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科普 | 液态活检技术:早期检测肿瘤、辅助治疗的突破性技术

 生物_医药_科研 2018-12-27

摘要

        液态活检技术由于其非侵入式的取样特性和高灵敏度,是早期检测肿瘤、辅助治疗的突破性技术,是精准医疗的未来代表性诊断技术之一。

        液态活检技术通过检测肿瘤或转移灶释放到血液循环中的肿瘤细胞(CTC)、游离肿瘤DNA(ctDNA)碎片或者外泌体(exosome),达到早期筛查、检测肿瘤或评估药物疗效等目的。由于其非侵入式的取样特性,是检测肿瘤、辅助治疗的突破性技术,是精准医疗的未来代表性诊断技术之一。

        循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cells,CTC)是指由实体恶性肿瘤原发灶或者转移灶释放入血液循环系统的细胞,是导致肿瘤转移及复发的重要因素。除了从已形成的实体瘤病灶(原发灶、转移灶)脱落入血外,能较早提示肿瘤的复发和转移,侧重于细胞病理,适用于治疗后的病情监测,判断预后等。

        循环肿瘤DNA(Circulating Tumor DNA,ctDNA)是由肿瘤细胞释放到血浆中的单链或者双链DNA,携带有与原发肿瘤组织相一致的分子遗传学特征,侧重基因层面,获取突变信息,适用于早期筛查,个体化用药指导,耐药性监测等;外泌体所含信息丰富,包括蛋白质,RNA等,可潜在应用于临床诊断和疾病治疗。

血液中的CTCctDNA和外泌体Cellular Physiology and Biochemistry, 2017, 41(2): 755-768.

        至今,FDA 仅批准了三款液态活检相关的产品,分别是杨森诊断公司(Janssen Diagnostics)的CellSearch(基于CTC 检测,已退市),Epigenomics 公司筛查大肠癌的Epi proColon 技术(基于ctDND 检测)和罗氏的cobas EGFR突变检测试剂盒v2,后两款属于ctDNA检测产品。国内市场方面,CFDA此前曾批准了杨森诊断公司(Janssen Diagnostics)的CellSearch、格诺思博公司的全球首款肺癌循环肿瘤细胞(CTC)试剂盒,友芝友公司研发的中国首台用于临床检测的循环肿瘤细胞分离染色装备和循环肿瘤细胞快速染色液以及艾德生物研发的Super-ARMSEGFR基因突变检测试剂盒。

        尽管目前市面上尚无经过FDA批准的胃癌相关液态活检产品,但是目前研究表明液态活检在胃癌领域的可能性。采用液滴数字PCR技术研究表明晚期胃癌患者(18例)ctDNA浓度高于早期胃癌组(12例),早期胃癌组高于健康对照组(34例);相比于术前,胃癌术后患者的ctDNA的含量明显下降。通过采用高通量测序技术(Next Generation Sequencing, NGS)或者Taqman QPCR技术研究300多例接受胃切除术的晚期胃癌患者的肿瘤组织与血液ctDNA,结果提示TP53, ARID1A 和PI3KCA基因突变是监测胃癌患者临床随访进展和疾病预后的有效工具。同样,利用微流控分选细胞技术对100例转移性胃癌患者进行CTC计数分析,结果表明转移性胃癌的患者中CTC阳性的病人化疗疗效以及反应性均不如CTC阴性的患者。定期检测CTC数目可指导临床上化疗药物的使用,CTC的减少是治疗有效的早期指标。进展期胃癌患者接受替吉奥方案单次化疗2周及4周后外周血中的CTC数量明显降低,其中以化疗两周后降低最明显。提示CTC数量监测可作为胃癌治疗后效果评估的方法。

基于液态活检微创的优势,其应用适用人群有:

1) 复发、转移,无法获得组织样本的患者;

2) 组织量太少不足以检测的晚期患者;

3) 有动态监测意愿,期望提早发现可能的复发、转移征兆的患者;

4) 在肿瘤被诊断后,寻求更适合自己的用药方案的患者;

5) 肿瘤用药疗效不佳,希望寻求更优用药方案的患者;

6) 传统检测后未发现可用靶向药,寻求更多靶向药用药机会的患者;

7) 出现耐药现象,需要更换治疗方案的患者。

        值得讨论的是, 尽管CTC在中国国内的临床应用呈快速上升的趋势,但应用较广泛的仍是利用CTC数量评估FDA及CFDA批准的肿瘤适应症预后、化疗疗效或改变治疗策略,同时,尝试分离、培养CTC进行体外药敏试验,并NGS技术进行CTC单细胞测序,进而指导肿瘤个体化治疗。但CTC在血液中的数量稀少(~1个CTC/109白细胞),阳性率低(晚期肿瘤患者<85%),肿瘤患者个体间CTC数量差异大、捕获或者分析技术存在壁垒。相比之下,ctDNA技术存在可预见乐观前景。目前临床应用最为成功的是我们熟知的无创产前基因检测(Non-invasive Prenatal Testing,NIPT)产品;它也是第一个基于NGS技术的临检产品,在灵敏度和特异性方面显著优于常规产前筛查技术。相信在肿瘤方面会逐步获得成熟ctDNA产品,用于包括胃癌在内的伴随诊断或者临检产品。

参考文献

1.Circulating cell-free DNA as a promising biomarker in patients with gastric cancer: diagnostic validity and significant reduction of cfDNA after surgical resection[J]. Annals of Surgical Treatment & Research, 2014, 86(3):136.

2.Monitoring gastric cancer progression with circulating tumour DNA[J]. British Journal of Cancer, 2015, 112(2):352-6.

3.Clinical significance of circulating plasma DNA in gastric cancer[J]. International Journal of Cancer, 2016, 138(12):2974-2983.

4.Circulating tumor cells (CTCs) as a surrogate marker for determining response to chemotherapy in advanced gastric cancer (AGC).[J]. Cancer Sci. 2010;101(4):1067-71.

5.Circulating tumor cells are predictive of poor response to chemotherapy in metastatic gastric cancer[J]. Int J Biol Markers. 2015;30(4):e382-6.

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