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液体活检介绍

发布时间:2018-01-04

       “在我国癌症筛查结果中,只有20%是早期,80%的癌症查出来都是中晚期了,而这20%的癌症早期还是体检查出来的。”众所周知,癌症越早发现治愈率越高,但患者缺乏相应的筛查手段,体检得来的报告结果,其灵敏度和准确度都相对较低。如今在美国,一种被称为液体活检的检测方法正开始兴起,为一些病人省去了手术活检和穿刺活检,这两种活检是长期需要来指导病人癌症治疗。目前国内也有一些生物公司在研发液体活检技术----只需抽取6~8ml 血,就能筛查是否患有6 大常见癌症(肺癌、胃癌、食管癌、肝癌、大肠癌、乳腺癌),准确率超过80%,花费约2000~3000 元。液体活检是什么?真的像宣传的那么有效么?液体活检作为体外诊断的一个分支,是指一种非侵入式的血液测试,能监测肿瘤或转移灶释放到血液的循环肿瘤细胞(CTC)和循环肿瘤DNA(ctDNA)
    碎片,是检测肿瘤和癌症、辅助治疗的突破性技术。

       它的优势在于能解决精准医疗的痛点,通过非侵入性取样降低活检危害,而且有效延长患者生存期,具有高性价比。液体活检技术主要包括CTC 和ctDNA,以及外泌体检测。
    基因突变是肿瘤产生发展的重要原因,几乎所有癌症患者都携带有DNA 突变,这些突变只存在于肿瘤细胞而不存在于正常细胞,因此为肿瘤组织的检测与跟踪提供了方便的特异性生物标记。种类繁多的突变位点及基因型也为肿瘤的精确诊疗提供了必要的信息。

    1 液体活检介绍
    1. 循环肿瘤细胞(circulating tumor cells,CTCs)循环肿瘤细胞(circulating tumor cells,CTCs)是游离于血液循环系统中的肿瘤细胞,来源于原发肿瘤组织,是肿瘤细胞转移的重要方式,也是肿瘤患者术后复发的重要原因,同事还是激发癌症致死机制的重要因素。CTC 作为肿瘤细胞,不仅包含肿瘤的DNA 信息,同时还包含基因组、蛋白质组等信息,是研究肿瘤组织信息的丰富来源。
    (1)二代CTC 检测技术
    1.密度梯度离心
    可将CTC 与红细胞白细胞分离,根据不同密度沉降在不同区间而进行分离。目前市场上有较多的这种类型的试剂盒, Ficoll-paque solution(Pharmacia Fine Chmeicals,Sweden),OncoQuick 等。
    2.过滤法
    依据CTC 体积大雨血细胞的特性,对CTC 进行捕获。CTC 的直径约为10~20um,而血细胞大小为7~12um,通过过滤,留下体积比较大的CTC.随着对CTC 研究深入,发现很多CTC 与白细胞大小类似甚至只有它一半或者更小。这些小或者超小CTC 的数目比例在某些肿瘤中可高达三分之一。
    3.微控流芯片
    针对CTC 的体积和可变形性对CTC 进行捕获,CTC 的捕获率和特异性可达到80%以上。不仅能够检测CTC 的数量,而且可以分离活细胞进行其他分析,是未来CTC 检测的发展方向,微流控芯片内CTC 的分选富集方法主要分为生物化学方法和物理分离法。生物化学方法指的是选择特异性抗体对细胞表面表达的标志物进行特异性的抗原抗体吸附,达到分选的目的,物理法主要应用外力场(电、磁场、流体场、超声波等)基于细胞间的物理特性差异(大小、变形性、密度、介电性等)进行分离。
    4.其他分离方法
    核心原理还是利用CTC 免疫学和物理学特性,但是缺乏临床数据验证。
    (2)CTC 临床应用
    1.辅助诊断。主要是在常规手段无法对早期肿瘤进行判断时进行。
    2.疗效评估。癌症患者进行化疗、靶向治疗后进行CTC 检测,若CTC 数量减少,则提示治疗方式可能有效,相比于现阶段的CT、MRI 等检查手段,CTC 检测技术操作更方便,应用更简单,可以更及时地提示医生该患者是否适合化疗或者靶向治疗。
    3.术后监测。以肺癌为例,肺癌患者手术后约50%可能复发,术后监测非常重要,目前主要监测手段是3 或6 个月进行CTC 检查,因活检无法高频次检查,而CTC 可以克服这个缺点,及时检测血液中CTC 的变化,在癌症发生的早期就及时进行治疗,能提高患者存活率。
    2.血浆游离肿瘤DNA( Cell-Free' Circulating Tumor DNA,
    ctDNA)
    ctDNA:是指人体血液循环系统中不断流动的携带一定(包括突变、缺少、插入、重排、拷贝数异常、甲基化等)来自肿瘤基因组的DNA 片段。
    CtDNA 的主要来源包括:1.来自坏死的肿瘤细胞 2.来自凋亡的肿瘤细胞 3.循环肿瘤细胞 4.来自肿瘤细胞分泌的外排体。
    cfDNA 最成熟的应用是NIPT(无创产前基因检测),抽取孕妇静脉血分析胎儿游离的片段DNA,判断胎儿患唐氏综合征(21、18、13 三体综合征)的概率。已经是国内常见的优生优育筛查手段。对ctDNA 的分析包括定性和定量的分析,其中定性分析包括检测基因突变、缺失、插入、融合、重排、拷贝数变异、甲基化、微卫星不稳定(MSI)和杂合性缺失(LOH)等,定量分析就是计算ctDNA 在血液中实时的含量,定性和定量均可反应肿瘤的存在和严重程度。理论上说,一个细胞含有约6~7pg 的DNA,1ml 血能提取10ng 游离DNA,相当于来自约2000~3000 个凋亡细胞的DNA 量,但是一般情况下只占整个循环DNA 的1%,甚至0.01%。因此,这对DNA 的检测技术提出了比较高的要求。目前国内外均没有成熟产品,主要有两个方向:一是应用测序技术直接获取ctDNA 序列信息,另外利用DNA 扩增技术(PCR)检测包含特定序列的ctDNA 的浓度。ctDNA 的技术发展可以预测向着高精度和高通量的方向发展。NGS 由于其价格因素,未来还是用于研发,所以最新的研究都集中在富集靶向DNA,将富集后的DNA 做深度测序可以大幅度降低成本,但是如何高效准确的富集目的DNA 序列仍旧是ctDNA 检测的瓶颈。所以还是处于前期发展阶段,离
    真正走向临床还有一段距离要走。
    3.外泌体
    外泌体(exosome)是细胞分泌出的小泡,小泡中包含蛋白质、DNA、信使RNA 以及一些非编码RNA,是细胞之间沟通的载体,研究发现这些外泌体与肿瘤的发生、发展、转移以及抗药性具有一定的相关性。肿瘤细胞以这些小泡为载体帮助其逃过免疫系统的监视,这些小泡一方面给肿瘤细胞的转移指引方向,另一方面也创造适合肿瘤生长的微环境。外泌体携带的信息多样化。其中的蛋白质和核酸,均可用于癌症的早诊、复发监测、抗药性监测等相关方面的分析。而且外泌体在数量上多于CTC,更容易富集,在形式上分泌小泡能够有效保护核酸类物质,克服了ctDNA 在血液中易降解的问题,在临床应用上有广泛前景。但是外泌体的研究尚处于临床早期,参与公司较少。

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