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超20000篇论文!液体活检“检”什么?怎么“检”?

2016/11/10 来源:生物探索
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导读
近年来,液体活检研究热度不断攀升。据统计,1965年至2016年4月,Pubmed上检索的CTC相关文献累计有17775篇,ctDNA相关文献累计有3238篇。那么,液体活检究竟是检什么?怎么检?又有怎样的临床价值呢?

液体活检是近年来生物医学行业非常热门的领域之一。与标准的组织活检相比,液体活检具有一些理论优势:创伤小、可重复性、实时判断疗效、动态调整治疗决策等。去年,这一技术被MIT Technology Review评为“2015年度十大突破技术”。

液体活检热度攀升

近日,在“2016中国体外诊断试剂创新论坛——液态活检聚焦”上,江苏省人民医院检验学部主任潘世扬发表了题为《肿瘤液体活检技术的临床应用现状和未来》的演讲。

据介绍,液体活检主要是以患者的体液作为肿瘤活检的样本,捕捉和检测的对象包括体液中的循环肿瘤细胞(CTC)、循环肿瘤DNA(ctDNA)和外泌体(Exosome)。与传统的组织活检相比,液体活检具有速度快、样本容易获取、痛苦/风险小等特点。

近年来,液体活检研究热度不断攀升。据统计,1965年至2016年4月,Pubmed上检索的CTC相关文献累计有17775篇,ctDNA相关文献累计有3238篇。近20年内,CTC研究呈爆发性增长,ctDNA研究也在快速增长中。

CTC鉴定技术一览

目前常见的CTC鉴定技术基于的原理包括3个:利用细胞表面特异性标记、利用细胞特异性形态以及利用细胞遗传基因信息。下图展示了各国的公司基于不同原理开发的检测技术。


当然,科学家们也在开发其它的捕获技术。报告中,潘世扬主任提到了去年4月发表在PNAS(论文题目:Acoustic separation of circulating tumor cells)上的一项研究。来自MIT的一个科学家小组开发出分离CTC的一种新方法,即利用声波将它们与血细胞分离。


在实验室中,研究人员用含有癌细胞、白细胞的混合物组成的样本(每10万个白细胞含有1个癌细胞)检测了这款新的声学装置。结果发现,他们分离出了至少83%的癌细胞。在检测三名乳腺癌患者的血液样本时,该设备也表现良好,分别分离出了1、8和59个肿瘤细胞。其中,第一名患者对治疗响应良好,因此几乎不含循环肿瘤细胞。

他们的检测结果与一种商业化分离癌细胞的设备相似,但已经商业化的设备会损伤细胞,无法进行进一步的研究。相比之下,声学技术非常温和,不需要磁珠、抗体或其它分子标记,适合进一步的分析。目前,研究小组正在推进这一技术向临床转化。

多方向临床应用

液体活检的潜在应用领域包括肿瘤早期体外诊断与筛查、临床疗效的快速评价、个体化治疗(筛药和耐药检测)、肿瘤患者术后复发转移检测、新肿瘤药物的开发以及肿瘤转移的研究等。

在早期诊断方面,在使用高灵敏度检测ctDNA突变方法的前提下,ctDNA在早期肿瘤中的检出率要高于CTC。此外,ctDNA还可以用于微小残留病变的检测、肿瘤的进化和耐药检测、肿瘤基因分型的检测,以及肿瘤的实时监测。

潘世扬主任表示,液体活检正处于刚刚起步阶段,很多技术还并不成熟。但这些新技术的出现有望帮助打破原有的肿瘤诊疗误区,如忽视肿瘤转移环节、肿瘤异质性等。

对于异质性很强的肿瘤,相比组织单一取材,CTC更全面的代表了肿瘤组织的异质性,更适合于评估肿瘤的分子特征以及检测肿瘤进展。

然而,CTC的简单计数并不能反映肿瘤细胞内在的生物学特性。然而,正是这种特性决定了不同肿瘤细胞对治疗具有不同的反应。因此,对CTC细胞的分子特性(例如药物靶向基因的表达、药物耐受相关基因突变的检测)的精细刻画将有利于充分发掘CTC在指导临床治疗的价值。


生物标志物至关重要

需要注意的是,传统的活检一般是利用显微镜观察对病变组织及细胞形态的进行分析和识别,不需要液体活检中用到的生物标志物。小编注意到,去年8月,GEN网站发布的一份液体活检报告指出,不同种类的生物标志物正驱动着液体活检领域的发展。这些生物标志物也处于一场谁将领导液体活检的竞争中。

潘世扬主任表示,疾病的预测、预防及精准医疗需要找准检测的靶子,瞄准靶心。肿瘤标志物从研究到临床应用的转化非常困难。从源头标志物的发现,到临床应用需要经过很多步骤,过程可长达50年。就肺癌而言,包括目前新发现的一些标志物,也只有几个蛋白可用于临床。

一种生物标志物要想真正应用到临床中需要经历发现、确认、评估、检测方法学优化、临床验证以及上市这一系列的过程。潘世扬主任强调,开发潜在标志物需要特别考虑性价比问题。如果相关技术的费用过高,患者可能无法承担。

未来三大发展趋势

报告的最后,他总结了液体活检技术未来的三大发展趋势:

1)CTC和ctDNA联合检测:增加液体活检的敏感性和特异性,以适应未来肿瘤患者各个不同时期的诊疗需要;

2)检测技术的自动化和标准化:使实验操作更加快速准确,适应当前临床医学不断发展的需求;

3)检验科和病理科密切合作,共同开展液体检测。

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