液体活检:奇迹诊断或下新时尚吗?

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发表:2016年6月28日

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安吉洛DePalma博士

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<p>GATCLIQUID是世界上第一个服务线液体活检综合分析。plasma-based测试提供敏感和有成本效益的检测循环肿瘤DNA的突变。服务促进癌症研究和诊断通过肿瘤外显子组的详细评估,选择癌症的司机或通过监控单突变。</p>
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”高度敏感的方法是必不可少的,来具体snp检测癌症ctDNA高的信心。因此,我们提供独特的服务,它可以用来获取更深入地理解癌症及其动力学。”
托拜厄斯博士Paprotka——GATC生物技术研发主管

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液滴数字™PCR (ddPCR™技术已成为液体活检诊所的清晰路径。其优越的精度、灵敏度和快速时间导致DNA检测和量化低丰度目标允许残留病监测实验室开发测试,跟踪治疗效果,并确定疾病复发,比以往任何时候都更加自信。

”Bio-Rad推进液体活检分析通过我们的综合提供ddPCR突变检测化验和试剂。我们也致力于实现监管部门的批准ddPCR系统和解决方案。”
Viresh Patel,营销总监,数字生物集团Bio-Rad实验室

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试剂盒的液体活检的解决方案让你敏感,特别是和快速揭示意义的见解从你们的样品高效、精简和完整的工作流分析循环DNA,游离液和ctc PCR和门店的应用程序,让你在你的样品发现有价值的生物标志物的第一步。

”我们的使命是为您提供一流的解决方案从样本到Insight液体活检的新兴领域有潜力改变生物标志物研究和医疗保健。”
高级主管迈克尔•Kazinski分子Preanalytic技术,试剂盒

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癌症诊断、监测和管理通过血液测试几十年里一直在医疗诊断的目标。全血计数、蛋白质生物标记物和癌抗原测试(例如前列腺特异性抗原)提供线索关于疾病状态,但不总是作出明确的诊断。

液体活检(磅)是一个新兴的,不同的技术,寻求扩大的范围和灵敏度blood-based癌症诊断。因为他们通常只需要一个血液样本(比固体组织)磅主要非侵入性。由于发展高度特定的基因扩增和测序技术磅访问更多的与比以往更多的癌症相关的生物标志物。

传统的组织切片的成本从15000美元到60000美元,取决于是否需要开刀手术,样品制备,病理服务,和后续的基因测试。因为很多的手在玩,传统切片失败率约为25%。此外,从肿瘤活检组织是不用于监测病人在治疗的反应,当液体活检成为唯一可行的选择。

磅寻找两个主要目标:循环肿瘤细胞(ctc)和肿瘤游离DNA (cfDNA)。CTC分析侧重于孤立和扩大下游罕见的细胞的数量分析。cfDNA磅识别多个循环肿瘤基因突变体在多个时间点。

磅产生极大关注的易用性和应用在许多不同的疾病和健康状况,如无创性产前测试移植医学,肿瘤学,远远最商业利润丰厚的市场。

它在基因

“液体活检将为临床医生提供更快、更便宜、更广泛、微创的方法来评估癌症患者的临床状态,并帮助提供及时正确的治疗目标,“Chen-Hsiung叶博士说,首席科学官Circulogene开展(伯明翰,阿拉巴马州,美国)。叶认为dna液体活检为多个突变概要文件可以成为新一代癌症的黄金标准管理和精密医学。“临床试验采用cfDNA本质上是特定的,敏感的,和捕捉内部和实时inter-tumor异质性,”他补充道。

表1:比较液体活检和组织活检。注意,这些好处适用于基于ctc液体活检。

关键特性	液体活检	组织活检
侵袭性	没有	是的
在整个疾病过程中适用性	是的	没有
体外样本稳定性	是的(ctc)那么	稳定的时候处理
提供了纵向疾病监测	是的	没有
成本	低	高
处理时间	短	长(参与的组织切片,染色和病理学家)
拒绝/失败率	低	由于样本不足或身份不明的肿瘤
起始物料为多个测试	充足的	稀缺的

来源:Circulogene开展

循环cfDNA高度分散,存在在非常低的浓度,使其隔离从血液具有挑战性。隔离使用硅膜/珠技术效率极低,由于不可避免的损失在基因结合,洗涤、洗脱。Circulogene cfDNA浓缩技术使几乎完全恢复cfDNA坏死和凋亡细胞。

检测这样的突变有可能监测肿瘤恶化前病变达到诊断成像的大小的。PET扫描,例如,不能可视化实体肿瘤含有少于600万细胞在一个地方。分析超出了单一突变也可能揭示肿瘤异质性可能影响治疗决策。

“液体活检不是空间有限的组织切片,并显示一个全球范围的突变在癌症发生发展,”叶说。然而,传统的敏感性Sanger测序检测低频变异是不够的。先进的新一代测序的生物信息学,例如由Guardant健康,提供了一个具有成本效益的,高度敏感的高通量分析替代多个突变。此外pcr扩增技术飞雨,Bio-Rad试剂盒,热费舍尔,Transgenomic, Sysmex Inostics该检测,使单分子肿瘤特异性cfDNA放大和/或选择性富集。

沉浸,因为他是在这个新的行业,叶认为前瞻性试验是需要确认的临床效用cfDNA测试。“未来的研究必须证明cfDNA-derived突变概要文件从血液样本可以有助于改善癌症患者的治疗结果。”

表2:先进的技术用于循环DNA游离肿瘤

技术	灵敏度	临床实用程序
ARMS-PCR(放大耐火突变系统)	1%	处理决定;电阻
在整个疾病过程中适用性	0.1 - -1%	处理决定;电阻
夹紧PCR	是的(ctc)那么	稳定的时候处理
castPCR(竞争Allele-Specific TaqMan PCR)	0.1 - -1%	处理决定;电阻
冰COLD-PCR(改善&完成浓缩CO-amplification低变性温度)	0.1 - -1%	处理决定;电阻
喜气洋洋的数字PCR(珠子、乳剂、放大和磁学)	0.01%	处理决定;电阻
数字PCR滴	< 0.1%	处理决定;电阻
门店(下一代测序)	1 - 5 %	处理决定;转移;阻力;递归式

来源:Circulogene开展

“选择性”聚合酶链反应

聚合酶链反应(PCR),有针对性的基因序列扩增的黄金标准,并不直接适用于诊断。“广告状态,PCR放大特定区域的DNA,但技术很难挑出微妙的基础改变突变体和野生型之间的差异DNA PCR产物测序,”Paul Kinnon说首席执行官Transgenomic(美国内布拉斯加州奥马哈)。根据Kinnon, PCR放大野生型和突变基因在大约相同的速率。“如果你从一百万年开始野生型基因和一千个突变可能最终与1亿份背景DNA和几百万的目标。”

冰COLD-PCR™(改善和完成浓缩CO-amplification低变性温度PCR), Transgenomic签名技术,抑制野生型DNA而放大变异基因。这项技术利用低变性温度的力量有选择性地针对突变基因的扩增,从而实现更大的sensitivity-down在某些情况下0.01%的检测水平。技术的另一个重要方面是它适用于任何样本——液体或固体组织,痰液、尿液、血液、或切除肿瘤样本。

“这是一个真正的大海捞针地从分析Kinnon说。

样品处理通过冰COLD-PCR有潜力减少传统活检成本约75%,同时提供敏感分析。Transgenomic发布的一篇论文在最近的美国癌症肿瘤学会年会上展示了95%基于冰COLD-PCR活检技术之间的一致性和高质量的传统组织切片使用标准的PCR分析。

冰COLD-PCR不是严格意义上的诊断测试,因此不受FDA批准。而是一种DNA浓缩技术,作为前端通过液滴数字PCR测序分析,桑格测序,下一代测序,等。该公司计划许可其技术在世界范围内广泛用于诊断实验室,学术和商业。“肿瘤学家能够寄给我们的样品我们CLIA分析实验室,但他们也可以用自己技术进行分析,“Kinnon说。

细胞技术

ctc代表第二个主要LB方法的分析。收获ctc为下游提供材料分析RNA, DNA和蛋白表达,以及可行的细胞可以培养和许多其他化验是可能的。“你也有机会与异种移植模型,”佩吉·罗宾逊,美国副总统在角,英国基于医疗技术公司。“CTDNA是主要局限于突变分析。”

角是商业化的Parsortix™细胞分离系统,收成罕见的细胞,如循环肿瘤细胞(ctc),为后续的描述和分析。认为Parsortix制备等下游测试前端鱼(荧光原位杂交)、细胞培养、蛋白质染色、DNA / RNA分析,和其他技术描述ctc和其他罕见的细胞。Parsortix已经申请很多利益以外的肿瘤细胞类型,和目前用于显示等价转移固体肿瘤活检。

ctDNA来自凋亡或坏死细胞,或者那些否则分解。但是ctDNA和ctc之间的关系并不简单,然而,随着浓度的一个可能会上升,而另一个瀑布。所以两种技术是互补的,而不是相互排斥的。他们一起可以提供肿瘤学家比使用单一方法治疗更广泛的图片。

CELLSEARCH™CTC是唯一的商业测试通过列举CTC的美国食品和药物管理局评估癌症生存和无进展生存的乳腺癌、结肠癌和前列腺癌。测试在FDA批准的510 (k)指定的“本质上相同”的标准设备和诊断。

被认为是黄金标准量化ctc, CELLSEARCH使用上皮癌细胞标记,包括上皮细胞粘附标记(EpCAM)来捕获细胞,但并不是所有的肿瘤细胞表达蛋白质。据罗宾逊,通过捕获所有稀有细胞Parsotix系统有潜力提供了一幅更广阔的图景。

ctc的存在或增加的肿瘤收缩可以提供洞察病人的免疫系统和肿瘤的异质性。这经常发生在癌症是“成功”但细胞仍然潜伏在身体中删除。去那些转移”网站可以否则困难,如果不是不可能,”罗宾逊说。从扫描可能不明显,患者处于危险之中,而固体活检不可行或成像是不够的,开始研究证明CTC水平可以更反映转移潜能。

罗宾逊指出,基于单元的液体活检提供洞察肿瘤异质性和代表一个实时监测肿瘤治疗的方法。这可能提供了检测肿瘤复发前可以通过标准的可视化方法。

现实的检验

液体活检基于迅疾的新的科学技术。是否实现其潜在的失败是很多技术做的是终极问题。

Guardant健康更喜欢叫它专有数字测序技术“biopsy-free测试”而不是液体活检。其技术克服了噪声固有的癌症基因测序,从而使专门blood-based测试一个现实。按照这个想法液体活检的公司指出一些缺点:他们不是所有非侵入性(如收集脑脊液或骨髓样本),ctc是罕见的细胞需要扩张在下游测试之前,只和一些测试提供了一个非常狭窄的观察窗口。

Guardant360,该公司的旗舰产品测试平台,克服了“窗口”问题通过分析68年临床相关的基因。不仅广泛质问> 150000 - 10左右的特定突变。

Guardant批判国家的产业可能是自私的,但它凸显了悲惨的多样性在测试中,样品,和分析平台。

外科医生写的博文相关癌症研究所的David Gorski博士在希尔斯的韦恩州立大学,密歇根,使得职业揭穿流行的医学和科学的趋势。Gorski说液体活检”不是准备就绪。”他指出,与流行的看法相反,某些癌症的早期检测(或更多癌症标记)并没有优势的患者寿命或生活质量。,“疾病进展,包括癌症恶化,并不总是一个线性过程。“例如在许多男性前列腺癌休眠了几十年。

Gorski还警告,声称由液体活检开发者和冲动的实践者,他们的测试。由于异质性前面所提到的,这似乎是合理的建议。

主任约翰•Witte博士,加州大学旧金山分校的癌症遗传学项目海伦Diller家庭综合癌症中心,提高工作的敏感性液体活检监测前列腺癌的开发和发展。从他的鲈鱼not-too-disinterested参与者,Witte描述液体活检的状态工作更加绚烂地:“现在西部。“液体活检可能改变癌症筛查和监测,但这是任何人的猜测技术将如何上演。不过,他认为,“潜在价值是巨大的,值得冒险。”

安吉洛DePalma是一个自由作家生活在牛顿,新泽西,美国。