如果醫生想深入了解腫瘤，他們的選擇很有限。他們可以掃描相關區域、采集組織活檢，或監控血液的標志物，如PSA或CA 125。不過，這些都不太理想：成像的分辨率不高，活檢是侵入性的，而良好的標志物是少之又少。

最理想的情況是，研究人員能通過簡單的血液檢測來實現組織活檢的敏感性和特異性。如今，液體活檢的出現，讓這一切成為可能。

液體活檢

據斯坦福大學醫學院的助理教授Max Diehn介紹，就傳統的癌癥標志物而言，普遍的問題是特異性。“對于之前探索的大多數生物標志物，正常細胞也會產生，因此并不是腫瘤細胞所獨有的。這意味著，它們往往不是很特異。”液體活檢則通過搜索血液及其他體液中更加特異的腫瘤指紋，來克服這方面的缺陷。

這些指紋有兩種形式。循環腫瘤細胞（CTC）是從腫瘤上脫落的活細胞，可能代表了轉移的種子；循環腫瘤DNA（ctDNA）則是來自死細胞的遺傳物質，通常以DNA短片段的形式存在。Diehn實驗室最近介紹了一種檢測非小細胞肺癌患者血液中的ctDNA的方法，這些片段的平均長度為170 bp 1。

當然，正常細胞也存在于血液中，而且每天都有正常細胞死亡。因此，無論研究人員是尋找CTC還是ctDNA，他們都必須慧眼識珠。對于CTC，這通常是借助細胞表型來實現的，如利用Janssen Diagnostics的CELLSEARCH分析，它根據上皮細胞標志物的表達來選擇細胞。

對于ctDNA，研究人員必須根據它們的序列來挑出片段，這是個艱巨的任務，因為沒突變的DNA不能提供信息。因此，這項技術適用于突變已知的情況。例如，Diehn開始鑒定NSCLC患者中常常突變的基因組區域，生成CAPP-Seq selector文庫。這個寡核苷酸集合代表了139個基因的521個外顯子和13個內含子。研究小組利用它來收集血漿中的互補DNA片段，并以高覆蓋度測序。

根據2014年約翰霍普金斯大學醫學院的研究，ctDNA可在各類腫瘤患者的血漿或血清中發現，不過隨著腫瘤位置和分期的不同，分析的敏感性也有差異。“75%的晚期胰腺癌、卵巢癌、大腸癌、膀胱癌、胃癌、乳腺癌等癌癥患者中可檢測到ctDNA，不過對于原發性腦癌、腎癌、前列腺癌或甲狀腺癌，檢測率不到50%，”作者寫道2。

約翰霍普金斯大學的腫瘤學教授Nickolas Papadopoulos表示，研究人員可以通過靠近源頭來實現更高的敏感性，比如，在檢查泌尿生殖系統腫瘤時檢測尿液，或在檢查頭頸部癌癥時檢測唾液。實際上，研究小組最近發現通過腦脊液檢查，使得中樞神經系統的腫瘤檢測有所改善3。

如同許多ctDNA研究一樣，霍普金斯的團隊也使用靶向測序來檢測ctDNA。在這種情況下，一種稱為Safe-SeqS的條形碼策略可準確報告樣本中的ctDNA分子數量。研究人員也可以利用數字PCR來定量具體的變化，不過有的作者指出，“數字PCR分析提供了高的準確性和靈敏度，但需要個性化分析的設計，這是限速步驟”4。

有利有弊

研究人員檢測癌癥患者的血液及其他體液中的ctDNA，使其成為一種有潛力的生物標志物。然而，據Papadopoulos介紹，ctDNA不僅僅是指標，似乎還與“腫瘤負荷”有關，其水平隨疾病嚴重程度而升高。此外，一些早期的癌癥也能檢測到ctDNA，表明不僅可使用ctDNA來監控現有的癌癥，還能作為篩查工具。

美國國家癌癥研究所淋巴治療科的科長Wyndham Wilson表示，ctDNA還能用于預測腫瘤的復發。在一項彌漫性大B細胞淋巴瘤的研究中5，ctDNA能夠在CT掃描前幾個月就發現腫瘤復發。因此，醫生能夠更早治療患者，改善他們的長期預后。

然而，ctDNA作為篩查工具，也面臨一些潛在的問題。目前還不清楚ctDNA在不同的癌癥類型、分期和患者中的普遍程度。即使檢測到ctDNA，也不清楚是體內哪里產生的，或者即使檢測到的突變與腫瘤存在一定關聯，也需要后續檢測。

相比之下，CTC分析能提供基因組完整的活細胞。因此，研究人員可分離出這些細胞，在顯微鏡下觀察它們，并研究每個細胞的基因組和蛋白表達。Aviva Biosciences公司的研發副總裁Antonio Guia認為，這帶來了比ctDNA分析更廣譜的方法，因此你不必看特定基因的特定片段。

最近，哈佛大學的Daniel Haber及其同事就開展了一些研究，利用單細胞RNA-Seq來鑒定單個前列腺癌CTC的信號差異，并將這些差異與治療反應相關聯6。研究小組利用一種稱為CTC-iChip的微流體設備來分離CTC，它根據CD45或CD66的表達將CTC與其他血細胞分離。

不過，對于液體活檢而言，問題并不在于選擇CTC還是ctDNA。Janssen Diagnostics的首席醫療官Jorge Villacian認為，兩種標志物能提供互補的信息，作為臨床工具都有市場。這家公司專注于CTC診斷。

“腫瘤醫生以及監管部門對液體活檢的概念了解得越多，對每個人都是雙贏的 – 對患者、對醫生以及對制度本身，因為這將使得發病率更低、并發癥更少，并改變早期治療，對患者有利。”

（作者：Jeffrey M. Perkel / 生物通編譯）

參考文獻

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[3] Wang, Y, et al., “Detection of tumor-derived DNA in cerebrospinal fluid of patients with primary tumors of the brain and spinal cord,” Proc Natl Acad Sci, 112:9704-9, 2015. [PMID: 26195750]

[4] Dawson, S-J, et al., “Analysis of circulating tumor DNA to monitor metastatic breast cancer,” New Engl J Med, 368:1199-1209, 2013. [PMID: 23484797]

[5] Roschewski, M, et al., “Circulating tumour DNA and CT monitoring in patients with untreated diffuse large B-cell lymphoma: A correlative biomarker study," Lancet Oncology, 16:541-9, 2015. [PMID: 25842160]

[6] Miyamoto, DT, et al., “RNA-Seq of single prostate CTCs implicates noncanonical Wnt signaling in antiandrogen resistance,” Science, 349:1351-6, 2015. [PMID: 26383955]