液体活检在临床肿瘤诊疗中的应用
- 2023 - 12 - 05
东南大学附属中大医院医学检验科主任吴国球教授课题组近期在Molecular Cancer期刊（IF：41.444）发表了一篇综述，重点介绍了液体活检技术中的标志物在肿瘤（以胃癌为例）临床应用中的重要性。这些液体活检技术中的标志物主要包括循环肿瘤细胞（CTCs）、循环游离DNA（cfDNA）、循环肿瘤DNA（ctDNA）、非编码RNAs（ncRNAs）、外泌体和蛋白质等。此外，该综述还探讨了液体活检技术目前所面临的局限性和未来发展趋势，推动了液体活检技术在临床上的广泛应用
该文章的第一作者为东南大学医学院马硕博士和周美玲博士，通讯作者则为东南大学附属中大医院医学检验科主任吴国球教授。
当前，肿瘤的筛查手段主要包括内窥镜检查和血清学肿瘤标志物检测，而治疗方法则主要依赖于手术切除或化疗。然而，这些传统的检查和治疗方式往往会对患者造成较大的侵入性，并且其敏感性和准确性有待提高。因此，我们需要寻找一种微创的方法，以实现肿瘤的早期筛查、预后监测、治疗疗效和耐药性情况的实时反映。相比传统的组织活检方式，非侵入性的液体活检技术具有所需样本少、可多次取材等优势，并且能够实时反映肿瘤异质性的变化。这种技术将为肿瘤的个体化诊疗提供有力证据，因此在肿瘤的临床应用中受到了广泛关注。那么到底是怎样的一项研究呢？
液体活检是一种通过检测分析生物液体样本（如血液、唾液、胸水、腹水、粪便、尿液和脑脊液）中的CTCs、cfDNA、ctDNA、ncRNAs、外泌体和蛋白质等对不同肿瘤或疾病进行诊断和筛查的非侵入性技术。基于这些组分的液体活检可以实时监测患者分子水平的改变，获得反映肿瘤存在的定性及负荷的定量信息，以及反映肿瘤异质性的基因组、转录组、蛋白质组等定质信息，为肿瘤早期诊断和筛查、靶向药物使用、预后分析及早期复发监测提供有力依据，因而具有广阔的临床应用前景。
1869年，Thomas Ashworth发现了一种从原发性或转移性肿瘤部位脱落到血液中的肿瘤细胞，CTCs。如今，我们可通过新技术检测CTCs的类型及数量进而判断肿瘤的进展。
富集CTCs的技术包含：物理和生物富集。检测和分析CTCs的技术包括：传统的聚合酶链反应（polymerase chain reaction，PCR）和检测细胞蛋白质的方法，包括免疫荧光（immunofluorescence，IF）、免疫组化（immunohistochemistry，IHC）、荧光辅助原位杂交（fluorescence-assisted in situ hybridization，FISH）等。最新的方法可利用高通量的光纤阵列扫描技术和上皮免疫斑点筛选CTCs和检测CTCs分泌的蛋白质。
1948年，Mandel等人在血液中首次发现了DNA片段的存在，并提出了cfDNA的概念，一小部分来源于肿瘤细胞的cfDNA被称为ctDNA。在后续的研究中，人们发现肿瘤负荷、肿瘤状态、DNA消除、降解机制、炎症反应或组织损伤等状态均可影响ctDNA的数量和性质，这也使得其能实时反映体内肿瘤发生和发展情况。
与CTCs类似，cfDNA/ctDNA在体内的含量低，且半衰期很短，所以需要敏感性和特异性强的检测方法，主要可分为基于PCR的方法和基于下一代高通量测序（Next-generation sequencing，NGS）的方法。
NcRNAs虽然不能进行翻译，但其可充当众多基因或蛋白的“调控师”。由于这些ncRNAs的独特结构和性质，使得他们在血液中表达相对稳定，这为他们充当包括GC在内的众多肿瘤液体活检的重要生物标志物和治疗靶点提供了可能。
由于ncRNAs与cfDNAs同属于核酸产物，所以两者的检测方式类似。目前检测ncRNAs的方法主要有基于PCR反应的RT-qPCR、dPCR和ddPCR、基因芯片和基于NGS的RNA测序。
外泌体是一种直径约为30-150nm的脂质双层细胞外囊泡，几乎所有的体液（血液、尿液、脑脊液和唾液等）中均有外泌体的存在。
常用的外泌体分离和富集的方法一般基于外泌体的密度、大小、表面成分和沉淀等特征。传统的外泌体检测方法为Western Blot或酶联免疫吸附试验。外泌体新技术的检测，包括扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜、动态光散射、纳米粒子追踪分析、比色法、荧光检测、表面等离子体共振、磁性检测、电化学检测、CRISPR/CAS系统辅助检测等。
相信随着对各种肿瘤的发生进展机制的了解以及检测技术的发展，液体活检技术在肿瘤中发挥的作用会被逐渐揭示，其将在肿瘤诊断和预后的临床应用方面发挥巨大价值。