纵观人类抗癌大业的历史进程,尽早发现和有效治疗癌症,是两个最为核心的重要路线。
其中,在癌症治疗领域,除传统治疗手段诸如手术、放化疗之外,以免疫检查点抑制剂、CAR-T为代表的肿瘤免疫治疗,近几年取得突破性进展并且硕果累累。
而在肿瘤诊断方向,随着基因组测序技术的不断发展,以外周血液中循环肿瘤DNA(ctDNA)为主要标志物的液体活检,已经成为最具潜力的肿瘤早期精准诊断技术。
年11月7日,Science子刊ScienceTranslationalMedicine杂志以封面形式发表重磅研究,来自英国、丹麦、波兰、荷兰和瑞士的国际研究团队,基于ctDNA片段大小的特征,创建了一个新的度量指标,通过这种全新的液体活检技术,为94%的乳腺癌、肠癌、卵巢癌、皮肤癌和胆管癌提供了阳性结果,误报率仅为2.5%。
仅一周之后的11月14日,Nature杂志再次发表有关液体活检的重磅文章。来自加拿大多伦多大学的研究团队,以ctDNA的表观遗传学特征为指标,通过分析ctDNA甲基化的变化,精准判断癌症类型并找到癌症病灶。
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11月14日Nature杂志发表的论文
本次研究论文的通讯作者、加拿大玛嘉烈公主癌症中心(PrincessMargaretCancerCentre)研究员DanielD.DeCarvalho博士表示,“这项研究结果描述的不仅仅是一种早期检测癌症的方法,而且是能够在症状出现很久之前就能发现癌症,这也就预示着能够更容易地治疗癌症。”
革命性的肿瘤早期诊断技术
传统的癌症诊断,主要依靠的是活体组织检查(即活检)。为了判断一个已经发现的“大瘤子”是良性还是恶性,这种技术需要从患者体内切取、钳取或穿刺等取出病变组织,进行病理学检查。
活检之所以常作为临床的最后诊断,是因为其最大的优点就是准确,也就是说,是不是癌症,做个活检基本上就能盖棺定论。但是,缺点也是显而易见的,毕竟进行活检的前提,就是已经发现了肿瘤(只是不确定恶性还是良性,有时候还会在手术台上临时取病变送检),往往最怕活检结果出来,整个空气都凝固了。
如果能够实现癌症的早期发现和诊断,也就意味着能够将癌症扼杀在摇篮里,更是能够免去肿瘤转移以及后续治疗的痛苦。
近几年,用于癌症早期诊断和预后管理的微创液体活检技术取得突破进展,并被《麻省理工科技评论》评为年全球十大突破性技术之一(TR10)。
这种液体活检技术,只需要通过体外无创抽血,对肿瘤或转移灶释放到血液的循环肿瘤细胞(CTC)和ctDNA碎片进行检查,即可实现对全身肿瘤信息监测,规避了传统方式需要手术、穿刺活检的局限性。
因此,一些人夸张地将液体活检技术称之为“滴血测癌”。
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血液样本(图片来源:praisaeng/Fotolia)
科学家们也意识到液体活检的巨大潜力,不仅可以实现癌症的早发现早诊断,液体活检技术还可以追踪肿瘤的进化动力学和异质性,并且可以早期发现治疗抵抗、残留疾病和复发。
比如,ctDNA提供了对肿瘤基因组的综合描述,通过对ctDNA的分析,可以发现组织活检中无法发现的体细胞突变,肿瘤的类型以及病灶位置,甚至能够提供肿瘤大小等信息。
此外,ctDNA还具备预测预后的价值,作为手术或化疗之后复发和不良预后的有力标志;更有趣的是,通过对ctDNA的分析,还能够发现肿瘤抗性的标志物,不仅反映出疾病的发展状态和对疗法的反应,还有望帮助发现全新的药物靶点。
可以认为,能够实现癌症早期微创精准诊断的液体活检的技术突破,其意义不亚于CAR-T等免疫疗法的出现对于肿瘤治疗的影响。
“滴血测癌”的巨大挑战
但是,新兴的液体活检技术也面临着巨大挑战。
首先,想要在血浆中找到肿瘤的蛛丝马迹,无异于大海捞针。因为人体血浆(也有基于尿液、腹水或胸腔积液的液体活检)的成分,就像有着无数未知的海洋一样。除了我们常说的血液细胞和血浆蛋白外,血浆中的成分还包括各种酶类蛋白质、脂类、电解质、糖类和各种代谢废物等。
液体活检的主要检测分析对象,是血浆中的循环肿瘤细胞、循环无细胞DNA(cfDNA)、循环肿瘤DNA(ctDNA),还有一些分析物包括循环无细胞RNA(cfRNA)、细胞外囊泡(EVs)以及某些蛋白质和代谢产物。
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ctDNA(图片来源:ayassbioscience.