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液体活检:收集肿瘤特异的指纹

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2015年11月3日 来源:生物通

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  如果医生想深入了解肿瘤,他们的选择很有限。他们可以扫描相关区域、采集组织活检,或监控血液的标志物,如PSA或CA 125。不过,这些都不太理想:成像的分辨率不高,活检是侵入性的,而良好的标志物是少之又少。最理想的情况是,研究人员能通过简单的血液检测来实现组织活检的敏感性和特异性。

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如果医生想深入了解肿瘤,他们的选择很有限。他们可以扫描相关区域、采集组织活检,或监控血液的标志物,如PSA或CA 125。不过,这些都不太理想:成像的分辨率不高,活检是侵入性的,而良好的标志物是少之又少。

最理想的情况是,研究人员能通过简单的血液检测来实现组织活检的敏感性和特异性。如今,液体活检的出现,让这一切成为可能。

液体活检

据斯坦福大学医学院的助理教授Max Diehn介绍,就传统的癌症标志物而言,普遍的问题是特异性。“对于之前探索的大多数生物标志物,正常细胞也会产生,因此并不是肿瘤细胞所独有的。这意味着,它们往往不是很特异。”液体活检则通过搜索血液及其他体液中更加特异的肿瘤指纹,来克服这方面的缺陷。

这些指纹有两种形式。循环肿瘤细胞(CTC)是从肿瘤上脱落的活细胞,可能代表了转移的种子;循环肿瘤DNA(ctDNA)则是来自死细胞的遗传物质,通常以DNA短片段的形式存在。Diehn实验室最近介绍了一种检测非小细胞肺癌患者血液中的ctDNA的方法,这些片段的平均长度为170 bp 1。

当然,正常细胞也存在于血液中,而且每天都有正常细胞死亡。因此,无论研究人员是寻找CTC还是ctDNA,他们都必须慧眼识珠。对于CTC,这通常是借助细胞表型来实现的,如利用Janssen Diagnostics的CELLSEARCH分析,它根据上皮细胞标志物的表达来选择细胞。

对于ctDNA,研究人员必须根据它们的序列来挑出片段,这是个艰巨的任务,因为没突变的DNA不能提供信息。因此,这项技术适用于突变已知的情况。例如,Diehn开始鉴定NSCLC患者中常常突变的基因组区域,生成CAPP-Seq selector文库。这个寡核苷酸集合代表了139个基因的521个外显子和13个内含子。研究小组利用它来收集血浆中的互补DNA片段,并以高覆盖度测序。

根据2014年约翰霍普金斯大学医学院的研究,ctDNA可在各类肿瘤患者的血浆或血清中发现,不过随着肿瘤位置和分期的不同,分析的敏感性也有差异。“75%的晚期胰腺癌、卵巢癌、大肠癌、膀胱癌、胃癌、乳腺癌等癌症患者中可检测到ctDNA,不过对于原发性脑癌、肾癌、前列腺癌或甲状腺癌,检测率不到50%,”作者写道2。

约翰霍普金斯大学的肿瘤学教授Nickolas Papadopoulos表示,研究人员可以通过靠近源头来实现更高的敏感性,比如,在检查泌尿生殖系统肿瘤时检测尿液,或在检查头颈部癌症时检测唾液。实际上,研究小组最近发现通过脑脊液检查,使得中枢神经系统的肿瘤检测有所改善3。

如同许多ctDNA研究一样,霍普金斯的团队也使用靶向测序来检测ctDNA。在这种情况下,一种称为Safe-SeqS的条形码策略可准确报告样本中的ctDNA分子数量。研究人员也可以利用数字PCR来定量具体的变化,不过有的作者指出,“数字PCR分析提供了高的准确性和灵敏度,但需要个性化分析的设计,这是限速步骤”4。

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