癌症诊断准确率近90%！厚积薄发下的液体活检技术即将迎来春天！

肿瘤是异质性最明显的人类疾病。肿瘤的异质性包括时间和空间的异质性：同一肿瘤的不同区域、同种肿瘤的不同患者以及同一患者的不同治疗阶段，肿瘤均存在有不同的生物学特征。因此，对于癌细胞已经发生转移的患者而言，仅仅取某个部位的肿瘤组织，并不能反映患者的整体情况。

近年来随着越来越多的临床证据的出现，通过分子诊断来指导患者个体化的精准治疗，已逐渐成为肿瘤临床专家的共识。在这样的背景之下，液体活检的概念被反复提及并迅速成为临床关注的焦点。作为体外诊断的一个分支，液体活检就是通过血液或者尿液等对癌症等疾病做出诊断，其优势在于通过非侵入性的取样方式有效的降低了活检的危害。

目前液体活检的主要检测物包括检测血液中游离的循环肿瘤细胞（CTCs）、循环肿瘤DNA（ctDNA）碎片、循环RNA（Circulating RNA）和外泌体（携带有细胞来源相关的多种蛋白质，脂类，DNA，RNA等）。其中，ctDNA、RNA和外泌体是肿瘤细胞自身分泌或死亡时释放的物质。利用液体活检技术，临床医师可以在影像学技术还未能发现病灶时就在外周血中检测到肿瘤细胞或肿瘤相关遗传物质，再根据最新的测序技术探明导致癌症的突变，真正做到了提前“预知”癌症。

液体活检三大应用领域

临床前的应用：早期癌症筛查

高特异性、敏感度检测ctDNA，可早于影像学和蛋白标记物6个月到一年发现癌症。

临床期间的应用：指导分子靶向药物用药、耐药监测

液体活检用于肿瘤患者的动态监测，可帮助了解治疗效果以及可能的耐药机制，帮助选择、优化或者及时调整用药方案。通过液体活检明确患者的基因突变状态，可以帮助临床医生有针对性的选择分子靶向药物，做到个体化的精准治疗，提高治疗效果和生活质量。根据国际领先水平的无创肿瘤基因检测技术平台——莲和（北京）医疗科技有限公司最新的数据，他们的肿瘤基因检测已在呼吸肿瘤、消化道肿瘤、乳腺及妇科肿瘤、泌尿肿瘤、头颈部肿瘤乃至泛肿瘤的基因分析取得诸多成功的案例（见下图），以遍布全国的基因检测服务网络为基础，莲和医疗全面覆盖中国人群中常见的高发癌症。

乳腺癌检测案例

肺癌检测案例

（数据来源：莲和医疗）

莲和医疗健康集团有限公司（Life Healthcare Group Limited）是国内第一家在香港上市的基因测序公司（股份代码：HKEX 00928），致力于肿瘤基因检测在临床医学与健康服务中心的推广和应用，专家团队包含美国诺华基因组中心、加州大学、清华大学、北京大学的顶级科学家，自主研发的基因检测产品涵盖呼吸道肿瘤、消化道肿瘤、乳腺及妇科肿瘤、泌尿肿瘤、头颈部肿瘤乃至泛肿瘤等基因检测产品，贯穿肿瘤诊疗中的早期筛查、辅助诊断、用药指导、预后评估、动态监测等全病程管理环节。

治疗后的应用：复发监测

通过监测ctDNA浓度，可对复发转移提前预警，与传统检测方法相比，ctDNA检测可提前1年发现肿瘤复发或转移。

液体活检的最新临床应用

肿瘤本质上是一种基因病，ctDNA是肿瘤患者血液中游离的来自肿瘤的DNA，血液中含量低，半衰期短，所以必须进行专有的捕获过程和超高覆盖率和测序深度的第二代高通量测序技术完成，以高灵敏度和特异度来识别肿瘤特异性的体细胞突变。肿瘤液体活检是目前最具发展潜力的肿瘤无创诊断和实时疗效监测手段，区别于传统的临床诊断手段，该方法具有简便、安全、无创、实时等特点。目前国际上对于液体活检的研究热度也在不断攀升。

1. PNAS：新型液体活检技术，检出率可提升一倍

近日，约翰•霍普金斯大学科学家表示其开发了一种新型液体活检技术，可以准确检测出早期胰腺癌中的肿瘤特异性DNA和蛋白质生物标志物。该研究对应文章则发表于最新上线的PNAS,名为"Combined circulating tumor DNA and protein biomarker-based liquid biopsy for the earlier detection of pancreatic cancers。"

在这篇文章中，研究人员应用这项联合“液体活检”技术对221例早期胰腺癌患者进行了诊断，研究表明DNA和蛋白质产物标记物联合检测的胰腺癌识别率是DNA单独检测的两倍。

大多数早期胰腺癌仅能够在成像扫描期间偶然发现，并且通常不引起相应症状。这种疾病最常见于晚期而晚期胰腺癌几乎不能通过手术治疗。文章的作者表示，在过去30年中，我们在识别可切除胰腺癌病人方面没有取得重大的进展。如果这项测试技术的有消息能够在绝大多数的研究中得到验证，那么它就可以用于早期无症状的胰腺癌患者的识别。

2. Cancer Cell：液体活检又添新成员，癌症诊断准确率近90%

日前，一项最新研究证实可以通过检测循环血小板中吸收的肿瘤RNA来诊断非小细胞肺癌。为了检测起源于肿瘤细胞并最终被血小板吸收的RNA，荷兰的研究人员研发了一种名为thromboSeq的新型检测方法。研究人员发现，他们可以通过检测循环血小板（也称为血栓细胞）吸收的肿瘤RNA来诊断非小细胞肺癌，诊断准确率接近90％。

研究结果于8月14日在线发表在《Cancer Cell》期刊，题为“Swarm Intelligence-Enhanced Detection of Non-Small-Cell Lung Cancer Using Tumor-Educated Platelets”。研究结果证实thromboSeq检测早期癌症的准确率为81％，检测晚期癌症的准确率为88％。在符合年龄，吸烟状况和血液储存时间的验证对照组中，该检测方法的准确率高达91％。

3. NEJM：体活检厚积薄发助力癌症早筛

液体活检与传统的组织活检相比有着迅速、便捷、损伤性小等众多优点。临床医生可以用它来监测肿瘤对治疗的反应，预测肿瘤复发。从长远角度来看，液体活检还能够帮助医生在患者未出现任何症状的时候发现最初期的肿瘤。近日，香港科学家的一项研究第一次证实，液体活检用于癌症筛选是有希望的，且提高了癌症的早期检测以及患者生存率。

研究成果于8月9日在线发表在《The New England Journal of Medicine》期刊。领导这一研究的是香港中文大学的卢煜明教授，他指出：这项工作非常令人兴奋，因为它为如何检测其他肿瘤类型如肺癌或乳腺癌提供了蓝图。该研究主要涉及鼻咽癌。这是测试DNA筛选的一个很好案例，因为鼻咽癌是一种侵袭性癌症，早期检测至关重要，筛查在癌症高发的中年男性人群中进行。此外，由于鼻咽癌大多数情况下都涉及到EB病毒，所以筛查对象主要是大量由肿瘤流入血液的病毒DNA，而不是肿瘤细胞本身。

4. Nat Commun：手术前利用液体活检标记物检测前列腺癌侵袭性

近日，来自加拿大多伦多大学的研究人员利用非侵入性液体活检方法发现了前列腺癌生物标记物，能够在手术前帮助鉴定侵袭性前列腺癌。该研究发表在国际学术期刊Nature Communication上，研究人员认为对于许多男性来说生长缓慢低风险的前列腺癌可能永远都不需要进行手术治疗，而目前全世界存在许多过度治疗问题，该研究将推动精确的非侵入性诊断工具的开发。

目前临床上主要使用穿刺活检帮助进行前列腺癌诊断，但是这种技术可能无法检测到隐藏肿瘤或者已经扩散的肿瘤。而液体活检是一种理想的诊断方法，有助于区分哪些病人适合进行强化治疗，而哪些病人不需要。

5. ASCO：癌症液体活检展现巨大潜力

在最近开展与美国芝加哥的第53届美国临床肿瘤学会（ASCO）年会上，研究人员公开了一项涉及124名晚期癌症患者的研究。在这项研究中，科学家们证明了早期液体活检对至少一个突变的有效筛查率高达89％。

与其他基于探究癌症患者具体遗传特异性的其他研究与实验有所不同，液体活检在临床应用领域的具体目标是实现癌症病情与发展的实时监控。在这种要求下，研究人员根据基因组大部分区域的扫面结果对大量癌症相关基因序列进行了比对，对癌症患者血液样本中的508个突变基因进行了高达6万次的测序读取。

这项研究结果表明，高强度的循环肿瘤DNA测序是可行的，可以为临床决策者提供宝贵的信息。同时，液体活检技术也不需要任何肿瘤组织样品，并不会对病人造成伤害。研究的对应文章的主要作者表示，这项研究也是将癌症早期检测与筛查和液体活检进一步引向临床的重要一步。

液体活检成大热门，循环肿瘤DNA（ctDNA）高通量测序技术获关注

9月26-30日，第二十届全国临床肿瘤学大会暨2017年CSCO学术年会在厦门举行。CSCO作为临床肿瘤界顶级盛会，是集中反映我国临床肿瘤学届最高水准和最新进展的学术圣坛，本届CSCO大会上"液体活检"仍是众人关注的焦点，ctDNA、CTC及外泌体相关科研及临床研究百花齐放，新技术与产品争相角逐，莲和（北京）医疗科技有限公司在本届大会上尤为抢眼。

2017CSCO大会现场

莲和医疗展台

循环肿瘤DNA（ctDNA）具有远大的前景，只需像化验肝肾功能那样采集静脉血，即可对全身的肿瘤基因信息进行精确测定，基于肿瘤基因信息，就可以指导抗肿瘤药物选用、疗效评估、预后判断，甚至早期发现和早期诊断。然而，精确测序ctDNA存在两个巨大技术障碍：首先是血浆中的ctDNA含量极低。其次是二代测序背景噪声很高，用常规建库测序方法肿瘤信号淹没在背景噪声中。

而莲和医疗来自于美国诺华基因组中心、加州大学、清华大学、北京大学的顶级科学家，从技术上根本解决了上述难题，这与其5大优势密不可分：

1.血液游离DNA提取效率高，通常从10ml血液中能提取30ng左右的游离DNA，莲和提取平均40ng以上。

2.文库构建的DNA转化率高，通常转化率大约30%，莲和转化率平均50%。

3.捕获效率绝大部分样本在80%-90%左右,有较高的均一性。

样本均一性示意图

4.数字PCR验证优势。数字PCR是一种新的核酸检测和定量方法，直接检测目标序列的绝对量。它不依赖于标准曲线和参照样本，因此比传统PCR更具灵敏度、特异性和精确性。数字PCR技术在检测痕量核酸样本、复杂背景下稀有突变、表达量微小差异方面表现出很大的优势。在肿瘤低频突变检测中，有着前所未有的精确性和灵敏度。数字PCR凭借其创新特色，可以与高通量测序（NGS）平台实现优势互补，有望成为支撑液体活检的重要平台之一。莲和医疗对于丰度低于1%的突变，采用数字化PCR进行验证。保证了报告的准确性。

5.UMI（Unique Molecular ID）分子标签技术的应用。随着高通量测序技术的应用越来越普遍，测序成本不断降低，测序深度也越来越深。相对于之前的全覆盖、低深度的测序来讲，目前越来越多的科学家将目光转移到高深度的目标区域捕获测序战略中来。极高的目标区域测序覆盖深度在肿瘤研究与应用中对发现低频突变至关重要。分子标签的引入可以提高这些低频突变检测的可信度，尤其是当突变频率低到与这些系统错误率相当的时候。莲和医疗利用MID分子标签技术，有效实现超高测序深度（>10000X）下低频突变（检出限0.1%）的精准检出。

UMI分子标签技术原理

凭借一管血检测癌症，这是数十年来全球医学界的共同的梦想。液体活检技术试图用各种技术手段从血液里捕捉相关肿瘤信息，从而规避了传统方式需要手术、穿刺取样的局限性。液体活检技术贯串整个肿瘤诊疗过程中的早期筛查、辅助诊断、用药指导、预后评估、动态监测等环节，未来肿瘤个体化精准医疗方案的制定，非液体活检莫属！

（转化医学网360zhyx.com）