肿瘤液体活检的最新进展

液体活检在血液或脑脊液等生物体液中寻找疾病生物标志物的证据。对于癌症，这些生物标志物最常见的包括肿瘤来源的循环肿瘤细胞(CTCs)、循环无细胞核酸，如循环肿瘤DNA (ctDNA)、外泌体、蛋白质和磷蛋白。因为液体活检可以检测肿瘤相关基因改变它们可以用于对肿瘤进行分子分层，以指导最合适的靶向治疗精密肿瘤学．

生物标志物检测可以以针对特定突变的靶向方式发生(例如，通过定量或数字PCR)，也可以通过下一代测序(NGS)以非靶向方式发生，这对揭示基因突变特别有利肿瘤的异质性．因此，液体活检已经引起了很大的热情，因为生物液体收集，特别是血液，是微创的，可以绕过侵入性，针或外科组织活检的需要。此外，易于收集意味着重复纵向分析例如，监测治疗反应，耐药性的发展，并检测微小残留疾病(MRD)。液体活检也被认为是一种可能的筛查方法早期癌症检测如果这种方法能被制造出来足够具体和敏感在肿瘤发生开始时检测低水平的生物标志物。

早期癌症检测:请给我一份蛋白质- dna组合检查

癌症通常在疾病的晚期被发现，这时肿瘤变大了，已经发生了转移，这大大恶化了患者的生存前景。早期癌症检测有助于在肿瘤可切除且治愈率高的疾病初期阶段对患者进行诊断。当液体活检技术出现时，它被誉为一种可能癌症筛查机制，但一开始证明了缺乏足够的特异性和敏感性为了及早发现。最近出版的两本开创性的论文在美国，研究人员通过将ctDNA与蛋白质检测相结合，成功提高了液体活检对早期癌症诊断的特异性和敏感性。

以前，液体活检要么检测ctDNA，要么检测蛋白质。ctDNA非常特别，因为体细胞突变通常与肿瘤有关，但大规模并行测序是太容易出错在丰富的常规DNA中可靠地识别罕见的突变ctDNA。约翰霍普金斯大学坎摩尔癌症中心肿瘤学教授Nickolas Papadopoulos博士解释说:“早期癌症血液中ctDNA的含量非常低，仅占游离细胞DNA总数的0.01%。”“这可以根据用于测试的血量产生随机事件。此外，正如我们之前所展示的，许多癌症不会将肿瘤DNA“脱落”到血液循环中。因此，我们预计，如果只检测ctDNA，一些癌症不会被检测到，尽管这种测试是特异性的，但并不足够敏感。”

另一方面，蛋白质定量虽然不是高度特异性，但高度敏感。例如，碳水化合物抗原19-9 (CA 19-9)，一种胰腺癌生物标志物，发生在其他疾病或在渐近的人，或可能是在胰腺癌患者中不存在．帕帕佐普洛斯博士解释说:“为了提高我们的灵敏度，我们需要添加另一种分析物，所以我们选择了蛋白质，因为已知一些蛋白质在癌症中会升高。”“蛋白质生物标志物的问题在于，它们在某些水平上是非特异性的。因此，我们使用了高浓度切断值的蛋白质，这些蛋白质主要在癌症中检测到，而不是在非癌症疾病中检测到。”由此产生的ctDNA和蛋白质组合液体活检被证明对早期癌症检测具有更高的特异性和敏感性。

第一次报告双ctDNA和蛋白质液体活检包括早期IA、IB、IIA和IIB癌症的胰腺导管腺癌(PDAC)患者，并与健康对照组进行比较。Safe-Sequencing系统(Safe-SeqS)检测ctDNA轴承喀斯特结合ca19 -9、癌胚抗原(CEA)、肝细胞生长因子(HGF)和骨桥蛋白(OPN)的蛋白定量分析，发现PDAC基因突变是最常见的突变基因。分析物面板的敏感性为64%，特异性为99.5%，远高于任何单个分析物。在筛查的健康个体中，高特异性对于防止假阳性报警是必不可少的。

ctDNA和蛋白质的双重原理在一个扩展第二份报告其他早期癌症患者，包括卵巢癌、肝癌、胃癌、胰腺癌、食道癌、结直肠癌、肺癌和乳腺癌。这个测试，命名为CancerSEEK采用PCR同时检测了16个突变最多的癌症组基因的突变，并定量了8种蛋白质CA19-9、CEA、HGF、OPN、癌抗原125 (CA-125)、髓过氧化物酶(MPO)、催乳素(PRL)和金属蛋白酶组织抑制剂1 (TIMP-1)。CancerSEEK的中位敏感性为70%(乳腺癌最低为33%，卵巢癌最高为98%)，对所有测试癌症的特异性均高于99%。应用机器学习算法甚至可以帮助定位肿瘤，这可以通过乳房x光检查或结肠镜检查等传统检查来证实。CancerSEEK会寻找其他癌症吗?帕帕多普洛斯博士回答说:“这种测试实际上是泛癌症，我们将继续在这方面进行研究。”

研究人员认为，CancerSEEK的成本可能低于500美元，类似于目前的癌症筛查测试，其特异性和敏感性可能会通过与其他肿瘤生物标志物结合而得到提高。“我们已经启动了对CancerSEEK的前瞻性研究。这是真正评估该测试临床适用性的方法，”帕帕佐普洛斯博士在讨论该测试的未来前景时总结道。

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驱动突变是肿瘤学中最重要的范式，被认为是许多肿瘤的主要原因和发展。精准肿瘤学频繁寻求可定向驱动突变作为一种个性化治疗，比如酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)抗突变型表皮生长因子受体(EGFR)肿瘤。FDA已经批准了一些商业试剂盒，用于通过液体活检对单个驱动基因突变进行靶向检测，例如cobas EGFR突变测试v2．该试剂盒检测EGFR外显子19缺失或外显子21 L858R突变，以确定应该接受厄洛替尼靶向治疗的非小细胞肺癌(NSCLC)患者。

与检测单个基因改变相比，NGS旨在对不同癌症亚型中存在的全部基因改变进行编目，从而细化肿瘤的分子分层，可与最佳治疗选择和患者预后相关。此外，NGS可以检测一些突变这可能是驱动肿瘤发生的原因，并确定可能从预先存在的克隆治疗后。由于新颖的，有时罕见的，可操作的突变不断被识别和新药正在研发中为了瞄准它们，每次活检需要检测的突变数量正在增加，这使得NGS比靶向方法更适合。

虽然最初用于组织活检，但研究人员现在正在测试NGS在液体活检中的实用性。“有时候,肿瘤组织不可用或不充分用于分子测试，”意大利那不勒斯国立肿瘤研究所转化研究部主任尼古拉·诺曼诺教授解释道。“在这些情况下，通过液体活检检测ctDNA是有用的，有了NGS平台，我们将能够获得更深入的肿瘤分子特征。”Normanno教授正在通过几项关键工作解决在液体活检中使用NGS的一些挑战。在NGS液体活检的研究中转移性NSCLC和结直肠癌(CRC)患者在美国，他和他的团队强调了几个重要的挑战。他谈到这项研究时说:“我们研究的重点是，我们需要在特异性和敏感性方面做更多的工作，才能将NGS液体活检应用于临床。”“这是由于血液样本中ctDNA水平低，但也由于NGS检测到潜在的伪影，这些伪影来自克隆造血，而不是来自肿瘤相关DNA。因此，我们需要更多地了解ctDNA的生物学特性，以改进这项技术。”

组织活检是从肿瘤的一小部分取样，这可能不能代表整个肿瘤，因为它们是高度异质的．“我们自己也看到了一个显著的水平intratumor异质性这是随着治疗而发展的，但这种观察需要对每个患者进行多次活检，”诺曼诺教授描述了一项对CRC患者的研究。“另一方面，NGS液体活检的一个关键优势是，它可以检测到整个肿瘤引起的血液突变，克服了血液突变的问题肿瘤的异质性．它也可以用来监测治疗反应和耐药性的发展。”当被问及NGS液体活检的其他潜在用途时，Normanno教授讨论了评估的可能性肿瘤突变负荷(TMB)这是一个潜在的可能性免疫治疗反应的生物标志物．“目前，对于如何通过液体活检评估TMB还没有明确的共识。有几个商业试剂盒在临床开发和临床试验中，以了解这些试剂盒是否真的可以概括TMB。我认为我们还需要更多时间，但这是我们正在积极探索的领域。”

液体活检会完全取代组织活检吗?“我认为这不会发生，至少现在不会。组织活检对于其他临床特征仍然非常有用，因此这两种类型的活检可以提供互补的信息。然而，对于分子分析，NGS液体活检将与癌症治疗相关，我们将在未来几年内看到它的应用有很大的扩展，”Normanno教授总结道。

在液体活检方面已经取得了重大进展。研究已经证明了它们在一系列应用中的潜在用途，从用于诊断的早期癌症检测到用于治疗优化和监测的肿瘤分子表征。最终，需要随机对照试验来确定液体活检在临床环境中的最终益处。如果它们证明有益，就有可能彻底改变临床肿瘤学实践。