腫瘤是異質(zhì)性最明顯的人類(lèi)疾病。腫瘤的異質(zhì)性包括時(shí)間和空間的異質(zhì)性:同一腫瘤的不同區域、同種腫瘤的不同患者以及同一患者的不同治療階段,腫瘤均存在有不同的生物學(xué)特征。因此,對于癌細胞已經(jīng)發(fā)生轉移的患者而言,僅僅取某個(gè)部位的腫瘤組織,并不能反映患者的整體情況。
近年來(lái)隨著(zhù)越來(lái)越多的臨床證據的出現,通過(guò)分子診斷來(lái)指導患者個(gè)體化的精準治療,已逐漸成為腫瘤臨床專(zhuān)家的共識。在這樣的背景之下,液體活檢的概念被反復提及并迅速成為臨床關(guān)注的焦點(diǎn)。作為體外診斷的一個(gè)分支,液體活檢就是通過(guò)血液或者尿液等對癌癥等疾病做出診斷,其優(yōu)勢在于通過(guò)非侵入性的取樣方式有效的降低了活檢的危害。
目前液體活檢的主要檢測物包括檢測血液中游離的循環(huán)腫瘤細胞(CTCs)、循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)碎片、循環(huán)RNA(CirculatingRNA)和外泌體(攜帶有細胞來(lái)源相關(guān)的多種蛋白質(zhì),脂類(lèi),DNA,RNA等)。其中,ctDNA、RNA和外泌體是腫瘤細胞自身分泌或死亡時(shí)釋放的物質(zhì)。利用液體活檢技術(shù),臨床醫師可以在影像學(xué)技術(shù)還未能發(fā)現病灶時(shí)就在外周血中檢測到腫瘤細胞或腫瘤相關(guān)
遺傳物質(zhì),再根據最新的測序技術(shù)探明導致癌癥的突變,真正做到了提前“預知”癌癥。
液體活檢三大應用領(lǐng)域
臨床前的應用:早期癌癥篩查
高特異性、敏感度檢測ctDNA,可早于影像學(xué)和蛋白標記物6個(gè)月到一年發(fā)現癌癥。
液體活檢用于腫瘤患者的動(dòng)態(tài)監測,可幫助了解治療效果以及可能的耐藥機制,幫助選擇、優(yōu)化或者及時(shí)調整用
藥方案。通過(guò)液體活檢明確患者的基因突變狀態(tài),可以幫助臨床醫生有針對性的選擇分子靶向藥物,做到個(gè)體化的精準治療,提高治療效果和生活質(zhì)量。根據國際領(lǐng)先水平的無(wú)創(chuàng )腫瘤基因檢測技術(shù)平臺——蓮和(北京)醫療科技有限公司最新的數據,他們的腫瘤基因檢測已在呼吸腫瘤、消化道腫瘤、乳腺及婦科腫瘤、
泌尿腫瘤、頭頸部腫瘤乃至泛腫瘤的基因分析取得諸多成功的案例(見(jiàn)下圖),以遍布全國的基因檢測服務(wù)網(wǎng)絡(luò )為基礎,蓮和醫療全面覆蓋中國人群中常見(jiàn)的高發(fā)癌癥。
蓮和醫療健康集團有限公司(LifeHealthcareGroupLimited)是國內第一家在香港上市的基因測序公司(股份代碼:HKEX00928),致力于腫瘤基因檢測在臨床醫學(xué)與健康服務(wù)中心的推廣和應用,專(zhuān)家團隊包含美國諾華基因組中心、加州大學(xué)、清華大學(xué)、北京大學(xué)的頂級科學(xué)家,自主研發(fā)的基因檢測產(chǎn)品涵蓋呼吸道腫瘤、消化道腫瘤、乳腺及婦科腫瘤、泌尿腫瘤、頭頸部腫瘤乃至泛腫瘤等基因檢測產(chǎn)品,貫穿腫瘤診療中的早期篩查、輔助診斷、用藥指導、預后評估、動(dòng)態(tài)監測等全病程管理環(huán)節。
治療后的應用:復發(fā)監測
通過(guò)監測ctDNA濃度,可對復發(fā)轉移提前預警,與傳統檢測方法相比,ctDNA檢測可提前1年發(fā)現腫瘤復發(fā)或轉移。
液體活檢的最新臨床應用
腫瘤本質(zhì)上是一種基因病,ctDNA是腫瘤患者血液中游離的來(lái)自腫瘤的DNA,血液中含量低,半衰期短,所以必須進(jìn)行專(zhuān)有的捕獲過(guò)程和超高覆蓋率和測序深度的第二代高通量測序技術(shù)完成,以高靈敏度和特異度來(lái)識別腫瘤特異性的體細胞突變。腫瘤液體活檢是目前最具發(fā)展潛力的腫瘤無(wú)創(chuàng )診斷和實(shí)時(shí)療效監測手段,區別于傳統的臨床診斷手段,該方法具有簡(jiǎn)便、安全、無(wú)創(chuàng )、實(shí)時(shí)等特點(diǎn)。目前國際上對于液體活檢的研究熱度也在不斷攀升。
1.PNAS:新型液體活檢技術(shù),檢出率可提升一倍
近日,約翰霍普金斯大學(xué)科學(xué)家表示其開(kāi)發(fā)了一種新型液體活檢技術(shù),可以準確檢測出早期
胰腺癌中的腫瘤特異性DNA和蛋白質(zhì)生物標志物。該研究對應文章則發(fā)表于最新上線(xiàn)的PNAS,名為"CombinedcirculatingtumorDNAandproteinbiomarker-basedliquidbiopsyfortheearlierdetectionofpancreaticcancers。"
在這篇文章中,研究人員應用這項聯(lián)合“液體活檢”技術(shù)對221例早期胰腺癌患者進(jìn)行了診斷,研究表明DNA和蛋白質(zhì)產(chǎn)物標記物聯(lián)合檢測的胰腺癌識別率是DNA單獨檢測的兩倍。
大多數早期胰腺癌僅能夠在成像掃描期間偶然發(fā)現,并且通常不引起相應癥狀。這種疾病最常見(jiàn)于晚期而晚期胰腺癌幾乎不能通過(guò)手術(shù)治療。文章的作者表示,在過(guò)去30年中,我們在識別可切除胰腺癌病人方面沒(méi)有取得重大的進(jìn)展。如果這項測試技術(shù)的有消息能夠在絕大多數的研究中得到驗證,那么它就可以用于早期無(wú)癥狀的胰腺癌患者的識別。
2.CancerCell:液體活檢又添新成員,癌癥診斷準確率近90%
日前,一項最新研究證實(shí)可以通過(guò)檢測循環(huán)血小板中吸收的腫瘤RNA來(lái)診斷非小細胞肺癌。為了檢測起源于腫瘤細胞并最終被血小板吸收的RNA,荷蘭的研究人員研發(fā)了一種名為thromboSeq的新型檢測方法。研究人員發(fā)現,他們可以通過(guò)檢測循環(huán)血小板(也稱(chēng)為血栓細胞)吸收的腫瘤RNA來(lái)診斷非小細胞肺癌,診斷準確率接近90%。
研究結果于8月14日在線(xiàn)發(fā)表在《CancerCell》期刊,題為“SwarmIntelligence-EnhancedDetectionofNon-Small-CellLungCancerUsingTumor-EducatedPlatelets”。研究結果證實(shí)thromboSeq檢測早期癌癥的準確率為81%,檢測晚期癌癥的準確率為88%。在符合年齡,吸煙狀況和血液儲存時(shí)間的驗證對照組中,該檢測方法的準確率高達91%。
3.NEJM:體活檢厚積薄發(fā)助力癌癥早篩
液體活檢與傳統的組織活檢相比有著(zhù)迅速、便捷、損傷性小等眾多優(yōu)點(diǎn)。臨床醫生可以用它來(lái)監測腫瘤對治療的反應,預測腫瘤復發(fā)。從長(cháng)遠角度來(lái)看,液體活檢還能夠幫助醫生在患者未出現任何癥狀的時(shí)候發(fā)現最初期的腫瘤。近日,香港科學(xué)家的一項研究第一次證實(shí),液體活檢用于癌癥篩選是有希望的,且提高了癌癥的早期檢測以及患者生存率。
研究成果于8月9日在線(xiàn)發(fā)表在《TheNewEnglandJournalofMedicine》期刊。領(lǐng)導這一研究的是香港中文大學(xué)的盧煜明教授,他指出:這項工作非常令人興奮,因為它為如何檢測其他腫瘤類(lèi)型如肺癌或乳腺癌提供了藍圖。該研究主要涉及鼻咽癌。這是測試DNA篩選的一個(gè)很好案例,因為鼻咽癌是一種侵襲性癌癥,早期檢測至關(guān)重要,篩查在癌癥高發(fā)的中年男性人群中進(jìn)行。此外,由于鼻咽癌大多數情況下都涉及到EB病毒,所以篩查對象主要是大量由腫瘤流入血液的病毒DNA,而不是腫瘤細胞本身。
4.NatCommun:手術(shù)前利用液體活檢標記物檢測前列腺癌侵襲性
近日,來(lái)自加拿大多倫多大學(xué)的研究人員利用非侵入性液體活檢方法發(fā)現了前列腺癌生物標記物,能夠在手術(shù)前幫助鑒定侵襲性前列腺癌。該研究發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊NatureCommunication上,研究人員認為對于許多男性來(lái)說(shuō)生長(cháng)緩慢低風(fēng)險的前列腺癌可能永遠都不需要進(jìn)行手術(shù)治療,而目前全世界存在許多過(guò)度治療問(wèn)題,該研究將推動(dòng)精確的非侵入性診斷工具的開(kāi)發(fā)。
目前臨床上主要使用穿刺活檢幫助進(jìn)行前列腺癌診斷,但是這種技術(shù)可能無(wú)法檢測到隱藏腫瘤或者已經(jīng)擴散的腫瘤。而液體活檢是一種理想的診斷方法,有助于區分哪些病人適合進(jìn)行強化治療,而哪些病人不需要。
5.ASCO:癌癥液體活檢展現巨大潛力
在最近開(kāi)展于美國芝加哥的第53屆美國臨床腫瘤學(xué)會(huì )(ASCO)年會(huì )上,研究人員公開(kāi)了一項涉及124名晚期癌癥患者的研究。在這項研究中,科學(xué)家們證明了早期液體活檢對至少一個(gè)突變的有效篩查率高達89%。
與其他基于探究癌癥患者具體遺傳特異性的其他研究與實(shí)驗有所不同,液體活檢在臨床應用領(lǐng)域的具體目標是實(shí)現癌癥病情與發(fā)展的實(shí)時(shí)監控。在這種要求下,研究人員根據基因組大部分區域的掃面結果對大量癌癥相關(guān)基因序列進(jìn)行了比對,對癌癥患者血液樣本中的508個(gè)突變基因進(jìn)行了高達6萬(wàn)次的測序讀取。
這項研究結果表明,高強度的循環(huán)腫瘤DNA測序是可行的,可以為臨床決策者提供寶貴的信息。同時(shí),液體活檢技術(shù)也不需要任何腫瘤組織樣品,并不會(huì )對病人造成傷害。研究的對應文章的主要作者表示,這項研究也是將癌癥早期檢測與篩查和液體活檢進(jìn)一步引向臨床的重要一步。
液體活檢成大熱門(mén),循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)高通量測序技術(shù)獲關(guān)注
9月26-30日,第二十屆全國臨床腫瘤學(xué)大會(huì )暨2017年CSCO學(xué)術(shù)年會(huì )在廈門(mén)舉行。CSCO作為臨床腫瘤界頂級盛會(huì ),是集中反映我國臨床腫瘤學(xué)屆最高水準和最新進(jìn)展的學(xué)術(shù)圣壇,本屆CSCO大會(huì )上"液體活檢"仍是眾人關(guān)注的焦點(diǎn),ctDNA、CTC及外泌體相關(guān)科研及臨床研究百花齊放,新技術(shù)與產(chǎn)品爭相角逐,蓮和(北京)醫療科技有限公司在本屆大會(huì )上尤為搶眼。
循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)具有遠大的前景,只需像化驗肝腎功能那樣采集靜脈血,即可對全身的腫瘤基因信息進(jìn)行精確測定,基于腫瘤基因信息,就可以指導抗腫瘤藥物選用、療效評估、預后判斷,甚至早期發(fā)現和早期診斷。然而,精確測序ctDNA存在兩個(gè)巨大技術(shù)障礙:首先是血漿中的ctDNA含量極低。其次是二代測序背景噪聲很高,用常規建庫測序方法腫瘤信號淹沒(méi)在背景噪聲中。
而蓮和醫療來(lái)自于美國諾華基因組中心、加州大學(xué)、清華大學(xué)、北京大學(xué)的頂級科學(xué)家,從技術(shù)上根本解決了上述難題,這與其5大優(yōu)勢密不可分:
1.血液游離DNA提取效率高,通常從10ml血液中能提取30ng左右的游離DNA,蓮和提取平均40ng以上。
2.文庫構建的DNA轉化率高,通常轉化率大約30%,蓮和轉化率平均50%。
3.捕獲效率絕大部分樣本在80%-90%左右,有較高的均一性。
4.數字PCR驗證優(yōu)勢。數字PCR是一種新的核酸檢測和定量方法,直接檢測目標序列的絕對量。它不依賴(lài)于標準曲線(xiàn)和參照樣本,因此比傳統PCR更具靈敏度、特異性和精確性。數字PCR技術(shù)在檢測痕量核酸樣本、復雜背景下稀有突變、表達量微小差異方面表現出很大的優(yōu)勢。在腫瘤低頻突變檢測中,有著(zhù)前所未有的精確性和靈敏度。數字PCR憑借其創(chuàng )新特色,可以與高通量測序(NGS)平臺實(shí)現優(yōu)勢互補,有望成為支撐液體活檢的重要平臺之一。蓮和醫療對于豐度低于1%的突變,采用數字化PCR進(jìn)行驗證。保證了報告的準確性。
5.UMI(UniqueMolecularID)分子標簽技術(shù)的應用。隨著(zhù)高通量測序技術(shù)的應用越來(lái)越普遍,測序成本不斷降低,測序深度也越來(lái)越深。相對于之前的全覆蓋、低深度的測序來(lái)講,目前越來(lái)越多的科學(xué)家將目光轉移到高深度的目標區域捕獲測序戰略中來(lái)。極高的目標區域測序覆蓋深度在腫瘤研究與應用中對發(fā)現低頻突變至關(guān)重要。分子標簽的引入可以提高這些低頻突變檢測的可信度,尤其是當突變頻率低到與這些系統錯誤率相當的時(shí)候。蓮和醫療利用MID分子標簽技術(shù),有效實(shí)現超高測序深度(>10000X)下低頻突變(檢出限0.1%)的精準檢出。
憑借一管血檢測癌癥,這是數十年來(lái)全球醫學(xué)界的共同的夢(mèng)想。液體活檢技術(shù)試圖用各種技術(shù)手段從血液里捕捉相關(guān)腫瘤信息,從而規避了傳統方式需要手術(shù)、穿刺取樣的局限性。液體活檢技術(shù)貫串整個(gè)腫瘤診療過(guò)程中的早期篩查、輔助診斷、用藥指導、預后評估、動(dòng)態(tài)監測等環(huán)節,未來(lái)腫瘤個(gè)體化精準醫療方案的制定,非液體活檢莫屬!