5.液體活檢:一種新型腫瘤檢測技術(shù)

一、全球和我國癌癥發(fā)病現(xiàn)狀

? ? ?癌癥自出現(xiàn)在人類社會起,就給人類帶來了許多苦痛與挑戰(zhàn),人類不停的在與癌癥抗?fàn)?,然而如今抗擊癌癥形勢依舊十分嚴(yán)峻。下屬于世界衛(wèi)生組織(WHO)的國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)在《CA:A Cancer Journal for Clinicians》雜志發(fā)布了《2020年全球癌癥負(fù)擔(dān)狀況最新估計報告》。報告顯示,隨著人口的老齡化和快速增長、人類與致癌性相關(guān)的行為活動增加,全球的癌癥癌癥發(fā)病率持續(xù)升高、發(fā)病數(shù)和死亡數(shù)正在快速增長。據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)估計,在未來 20 年中,全球癌癥例數(shù)可能會增加 60%,在中低收入國家中,增幅可能高達(dá)81%。全球每年有六分之一的人死于癌癥,癌癥負(fù)擔(dān)(Cancer Burden)在增加。癌癥作為全球第二大死亡原因可能在21世紀(jì)成為全球首要的死亡原因,并且將成為世界各國提高預(yù)期壽命的最重要障礙。

放眼國內(nèi),癌癥現(xiàn)狀雖與全球形勢有些許差別但依舊嚴(yán)峻。作為世界上人口最多的國家,我國占新增癌癥病例的23%以上,死亡人數(shù)約占全球的30%。例如2018年全球新增癌癥患者達(dá)1810萬人,我國新發(fā)病例數(shù)380.4萬例。在最近的幾十年中,中國的總體癌癥發(fā)病率相對穩(wěn)定,每年的變化率是4%,而癌癥死亡率卻下降了;同時,癌癥的生存率(5年存活標(biāo)準(zhǔn))顯著提高,從30.9%增加到40.5%。盡管我國癌癥的5年生存率得到了顯著提高,某些特定的癌癥死亡率卻不斷增加。例如肺癌和乳腺癌。在過去的40年里,中國的肺癌死亡率增加了4倍,肺癌已取代胃癌成為癌癥死亡的主要原因,占中國所有癌癥死亡的27.3%;在過去20年中,乳腺癌和大腸癌的發(fā)病率呈快速上升趨勢,尤其是在城市地區(qū)。由于我國城鄉(xiāng)發(fā)展存在著差距,癌癥在城市和農(nóng)村的發(fā)病情況也存在著差異。因為生活環(huán)境和習(xí)慣的差別,農(nóng)村地區(qū)的癌癥發(fā)病率整體低于城市地區(qū),但由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不同,城市的醫(yī)療條件優(yōu)于農(nóng)村,城市的死亡率低于農(nóng)村地區(qū)。城市中發(fā)病率高的癌癥的主要有:大腸癌、乳腺癌、前列腺癌、膀胱癌;而在農(nóng)村發(fā)病率高的癌癥主要有:食道癌、胃癌、肝癌、宮頸癌。

癌癥是生命的殺手,但生命掌握在我們自己的手上。其實三分之一的癌癥是可以預(yù)防的,三分之一的癌癥可以通過早期發(fā)現(xiàn)得到根治,三分之一的癌癥可以運用現(xiàn)有的醫(yī)療措施延長生命、減輕痛苦、改善生活習(xí)慣。我們可以通過三級防控來進(jìn)行對癌癥的預(yù)防:一級預(yù)防是指病因預(yù)防,養(yǎng)成良好的生活習(xí)慣,減輕外界不良因素對身體的損害;二級預(yù)防是指早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷、早期治療;三級預(yù)防是指通過醫(yī)療措施延長生命,提高生活質(zhì)量。其中,二級預(yù)防起到了至關(guān)重要的作用,全球癌癥死亡率高的原因和癌癥發(fā)現(xiàn)的早晚有著巨大關(guān)聯(lián),我國癌癥死亡率高大部分也都是因為癌癥在發(fā)現(xiàn)時已經(jīng)是晚期,治愈難度大,最后造成死亡率居高不下。如果能做好二級預(yù)防,做到早發(fā)現(xiàn),患者遏制惡性腫瘤的蔓延的可能性也會得到答復(fù)提高。全球各國如今都十分重視對癌癥早期的篩查,例如2020年4月15-21日是我國第26個全國腫瘤防治宣傳周,主題為“癌癥防治共同行動”,提倡癌癥的早診斷、早治療,把腫瘤遏制在發(fā)展初期。同樣的許多國家也都致力研發(fā)出更先進(jìn)的癌癥檢測技術(shù),例如近年來大熱的液體活檢技術(shù)。

[if !supportLists]二、[endif]液體活檢技術(shù)概述及與其他檢測技術(shù)的不同

液體活檢技術(shù),廣義上是指以人體體液(包括血液、尿液、唾液甚至腦脊液0為樣本來源檢測、獲取相關(guān)疾?。ɡ绶伟?、前列腺癌、頭頸部癌癥和中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤疾?。┬畔⒌募夹g(shù);狹義上則是特指通過檢測血液中的CTC(循環(huán)腫瘤細(xì)胞,Circulating Tumor Cell)和ctDNA(循環(huán)腫瘤DNA,Circulating Tumor DNA)獲取患者腫瘤病變信息,用以幫助診斷治療,又稱腫瘤無創(chuàng)診斷技術(shù)。

液體活檢技術(shù)的出現(xiàn)標(biāo)志著人類在攻克腫瘤的道路上又前進(jìn)了一大步,曾在2015年其被MIT科技綜述雜志評為年度十大突破技術(shù)之一。為何說液體活檢是突破性技術(shù)呢?在這之前腫瘤檢測的技術(shù)都有哪些呢?

傳統(tǒng)的腫瘤檢測方法主要有:腫瘤標(biāo)記物、影像學(xué)檢查、組織活檢等。腫瘤標(biāo)記物是指因腫瘤細(xì)胞的生物化學(xué)性質(zhì)變化及其代謝異常而在腫瘤病人的體液、排除物及組織中出現(xiàn)質(zhì)或量上改變的物質(zhì)。在臨床上,腫瘤標(biāo)記物主要用于對原發(fā)腫瘤的發(fā)現(xiàn)、腫瘤高危人群的篩選、良性和惡性腫瘤的鑒別診斷、腫瘤發(fā)展程度的判斷腫瘤治療效果的觀察和評價以及腫瘤復(fù)發(fā)和預(yù)后的預(yù)測等。影像學(xué)檢查主要為超聲檢查、CT、磁共振(MRI)等。超聲檢查因安全無創(chuàng)傷且便宜便捷而應(yīng)用較為普遍。雖然在腫瘤篩查中,影像學(xué)檢查是一種比較好的輔助檢查手段且檢查率很高,但是對于腫瘤的性質(zhì)定性還需要進(jìn)行病理檢查以及其他檢查來驗證結(jié)果。按照一般程序,當(dāng)超聲檢查發(fā)現(xiàn)患者體內(nèi)存在病灶并診斷為腫瘤時,需要進(jìn)一步做組織活檢進(jìn)行確診。組織活檢是指通過手術(shù)或穿刺獲取腫瘤最有代表性部位的組織作為檢測樣本的技術(shù)。利用組織活檢獲得的腫瘤樣本中腫瘤細(xì)胞含量高,但由于需要進(jìn)行手術(shù),會給患者帶來一定的創(chuàng)傷和痛苦;而且由于腫瘤有異質(zhì)性,同一腫瘤病灶不同,不同的病灶之間突變基因也可能存在差異,對于已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)移的腫瘤患者而言,僅僅取某個部位的腫瘤組織并不能反映患者整體的情況;對于未發(fā)生轉(zhuǎn)移的患者來說,腫瘤在受到手術(shù)的擾動后,也可能存在加速轉(zhuǎn)移的風(fēng)險,具有一定的局限性。除此之外,組織活檢并不適于所有患者,使用范圍有限;而且靶向治療半年至一年多容易出現(xiàn)耐藥性,這時再次進(jìn)行活檢取樣患者的依從性也會變差。同時這也說明組織活檢不能多次取樣進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測,不能隨時監(jiān)測腫瘤的發(fā)展。

相較于以上的腫瘤檢測技術(shù),液體活檢技術(shù)則顯現(xiàn)出許多優(yōu)勢。首先是其無創(chuàng)性高,取樣時給患者帶來的創(chuàng)傷是微小的,降低了活檢創(chuàng)傷給患者帶來的不良反應(yīng),減輕了引起并發(fā)癥的風(fēng)險。同時液體活檢的重復(fù)性好,可以多次取材;傳統(tǒng)活檢因具有侵入性特征,對病人的體質(zhì)要求較高,一般的病人一年內(nèi)最多做2-3次手術(shù)或穿刺,有些重癥病人因為身體原因不能做手術(shù),而液體活檢一般只需要5-10ml的血液,可以多次重復(fù)取樣,對患者的身體要求不高。同時,重復(fù)取樣有利于保證腫瘤監(jiān)測的全面連續(xù),這樣一來還可以根據(jù)腫瘤的發(fā)展態(tài)勢來實時判斷療效、及時調(diào)整治療方案。而且,液體活檢技術(shù)操作起來比較便捷,傳統(tǒng)的活檢需要影像學(xué)的輔助,找到腫瘤的準(zhǔn)確位置和大小后才能進(jìn)行穿刺操作,而液體活檢不需要依賴影像學(xué)檢查,直接通過抽取血液就能完成取樣。除此之外,液體活檢技術(shù)具有較高的精準(zhǔn)性,可以直接獲得腫瘤基因組信息,從而避免腫瘤異質(zhì)性帶來的取樣局限,有利于指導(dǎo)后續(xù)靶向治療。更具有突破意義的是,隨著相關(guān)研究的推進(jìn),液體活檢還有助于腫瘤的早期預(yù)防和發(fā)現(xiàn)。有研究表明腫瘤患者的早期血液中就已經(jīng)有CTC和ctDNA,并且這一檢測可早于影像學(xué)發(fā)現(xiàn),有利于腫瘤的早期發(fā)現(xiàn)。但由于液體活檢技術(shù)仍處于發(fā)展時期,有許多地方還不夠成熟。例如液體活檢的DNA片段太小、半衰期短、有被其他DNA 片段污染的風(fēng)險,其準(zhǔn)確性和靈敏

三、液體活檢的主要方向

液體活檢目前主要有三個方向:分析游離的腫瘤DNA、考察血液中完整的腫瘤細(xì)胞和收集由腫瘤細(xì)胞釋放出的外泌體。

首先是分析游離的腫瘤NDA,也就是分析循環(huán)腫瘤細(xì)胞(circulating tumor cells,CTCs)。作為游離于血液循環(huán)系統(tǒng)中的腫瘤細(xì)胞,循環(huán)腫瘤細(xì)胞源于原發(fā)腫瘤組織,是腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的重要方式,也是腫瘤患者術(shù)后復(fù)發(fā)的重要原因,同時還是激發(fā)癌癥致死機(jī)制的重要因素。CTC作為腫瘤細(xì)胞,不僅包含腫瘤的DNA信息,同時還包含基因組、蛋白組等信息,是研究腫瘤組織信息的豐富來源。CTC腫瘤細(xì)胞在臨床上主要應(yīng)用于以下幾個方面:一是輔助診斷,主要應(yīng)用于早期的腫瘤判斷;二是療效評估,在癌癥患者進(jìn)行化療、靶向治療后利用CTC檢測,CTC數(shù)量較少說明患者所用的治療方法有效;三是用于術(shù)后檢測,許多癌癥在術(shù)后都有復(fù)發(fā)的風(fēng)險,CTC檢測可以檢測患者術(shù)后3-6個月的身體狀況,為遏制腫瘤的術(shù)后復(fù)發(fā)提供參考。

其次是分析血漿游離腫瘤DNA,也就是ctDNA(Cell-Free’?Circulating Tumor DNA),指人體血液循環(huán)系統(tǒng)中不斷流動的攜帶的一定(包括突變、缺少、插入、重排、拷貝數(shù)一場、甲基化等)來自腫瘤基因組的DNA片段。因為ctDNA的主要來源有:壞死和凋亡的腫瘤細(xì)胞、循環(huán)腫瘤細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞分泌的外泌體等,對ctDNA的定性和定量分子可以分析腫瘤的存在和嚴(yán)重程度。

最后是分析外泌體。外泌體(exosome)是細(xì)胞分泌出的小泡,小泡中包含蛋白質(zhì)、DNA、信使DNA以及一些非編碼DNA,是細(xì)胞之間溝通的載體,研究發(fā)現(xiàn)這些外泌體與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移以及抗藥性具有一定的相關(guān)性。例如,腫瘤細(xì)胞以這些小泡為載體幫助其逃過免疫系統(tǒng)的監(jiān)視,這些小泡一方面給腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移指引方向,另一方面為腫瘤生長合適的生長微環(huán)境。同時,由于外泌體攜帶的信息比較多樣化,其中的蛋白質(zhì)和核酸均可用于癌癥的早診、復(fù)發(fā)檢測、抗藥性監(jiān)測等相關(guān)方面的分析,而且外泌體在數(shù)量上多于CTC,更容易富集,在形式上分泌小泡能夠有效保護(hù)核酸類物質(zhì),客服了ctDNA在血液中易降解的問題。

四、液體活檢的臨床應(yīng)用與市場前景

在人類醫(yī)療逐步走向精準(zhǔn)化的背景下,液體活檢這種精準(zhǔn)檢測腫瘤的技術(shù)受到各國的青睞。據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù),目前全球正在開展的約1120項液體活檢臨床試驗,主要是CTC和ctDNA的臨床研究,外泌體還以實驗室研究為主,其中CTC的臨床研究占80%以上,占據(jù)絕對的主導(dǎo)地位。但任何技術(shù)的臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化都會經(jīng)歷技術(shù)性指標(biāo)的確認(rèn)、臨床應(yīng)用可行性的評估、臨床產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化及落地?,F(xiàn)階段,液體活檢技術(shù)整體仍處于第一階段過渡到第二階段的時期。復(fù)旦大學(xué)附屬華東醫(yī)院院長高文教授認(rèn)為:液體活檢是腫瘤研究中非常熱門的領(lǐng)域,但臨床中還沒有形成標(biāo)準(zhǔn),不能完全代替組織活檢,甚至還不能完全作為一項診斷檢測手段。他還提到,面對一項新技術(shù),醫(yī)院、企業(yè)、科研院所等各方應(yīng)該積極搭建產(chǎn)學(xué)研平臺,幫助臨床醫(yī)生找到有實力的企業(yè),幫助企業(yè)找到有想法的醫(yī)生。一項新技術(shù)應(yīng)用于臨床還需面臨是否能夠獲得政府相關(guān)部門的認(rèn)可,如定價、醫(yī)保等問題。

這就涉及液體活檢推廣的障礙,科學(xué)家們一直以來都對液體活檢有著一定的顧慮。首先是液體活檢的臨床數(shù)據(jù)仍然存在不足,同時各國缺乏共同的臨床共識。其次是液體活檢的多樣性以及結(jié)果體活檢技術(shù)的多樣性以及結(jié)果的不穩(wěn)定使得專家擔(dān)心其可靠性;還有就是因為市場不夠成熟,液體活檢的技術(shù)成本較高,檢測價格過高,沒有醫(yī)保覆蓋話很難大規(guī)模推廣。

盡管液體活檢在推廣上存在眾多障礙,但其在我國有著巨大的市場潛力。不管是CTC還是ctDNA,美國都是承擔(dān)液體活檢臨床科研的主力軍,而中國目前承擔(dān)了不到50項液體活檢臨床試驗。歐美國家,特別是美國對液體活檢的認(rèn)識較為全面,檢測技術(shù)的開發(fā)起步較早,積累了很好的技術(shù)及人才基礎(chǔ)。同時,美國從2004年起,已經(jīng)通過大量的臨床實際應(yīng)用和大規(guī)模的臨床研究(諸如乳腺癌CTC研究SWOG S0500)在某些癌種方面積累了大量的數(shù)據(jù)和應(yīng)用經(jīng)驗,在當(dāng)前的液體活檢領(lǐng)域也保持著最大的影響力。而我國液體活檢相關(guān)研究和臨床應(yīng)用較少,液體活檢技術(shù)在我國的市場發(fā)展空間較大,加之我國正在大力推行精準(zhǔn)醫(yī)療,液體活檢順應(yīng)了這一趨勢,得到了政策支持后可以更好的發(fā)展。

最后只得注意的是,從醫(yī)學(xué)倫理層次上來說,不成熟的技術(shù)推向市場會給大眾帶來恐慌,雖然液體活檢技術(shù)前景廣闊,我們?nèi)圆荒芩尚笇夹g(shù)提高的探索。

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