液體活檢：惠及眾生的江河藍海，還是野蠻失控的藍藻池？
?液體活檢的簡要流程，圖片來自inivata.com
編者按： 1869年，澳洲醫生在腫瘤患者的血液中觀察到脫落的腫瘤細胞，一百年後，研究者發現了捕獲這些游離細胞的磁珠，並意識到它們在腫瘤早篩、輔助診斷、術後隨訪、療效評估、耐葯監測等方面潛在的巨大臨床和科研價值。液體活檢領域隨之興起，並被MIT Technology Review雜誌以及ASCO(美國臨床腫瘤學會)評為突破性技術，一時間液體活檢風起雲湧，資本會把池塘變成惠及患者的江河藍海，還是野蠻失控生長的商戰藍藻池？
撰文 | 鍾文昭、雷源源、吳一龍 （廣東省肺癌研究所，廣東省人民醫院）
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一百年前，愛因斯坦憑藉著超人的洞察力提出廣義相對論並預言引力波的存在，卻難以提供證實方法。隨著科技飛速發展，彙集了全球頂尖科學家的LIGO（Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory）團隊在90年代初即開始建立激光干涉波觀測站，終於用激光編織的巨網、經由干涉波紋的微量變化傾聽到來自宇宙深處不同方向的引力波。同樣的百年故事也發生在一批埋首於人體幽微細小處的醫學家中。1869年，澳洲醫生Ashworth從一例轉移性腫瘤患者血液中觀察到從實體瘤脫落入血的腫瘤細胞，把它命名為循環腫瘤細胞（Circulating tumor cells，CTCs），為其後Paget的「種子土壤學說」提供了重要依據。直至1983年，人類才發現了能夠捕獲CTC的磁珠。歷經20年，CTC檢測系統Cell search正式獲得美國FDA批准用於轉移性結直腸癌、乳腺癌和前列腺癌臨床檢測；近30年後的2012年，Cell Search系統獲得CFDA進口器械註冊。敏銳學者開始意識到液體活檢在腫瘤早篩、輔助診斷、術後隨訪、療效評估、耐葯監測等潛在的巨大臨床和科研價值。
進入2015，基因測序行業元年，國家衛計委一系列政策利好。風乍起，吹皺一池春水，起於青萍之末。風起的池塘，液體活檢在資本護持下風起雲湧，會把池塘變成惠及患者的江河藍海，還是野蠻失控生長的商戰藍藻池？
2015年，MIT Technology Review發布的年度十大突破技術（Breakthrough Technologies 2015） 、ASCO年度進展（Clinical cancer advance 2015）對未來十年的期許，液體活檢均榜上有名。
?腫瘤組織的細胞脫落，會進入血液系統中，通過捕獲這些游離的腫瘤細胞或DNA片斷，我們可判斷腫瘤的分子分型，從而對症下藥。圖片來自medicalxpress.com
目前液體活檢主要通過血液、尿液甚至唾液等的標本、檢測包括游離循環腫瘤細胞、腫瘤DNA、小分子RNA及長鏈非編碼RNA等協助癌症診斷。與目前標準的組織活檢相比，革命性的液體活檢具有一些理論優勢：創傷小、可重複性、均化異質性、實時判斷療效，並隨腫瘤的發展而動態調整治療決策。
由於檢測手段的局限性及循環腫瘤細胞的極低頻，長期以來液體活檢並未發揮實質性的作用。從發現CTCs至今的一百多年裡，科學家像一支不知疲倦的偵察奇兵，即便只是腫瘤細胞路過的遺落信息甚至死亡的殘骸，也要探尋出變異密碼。這就是目前液體活檢技術的兩個主要方向：CTC和ctDNA。
雖然Cell Search系統已在臨床上廣泛應用，並被美國國家醫保Medicare所認可。但該系統屬於第一代CTC技術，其缺點在於假陰性率高和難以深度分析。Cell Search系統目前只能計算CTC的數量，不能對單個CTC進行包括基因測序、蛋白表達、藥物敏感性檢測等更細緻的分析。以肺癌為例，由於大部分肺癌細胞遷移入血的過程中容易出現上皮間質轉化，丟失上皮表面粘附分子的表達。而上皮粘附分子又是Cell Search系統主要的捕獲靶標。因此，Cell Search在肺癌中的CTC檢測結果並不盡如人意。為了克服上述缺點，提高CTC檢出的靈敏度和發展對捕獲和富集CTC細胞進行後續分析的能力，在研的二代CTC檢測採用了多種技術路線。但無論是在技術還是市場方面均處於早期階段，尚沒有統一的標準，目前還很難判斷哪一種技術路線將成為行業標準。
另一方面，ctDNA檢測也成為臨床探索的熱點。由於腫瘤特異性的ctDNA並不存在於正常細胞中，他們為癌症檢測提供了一種十分敏感和特異的方法，臨床應用的可行性甚至超越CTCs。但是在循環腫瘤標誌物中，ctDNA與CTC因其來源不同、評價標準不同、生物學特徵不同，兩者可能側重於不同方面的臨床應用。CTC在精確反映腫瘤細胞血循環微轉移中具有顯著優勢，可以有效評估腫瘤的發生髮展狀態，因此在早期篩查、輔助診斷、複發監測及療效評估上具有獨特地位。而ctDNA則更側重於反應腫瘤細胞內DNA的變異情況，因此其在治療決策（驅動基因檢測）及靶向耐葯監測中發揮重要作用。從技術角度，同時檢測CTC與ctDNA技術上可行，從臨床角度，同時檢測CTC和ctDNA所得到的信息可能是互補的。兩種液態活檢技術共存可能是未來的發展方向。總的來說，保證特異性前提下的高敏感度、便於臨床應用、可重複性好是CTC與ctDNA檢測技術的三個重要評判標準。
敏感的投資者們早已捕捉到這一風向標，海內外液體活檢市場加速崛起。JP摩根和高盛將液體活檢細分為早期篩查、診斷分型、藥物伴隨檢測、患者病情監測4個領域，預測市場潛力將達千億級。這個樂觀預測的基礎源於大數據提供的時代背景和市場容量。基因測序應用領域的下一個爆發點將是腫瘤市場。隨著測序技術的進步、樣本的積累，腫瘤領域的基因測序市場將加速發展。我國正面臨著降低癌症發病率和提高癌症生存率的雙重挑戰，存量腫瘤患者中，適合使用液體活檢技術的腫瘤病人至少為542萬人，佔比72%。該技術在未來5年至10年的市場滲透率將達50%。
技術的進步則為投資者的樂觀氛圍錦上添花。回歸到肺癌的診療上，液體活檢技術已滲透到肺癌的精準治療中：以外周血ct DNA/CTC為材料，進行EGFR突變和ALK融合等治療驅動性靶點檢測；在EGFR-TKIs用藥期間，動態監測血漿EGFR敏感突變的定量變化預測患者療效；在EGFR-TKIs耐葯患者中，檢測血漿耐葯基因T790M的濃度以制定後續治療策略。可以說，液體活檢為肺癌的靶向治療建立了實時、動態、定量的驅動基因檢測體系，與精準醫學的思路契合，潛能巨大。技術領先的公司如Cynvenio、Biocept、Adaptive Biotechnologies等已經獲得了美國FDA第三方診斷實驗室的認可，也顯示出監管機構對液體活檢技術臨床價值的認可。與此同時，中國CFDA 也批准首個肺癌循環腫瘤細胞檢測（靶向 PCR CTC）技術正式應用於臨床，將有效應用於早期肺部小結節或者團塊影患者的輔助診斷、手術後複發監測和晚期患者化療療效評估。
樂觀預期下，資本對液體活檢表現出格外青睞。以Illumina公司為例，融資1億美元成立新公司Grail，致力於開發「滴血驗癌」的早篩試劑盒。獲得8000萬美元融資成立的Codiak BioSciences，竟是以當年6月份在《自然》雜誌上發表的成果為基礎。新技術從學科刊物到實體經濟轉化速度僅幾個月時間，讓人咋舌。
不過，爭相進入藍海的熱潮里也有冷靜聲音。技術進步與醫保覆蓋將是接下來打入這個市場最大「雞血」，但恰好這兩項也是目前最大的制約。由於我國地域廣闊，區域間的醫療水平差異很大，醫保經費緊張，短期內是不太可能覆蓋這種新的檢測技術。另外，海內外投資機構也認為，該技術還處於早期階段，從技術成熟到最終實現其市場潛力還需要5-15年時間。
池塘生春草，園柳變鳴禽。本是春意盎然好時節，但若池塘內是隨風潛入夜、悄然野蠻生的藍藻，將帶來生態鏈的隱憂甚至災難。藍藻在鋪滿水塘前8天，僅占池塘的1/256，細微到無法覺察。然而，8天時間，1/128、1/64、1/32、1/16的指數擴張，它已悄然間佔領整個池塘。對於風生水起的液體活檢，學界與投資界各懷「藍藻之憂」。2015年9月10日，加州公司Pathway Genomics在新聞發布會宣布推出Cancer Intercept TM ——首個用於高危人群癌症篩查的液體活檢試劑盒。然而短短10天後，Pathway即遭到美國FDA的警告。在此之後，FDA還叫停了另一家矽谷公司Theranos的疾病滴血檢測服務。
緣何吸引眼球的新技術未能得到監管部門的肯定？在肯定液體活檢重要意義的同時，我們也應該看到，新技術在真正步入高級別臨床證據支持前尚面臨諸多挑戰。這也是「藍藻之憂」的第一個層面：在技術尚未完善和標準化之前，野蠻生長的產業也許會帶來區域性的失控。
第一，技術層面。基於CTC和ctDNA的驅動基因檢測無論在檢測技術或基因的動態變化層面均存在眾多挑戰。首先，外周血EGFR突變檢測具有高的特異性，但敏感性徘徊於50%~70%左右，是外周血檢測臨床應用的瓶頸；其次，目前的研究尚未明確EGFR-TKIs治療過程中敏感和耐葯基因的動態變化規律；最後，CTC的分選匱乏兼具高敏感性和特異性的ct DNA/CTC驅動基因分析技術。
同樣，目前也沒有通用的ctDNA特徵用於任何階段或類型的癌症篩查。首先，增加檢出靈敏性的同時也增加了基因雜音的干擾，從而導致了假陽性的增加；其次，不是所有的癌症都與離散的和一致的早期基因突變有關，很多癌症在疾病的任何階段以意想不到的方式產生多種突變；此外，不是所有的腫瘤都會以相同的方式向血液中釋放ctDNA；最後，任何新的診斷檢測必須經歷臨床驗證，這是常規獲批的必要步驟。
第二，醫學倫理層面。尚不成熟的技術推向市場帶給大眾的是恐慌多於福祉。近年來，肺癌的流行病學譜已發生了遷移，不吸煙、年輕、女性患者比例逐年增高。原來單純以年齡和吸煙狀態作為危險因素定義的依據遠遠不夠。其次是如何取得早篩和過度診斷治療的平衡。如果我們窮盡各種檢測手段，仍然沒有發現可見腫瘤，是否需要對這部分人群進行後續的隨訪複查？篩查本身的併發症，患者的精神憂慮和經濟負擔又如何衡量？
儘管風險重重，誘人前景仍讓投資者對液體活檢愛不釋手。「若不趕緊跑馬圈地，不知不覺之間池塘就會被藍藻佔領，再無空間」，這也成為另一種「藍藻之憂」。回報越高的領域，風險也越高。據MIT商業評論報道，Foundation Medicine為了開發體液活檢已經花掉了近2億美元，現在仍在以每季度數百萬美元的速度消耗；其次，2013年美國最高法院規定基因作為一種自然存在的事物，不能被申請專利；現在這一規定已經延伸到了體液活檢。巨額的投入，研發的風險，最後也許是失去了專利的保護，給企業提出了更高的挑戰。此時，只有研發出最合理的檢測手段和運營策略，才能成為行業的佼佼者。技術仍然成為整個領域裡最大的掣肘，同時也是最大的催化劑。
在此，我們必須對FDA的警告拍手稱讚。對於臨床研究者而言，液體活檢這一新技術既是機遇也是風險，需要扶持和寬容，更需要符合倫理、合理引導、限定範圍和有效監管。我們需要在科學性和商業性、創新實踐和規則制約之間尋找平衡。對前景不明朗的研究方向，研究熱情靠什麼支撐下去？ 是興趣，以探索未知的好奇心；是合作，來自不同的專業背景的共贏，促進新技術的良性循環。
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原文出自《循證醫學》雜誌第16卷第 1期，轉載時已經作者許可。
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