「黑科技」液體活檢，為何進入臨床這麼難？

自人類基因組計劃完成以來，基因組測序和分析技術迅猛發展，成本也顯著降低，如今人們只需花費不到1000美元的成本便能實現基因組測序。基於基因組技術的巨大進步，如今一個簡單的血液檢測——液體活檢，就可以檢測癌症並分析腫瘤的基因組成。液體活檢還可以幫助臨床醫生選擇最合適的治療方案、監測療效、判斷耐藥性等。

雖然有大量的證據表明液體活檢在腫瘤領域的強大力量，但其進入臨床仍需面臨很多障礙。近期，在2017年劍橋健康科技研究所會議上，游離DNA進入臨床腫瘤學面臨的挑戰成為了熱議話題。

腫瘤液體活檢的崛起

腫瘤液體活檢最初專註於檢測和分析血液中循環腫瘤細胞（CTC）的數量和類型，但近年來越來越多的研究聚焦於游離DNA（cfDNA）或循環腫瘤DNA（ctDNA）。液體活檢在腫瘤學中的應用實際上在近兩年才開始。2016年6月，FDA批准了首個液體活檢癌症檢測試驗——基於EGFR基因突變的液態活檢方法，用於檢測非小細胞肺癌。

標準腫瘤組織活檢僅僅對切除的腫瘤進行分析，但許多腫瘤擁有多個細胞類型。比利時魯汶大學醫學院的Peter Vandenberghe博士對ctDNA評論道，如果腫瘤存在分子差異，而樣本中的原發腫瘤區域又被忽略，那麼將錯過很多信息。ctDNA具有一個非常吸引人的特點：原則上它能提供了所有腫瘤部分的信息。

由於具有無創性、便利性和耐受性，液體活檢得到了患者和醫生的讚賞。與許多傳統的癌症活檢不同，液體活檢只需患者的血液樣本，減少了他們在接受調查、治療和隨訪過程中暴露於有害輻射中的量。

目前有許多液體活檢項目正在研發中，其中有一些項目著眼於新興的技術——外泌體。外泌體很小，是由腫瘤細胞釋放的小囊泡，攜帶有核酸等遺傳物質，因而是檢測癌症的極具潛力的生物標誌物。

監測療效和個性化治療

ctDNA在監測腫瘤進展以及監測治療效果中展現出了巨大的潛力。奧地利格拉茨醫科大學的Ellen Heitzer博士表示，癌症治療過程中，可通過連續監測ctDNA來評估患者對治療的反應，更重要的是，還可以在臨床癥狀出現前預測疾病的發展。

以往的研究表明，腫瘤新陳代謝減慢的速度比腫瘤組織消失的速度更快，因而難以單獨利用成像技術來衡量治療效果。Vandenberghe博士表示，ctDNA有一個很短的半衰期，因而可以用來實時監測腫瘤。他的團隊專註於利用ctDNA來監測霍奇金淋巴瘤患者的早期反應。他說，「對於霍奇金淋巴瘤，腫瘤組織活檢時惡性細胞的數量非常有限，但我們發現可以從ctDNA中相對容易地獲取組織活檢本身難以提取到的信息。」

到目前為止，最為常見的是檢測單一的腫瘤突變，這種檢測也達到了很高的靈敏度。相比之下，針對性沒那麼強的全基因組檢測需要更高水平的ctDNA（最少5-10%）來產生有用結果。Heitzer博士表示，「每個癌症都有獨特的指紋，沒有通用的標記可以實現這個目的。雖然全基因組方法可以全面分析腫瘤的基因組，但它的主要缺點是敏感性不高。即使對於高度轉移的患者，在臨床中也會出現這樣的情況——ctDNA水平不足以檢測基因組的改變。」

腫瘤早期檢測面臨的挑戰

腫瘤早期檢測是目前液體活檢最為火熱的研究方向，也是臨床醫生和研究人員的主要目標之一。如果得以實現，那麼將給患者帶來更好的治癒機會，同時還能減少治療量以及不良副作用的風險。

對於利用CTC和ctDNA來進行早期檢測，面臨的一個共同挑戰就是兩者的數量和濃度較低。來自德國Hamburg-Eppendorf大學醫學院的醫學博士Klaus Pantel表示，在最開始的時候，從事晚期癌症研究的人員發現ctDNA的含量比CTCs多。但對於早期癌症，CTC和ctDNA面臨著同樣的問題——濃度常常低於檢測極限。

另一個挑戰來自成本。在高成本的醫學領域中，具有成本效益的檢測技術可能會產生廣泛的影響，例如它可以讓低收入國家更好地獲得診斷和調查。來自伊利比亞國際納米技術實驗室的Lorena Diéguez博士說，「我們與醫療系統開展了密切的合作。到目前為止，我們認為基於CTCs的液體活檢技術主要局限於它的成本。實際上這個技術主要依賴於CTC膜上皮細胞的表達。我們可以開發基於微流控晶元、低成本的抗體獨立性系統來分離CTC，從而繞開這個障礙。」目前該研究團隊正致力於開發創新方法來分離血液中的癌細胞，以實現無創性癌症早期診斷。

第三個挑戰是技術不適用所有的類型的癌症。與其他腫瘤相比，一些腫瘤細胞釋放更多的DNA到血液中。這也意味著，無法利用這項技術來檢測所有類型的癌症，因為有些腫瘤釋放到血液中的DNA或細胞實在太少。例如，由於血腦屏障，膠質母細胞瘤釋放到外周血中的ctDNA低於可檢測水平。

缺乏檢測標準，液體活檢難以進入臨床

將液體活檢研究成果轉化為臨床應用面臨的關鍵障礙是缺乏檢測標準。

德國呂貝克大學的醫學博士Jens Habermann評論道，目前不同研究實驗室使用的方法各異，研究結果具有不可比性，因而這種檢測方法進入常規臨床存在著障礙。分析前樣品質量偏差長期以來都被低估，臨床研究成果的重複率低也一直令人擔憂。他認為，讓研究具有更好的可比性，第一步是要創建共同的指導方針。此外，液體活檢進入常規臨床還需要多學科的密切互動。

高靈敏度也是液體活檢進入臨床的關鍵因素。Pantel 博士認為，高靈敏度的檢測需要嚴格控制才能避免假陽性。目前他的團隊正利用CTCs來監測療效，主要專註於乳腺癌和前列腺癌。

未來的方向：突破法規和經濟障礙

與新療法和新診斷試驗一樣，新的液體活檢產品往往比既定產品更昂貴。但隨著對液體活檢的需求增加，它所帶來的經濟負擔也將有所下降。

檢測的監管審批是鼓勵技術應用的關鍵。 Diéguez博士表示，歐洲的監管模式受美國的影響，尤其是FDA對臨床檢測的審批。「實現臨床監管需要很多年，且需要不同國家、不同實驗室開展不同的臨床試驗，這是非常昂貴的。因此，通常情況下，公司的解決方案到達市場後也僅僅能供實驗室使用。」

歐洲不同的監管和醫療保險體系使問題複雜化，許多國家還未將液體活檢納入到國家報銷範疇中。Pantel博士表示，「歐洲囊括了多個國家，每個國家都有自己的法規。例如，德國最近宣布基於ctDNA的EGFR檢測不具備報銷資格。不過在歐洲的其他一些國家，它被建議納入報銷範疇。」

結語

液體活檢是一項富有挑戰性的新技術，在腫瘤精準醫學中扮演著越來越重要的角色。隨著檢測標準化的日益發展，檢測靈敏度的提高，以及新的生物標誌物的問世，液體活檢將成為癌症診斷的主要技術手段。不過，目前液體活檢行業仍處在早期發展階段，真正進入臨床，不僅需要提高靈敏度和特異性，建立檢測標準，還需要得到臨床醫生的認可。

參考資料：

Cell-Free Liquid Biopsies Advance Clinical Oncology

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