ctDNA对肿瘤治疗的意义

肿瘤治疗面临的困境
  肿瘤是一种符合达尔文进化特征的疾病。很大一部分被诊断为癌症的患者可以仅依靠手术或和辅助治疗，但是超过80%的患者死于癌症的转移和复发。在原代肿瘤细胞中，进化一直存在，这在一定程度上造成了肿瘤的异质性。当肿瘤发生转移的时候，在选择压力下，单一克隆会产生针对癌症疗法的抗性。像乳腺癌等癌症，可能在诊断多年后才发生转移。而在晚期复发的癌症中，由于肿瘤休眠，其可以在这种状态下传播到遥处器官之中，而在这个过程中，肿瘤细胞会积累表观遗传和遗传学上进化特征，并在特定条件下发生明显的转移。在转移的过程中，医生无法准确的捕捉具有时空特异性的肿瘤，被认为是当前癌症治疗失败的主要原因。因此，很多研究机构和医生，都希望有一种“液体活检”的方法，在不同时间和空间维度上解决这一问题。而循环肿瘤DNA（ctDNA）检测则是这一问题目前最佳的解决方案。
基于二代测序技术的ctDNA
  人体血液循环系统中，含有不断流动的携带一定特征（包括突变，缺失，插入，重排，拷贝数异常，甲基化等）的，来自肿瘤基因组的DNA片段。这些DNA片段来源于四个部分：1、坏死的肿瘤细胞；2、凋亡的肿瘤细胞；3、循环肿瘤细胞；4、肿瘤细胞分泌的外排体。自1977年人类发现ctDNA以来，对其的研究就从未中断过。在1994年，研究人员首次鉴定了来源于肿瘤的含有癌症标志性突变的DNA。加上ctDNA的无创性和易获得性，在其中发现的肿瘤标志物，被认为可以用于检测肿瘤早期诊断，进展过程，预后判断及个性化用药指导。但是由于ctDNA在人体血液内含量极低，只有循环DNA的1%，甚至万分之一，其测序检测存在巨大的挑战。
      而NGS技术能够更加全面的检测基因突变。靶向深度测序和基于捕获物测序的方法可以在指定区域进行检测。最重要的是，外显子血浆DNA分析开辟了一种新的机遇，即其可以全面的描述突变组的特征，而不需要关注之前或者现在存在的突变。基于NGS的ctDNA全基因组测序，不仅可以发现染色体重组，易位等情况，其对肿瘤标记物还具有更加优秀的敏感性和特异性。同时，在选定的情况下，基于NGS的ctDNA测序还能发现体细胞拷贝数的畸变。正是基于以上优势，NGS在ctDNA检测中，开始扮演越来越重要的角色。而基于NGS的ctDNA检测的效果，也在很多临床实验中得到了证实。
在非小细胞肺癌中的应用
  在过去十年中，对非小细胞肺癌（NSCLC）的理解发生了重要的变化。现在证实，NSCLC具有不同的分子亚型。现在医生认为，针对NSCLC的个性化治疗，应该是利用这些分子亚型匹配相对应的靶向疗法。表皮生长因子（EGFR）突变和ALK易位被认为是NSCLC治疗最有效的靶点。但是EGFR和ALK的突变数量是多种多样的，并且我们检测到的突变类型还在不断地增加。因此，现代科学家们利用基于NGS的ctDNA技术，从患者血液中可以获得ROS1，BRAF，KRAS，HER2-，c-MET，RET，PIK3CA，FGFR1和DDR2的突变信息，从而利用这些突变信息为患者选择合适的靶向疗法。
在乳腺癌中ctDNA的监测作用
  乳腺癌转移确诊后，患者已经很少能够彻底治愈。但是现在，我们可以利用含有肿瘤染色体异质性的ctDNA来对乳腺癌进行检测。在H Saal教授的研究中，他们对20例早期确诊的原发性乳腺癌患者进行了监测和长期随访。通过NGS和液体数字PCR联合使用的方法，他们能够覆盖很多低信号的全基因组测序结果，并且首次发现，在手术后，ctDNA监测是高度精确的，其成功监测预示了93%的复发病人以及100%的没有复发的病人。基于ctDNA的监测中，转移患者的平均生存期是11个月，而在患者的长期不进展期的时候，是没有检测到ctDNA的。因此，ctDNA能够预测不良生存期。这些发现表明，我们可以利用ctDNA来监测早期乳腺癌患者的转移情况，并帮助修改治疗方案，避免过度治疗。
NGS-ctDNA在胰腺癌中的应用
  由于通常的活检技术不能够描述分子特性，因此胰腺癌和胆道癌患者通常缺少个性化的治疗方案。而游离的DNA测序能够帮助这部分人群进行精准医疗。在Eric A. Collisson教授的研究中，他们分析了26名患者肿瘤中的54个基因。除了9名患者测序失败，剩下的17名患者中，90.3%的肿瘤突变都能够在ctDNA中发现。其正确率为97.7%，灵敏度为92.3%，特异性为100%。同时，他们发现，ctDNA与肿瘤标记动态是具有相关性的。因此，可以在胰腺癌和胆道癌患者中，通过ctDNA测序的方法，来确定患者的肿瘤基因型，从而为患者提供准确的靶向疗法。
  从基于NGS的ctDNA的临床数据来看，其在转移性肿瘤监测，肿瘤突变类型的检测等方面，都具有高精度，高灵敏度，高特异性的优点。加上该技术的无创性和简便性，其在肿瘤治疗中，将会在肿瘤预后，肿瘤精准疗法等方面，为临床治疗和护理带来一次质的飞跃。在ctDNA研究领域，已经有了很多优秀的公司。上海立迪配备了优秀的研究团队，在进行ctDNA研究及相关产品的开发。 我们相信随着技术的进步，肿瘤的治疗会逐步走向精准化。
上海立迪简介：
  上海立迪生物技术有限公司（“上海立迪”），致力于从事肿瘤转化医学及癌症精准医疗研究，为肿瘤患者提供个体化精准医疗一站式服务。公司拥有AAALAC国际认证的SPF级实验动物中心、生物二级实验室及世界一流的仪器设备。上海立迪旗下有两家全资子公司“西安立迪生物技术有限公司”和 “上海立闻医学检验所”（“上海立闻”），上海立闻是以分子诊断技术为主导的医学独立实验室。上海立迪已与全国20多家三甲医院合作开展PDX模型建立工作，目前已成功建立超过600多个患者个体化的PDX模型，指导和帮助个体化治疗方案的选择。（转化医学网360zhyx.com）