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液体活检:带你窥探肿瘤的更多秘密

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2017年12月29日 来源:生物通

摘要:

  大家印象中的活检一般是组织活检,也就是通过手术取出组织样本进行分析。无疑,这个过程有风险,又痛苦。是否有替代方案呢?现在真的有啦。新兴的液体活检技术(liquid biopsy)分析血液、尿液、唾液或脑脊液,因此无创或微创,速度快,效率高。

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大家印象中的活检一般是组织活检,也就是通过手术取出组织样本进行分析。无疑,这个过程有风险,又痛苦。是否有替代方案呢?现在真的有啦。新兴的液体活检技术(liquid biopsy)分析血液、尿液、唾液或脑脊液,因此无创或微创,速度快,效率高。

这种革命性的技术有望明显改善疾病诊断、监控和生存期预测。目前,它们主要用于癌症的检测,不过随着技术的进步,科学家相信液体活检有望检测更多的疾病,包括糖尿病、囊性纤维化和牙周炎等。

根据Kalorama Information最近出具的报告,2016年全球液体活检市场的规模大约为3.94亿美元。Kalorama预计,2021年这个市场的规模将达到13亿美元,而2027年更是有望达到33亿美元。

液体活检的对象是生物体液中的各种组分,包括游离的循环肿瘤细胞(CTC)、循环肿瘤DNA(ctDNA)、外泌体(exosomes)、蛋白质和RNA等。

循环肿瘤DNA

ctDNA是片段化的DNA,由癌细胞在凋亡或坏死过程中释放到血浆。ctDNA片段极其稀少,这使其分离和鉴定都变得十分困难。由于总的游离DNA(cfDNA)样本中存在少量ctDNA,因此建议使用高度灵敏的技术来检测,比如PCR和新一代测序(NGS)。目前,ctDNA已经用于肺癌患者的临床管理和晚期黑色素瘤的疾病状态监控。

今年5月,Cancer Genetics公司基于赛默飞世尔的Oncomine™ Lung cfDNA assay,推出了Liquid::Lung-cfDNA™,可检测肺癌来源的cfDNA。此产品能够分析与非小细胞肺癌相关的11个基因中的单核苷酸变异(SNV)和小的插入缺失(indel)。

该公司的CEO Panna Sharma认为:“使用NGS或数字PCR的液体活检技术比传统的组织活检更有优势。我们认为,一旦建立了基本的诊断和治疗方案,液体活检能降低检测相关的成本和负担,提供一个更全面的纵向生物标志物图谱,并提高早期检测的敏感性。”

加州大学圣地亚哥分校的一个团队也从事ctDNA研究,希望能够找出一些生物标志物,预测患者对免疫检查点抑制剂的反应。利用69名患者的血液样本,研究人员通过NGS分析了ctDNA。具体而言,他们统计了临床意义未知的变异(VUS)数量。研究发现,29%的患者存在三个以上的VUS改变。

经过免疫检查点抑制剂治疗后,VUS达三个以上的患者响应率(45%)明显高于VUS三个或以下的患者(15%)。“我们的研究表明,ctDNA变异的数量与检查点抑制剂疗法的响应相关联,”个性化癌症治疗中心的主任Razelle Kurzrock说。

循环肿瘤细胞

CTC是从原发性或继发性肿瘤上脱落并进入血液循环的完整肿瘤细胞。CTC的存在,意味着患者患有转移性疾病。对于大多数癌症患者而言,CTC的丰度极低,因此活检通常从富集步骤开始,以便提高CTC的浓度。目前,CTC检测的主要临床应用是提供预后生存预测。

Complete Genomics和加州大学旧金山分校的研究人员最近报告称,他们仅利用5个CTC,就能检测到临床相关的突变。他们的研究对象是一位61岁的女性,患有ER+和HER2-的转移性乳腺癌。

在研究过程中,他们首先分离出34个高纯度的CTC,然后再将CTC中的基因组DNA分到3,072个单独区室中,而每个区室中大约含有5%的癌症基因组。接着,每个区室中的DNA被标上唯一的条形码,之后混合所有DNA,开展全基因组测序。

Complete Genomics负责研发的高级主管Brock Peters博士指出:“通过这34个细胞,我们能够准确检测低至12%的CTC中存在的突变,确定其组织来源,并制定个性化的联合疗法。”

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