晚期癌症病人宣告了死刑。耐药性甚至给靶向药物带来了“仅仅是延长了癌症患者生存期”的负面评价。

那么，癌症为什么会转移、复发和耐药呢？这就要提到癌症的另一个关键特征了。之前我们一直强调癌症是基因病，是基因组变异导致的疾病，但是不要忘记，癌细胞是生长繁殖失控的细胞，从另一个角度来说，它们就像是病人体内的另一个生命体。没错，癌症还是进化病，癌症在病人体内是不断进化着的：癌细胞不断的分裂生殖，不断的产生新的基因变异的癌细胞，与此同时我们的免疫系统也在不断的杀灭这些“叛逆”的癌细胞，在这样的生存竞争中，癌细胞不断进化发展着。下图是对癌细胞进化的简单示意：原始的癌细胞群分别进化，一类增加了H特征，另一类增加了D特征，增加了D特征的子群又分别进化增加了G，E，F特征，最后的肿瘤，便是这些不同的“癌细胞子群”的混合体，也就是我们常说的“亚克隆群”。

这些“亚克隆群”也是各有所长的，其中有些“亚克隆群”的侵袭能力特别突出，他们便是癌细胞转移的罪魁祸首。它们是怎么从一个器官转移到另一个器官的呢？你猜的没错，它们利用了我们人体的循环系统。这些癌细胞中的“浪子”很有破坏力，它们能穿透组织的壁垒，侵袭到我们血管中，在血管中的这一部分爱好漂流的癌细胞，我们就称之为CTC（circulating Tumor cells，循环肿瘤细胞）。但是，不要小看我们的免疫系统，绝大部分CTC最终的命运是被我们的免疫系统消灭掉，能存活的甚至不到千分之一。只有极少数非常有毅力并且幸运的CTC，在躲过了免疫系统的层层追杀，千辛万苦的万里长征之后，侥幸侵入到其他组织器官，潜伏下来。然后等待人体薄弱的时机杀我们个措手不及。这一步我们称之为“定植”，定植的癌细胞处在休眠期，可能几个月，也可能几年后才会再次爆发无限制的增殖。

如果我们用药了呢？对进化论有所了解的都知道，我们的治疗相当于给癌细胞加了一个外部压力。比方说，如果我们对病人使用了EGFR-TKI类药物，那么有 EGFR敏感突变（如L858R）的癌细胞亚群就被有选择的杀死了，但是部分癌细胞可能会发展出耐药突变（如T790M），或者之前就存在的其他亚群（如 KRAS突变亚群），这些对TKI类药物有抵抗作用的癌细胞亚群的数量就慢慢增多起来，EGFR敏感的亚群就慢慢消亡了。最后的结果却是癌症又恢复壮大了。下图很好的展示这种情况：在靶向药物使用后，肿瘤明显被抑制了，但是药物的选择压力，却给其他亚群的发展创造了条件，结果就是肿瘤又慢慢变大了。

大家理解了转移与耐药，相信对复发也就明朗了：如果切除了肿瘤组织，即使肉眼看不到癌细胞了，但是它们却很有可能在病人的某个部位潜藏着，等待时机。就像下图这位肺癌患者，无癌征兆才0.4年后就又发现了癌症的踪迹。

所以说，得了癌症，那便是一生的战斗，丝毫不能松懈；所以说，对于癌症病人，即使暂时好转，或者疗效显著，也需要实时的监测，常检查；所以说，呵护，是一生的事。

好了，该回到我们的主题了，ctDNA（循环肿瘤DNA）如何用于对癌症病人的动态的实时的监测呢？我们看看科学家们是怎么做的。

2013年，著名的Nature杂志发表了一篇用ctDNA监测耐药性的文章，用ctDNA的高通量测序监测了6个晚期癌症病人的病情。下图展示了第二个病人的监测情况。该病人乳腺癌伴多处转移，开始用药Tamoxifen+Trastuzamab，效果不好，多处转移疾病进展，监测发现其在基因MED1上的一个 Tamoxifen的耐药突变随着用药频率上升；然后换药为Lapatinib+Capecitabine，开始效果还好，但是没过多久病情又有进展：肺转移进展。ctDNA监测发现GAS6基因上有一个对Lapatinib耐药的突变，随着用药其频率在升高。

今年（2015年）刚刚发表的一篇利用ctDNA高通量测序技术对结直肠癌术后进行复发监测的文章，采用了SSV（Somatic structure variation，体细胞结构变异）作为监测指标。该研究一共对个11个病人进行出来长达3年的监测，中有6人在监测中发生了复发，5人没有复发。从监测中可以完全的区分这两类病人：复发的病人ctDNA中都发现SSV频率的升高，而未复发的病人中SSV的频率则一直处于很低的水平。下图Pt.16即为一例复发的病人，Pt.2为一例没有复发的病人，带方块，菱形和三角的折线代表了SSV频率的变化。该研究还显示，利用ctDNA监测复发，能比CT扫描平均早10个月发现复发的征兆。

利用ctDNA对癌症病人进行动态监测的文章还有很多，其中不泛Nature，NEJM，Science和Cell这样的顶级期刊，并且呈现出越来越多的趋势，2015年刚刚过去还没有几天，就已经有四五篇ctDNA相关的高水平文献问世。我们总结一下ctDNA高通量测序用于动态监测的方法，其实思路是很明晰的：要么是用ctDNA的多少，突变数目的多少，突变频率的高低等来表征癌症的严重程度，我们称之为Tumor burden（肿瘤负荷）；要么是关注特定的突变，如EGFR-TKI类药物用药期间，关注T790M等耐药突变的频率变化等。当然也还有很多新颖的奇思妙想。

ctDNA在科研领域蓬勃发展，在临床领域崭露头角，关注它的人也越来越多。我相信，在未来，关注它的人会更多，ctDNA必将大放光彩。

我希望有一天，对癌症的治疗能像治疗感冒一样简单；对于癌症的诊断和跟踪，抽一管血就行；人们谈起ctDNA，就跟现在谈论血糖血脂一样普遍。为了这一天的到来，全世界的科研工作者们都在努力着，我们也在努力着，而ctDNA的高通量测序，就是我们的有力助手之一。

我们总该抱有一个信念：美好的人生不该为“癌”所困。

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