肖颖 霍忠超

摘要：液体活检是一种基于血液中循环肿瘤DNA （ctDNA）、循环肿瘤细胞（CTC）及外泌体等物质的肿瘤基因状态的微创检测。尽管微创性和实时检测性是液体活检的有力特征，但是血浆中少量的ctDNA仍然是检测的难题。但近年来数字PCR和下一代测序技术的发展提高了液体活检的准确性。尽管许多液体活检技术正在积极研究中，但相对较少的检测技术已被证明可以作为肿瘤液体活检的诊断替代物，以及作为预测生物标记物来指导临床治疗。由于液体活检具有微创性、样本获取简单、重复性高、可实时检测性的优势，未来将成为肿瘤检测的主要手段。

关键词：循环肿瘤DNA;ctDNA;液体活检;肿瘤;癌症

【中图分类号】R4             【文献标识码】A             【文章编号】2107-2306（2021）15--01

1.背景

在过去的几年中，一種被称为“液体活检”的新诊断概念已经引起了人们的极大关注[1，2]。液体活检是一种有前景的微创基因检测，用于检查血液中循环肿瘤细胞（CTC）、循环肿瘤DNA（ctDNA）及外泌体等，它们几乎从所有体液如血液、尿液、胸水、腹水中可以获得。 液体活组织检查收集身体中非固体生物组织的样本例如血液，用于不同的分析。其他几种体液也可用于特定的液体活检应用，例如用于中枢神经系统肿瘤的脑脊液（CSF），用于头颈肿瘤的唾液，用于胸部和转移性癌症的胸水，用于腹部和转移性癌症的腹水，粪便用于胃肠道癌症和尿液用于泌尿道癌。循环肿瘤细胞（CTC）和循环肿瘤DNA（ctDNA）是液体活检的基石。在这篇综述中，介绍了ctDNA在肿瘤液体活检中的研究进展及其在临床中的应用。

2.液体活检中ctDNA优势

血液中ctDNA的遗传学分析是液体活检的主要目标，除了ctDNA，主要还有CTC。然而，CTC的数量被认为非常低（109个细胞中约只有1个），表明细胞分离和基因表达分析很困难。最近的研究报道，CTC的检测准确度及灵敏度远低于ctDNA。KRAS突变检测的研究表明，通过ctDNA和CTC分析检测癌症的敏感性分别为96%和52%。在转移性癌症患者中，ctDNA检测的灵敏度为87.2%。此外，对ctDNA和CTC阳性的癌症患者的分析显示，每5 mL血液样本中ctDNA突变DNA片段比CTC多50倍。因此ctDNA是液体活检的最佳目标。

血液中ctDNA片段比CTC丰富，可以从原发性肿瘤、CTC、微转移或明显转移灶中分离出来。治疗后ctDNA的存在可高度预测癌症的复发，并且由于循环DNA的高转换率以及能够快速评估肿瘤突变的基因组学变化、识别表观遗传学变化和外观的能力，因此有助于监测正在进行的肿瘤变化。

3.ctDNA液体活检的临床应用

3.1 分子靶向药物的选择

分子靶向药物的选择基于靶基因的分型。一个具有代表性的例子是：筛选表皮生长因子受体（EGFR）突变基因以确定靶向药物的选择。根据Mok等人的研究，液体活检检测EGFR突变的主要驱动力是奥希替尼（osimertinib，第三代EGFR-TKI），Osimertinib用于治疗EGFR-TKI治疗后的T790M阳性非小细胞肺癌。因此该方法需要在复检中进行T790M突变试验，由于再次活检是有创的，所以可用无创性的液体活检替代它。

3.2 残留癌复发预测的检测

手术后通过液体活检长期监测ctDNA有助于早期发现残留癌的复发。在一项对55名乳腺癌患者进行的研究中，手术后ctDNA阳性组的复发率比ctDNA阴性组高4倍。Spindler等报道：ctDNA比其他现有的标记物或图像分析方法提前11个月检测到肿瘤复发。Diehl等提出ctDNA在术后环境中比广泛使用的肿瘤标志物CEA更有助于预测复发。从理论上讲，通过ctDNA早期发现残留癌有助于根除肿瘤或复发。相信不久的将来，ctDNA方法将在复发监测中广泛运用。

3.3 在癌症治疗和监测中的作用

接受手术和治疗的癌症患者其肿瘤细胞的进化和复发是很常见的。在癌症患者中发现的一个现象是，在治疗期间DNA的数量减少，在手术切除实体瘤后无法检测到。在大多数癌症复发的病例中，ctDNA的检测量增加，并提供了早期预警，这在肺癌和乳腺癌的发病率中也得到了类似的观察。在一项研究中，使用ctDNA、CA15-3和影像学对转移性乳腺癌的治疗中肿瘤进展进行了比较分析。虽然后两种方法是监测乳腺癌治疗的临床金标准，但ctDNA水平与肿瘤负荷动态相关，在大约40-50%的妇女中，ctDNA的评估对早期治疗有意义。在肺癌患者，治疗效率的监测通过ctDNA anti-EGFR突变的分析以及成像（PET）之间建立ctDNA相关性水平和变化，从而显示其癌症复发的早期识别能力。因此，ctDNA的评估可作为实时监测治疗反应的生物标志物，且患者癌症的复发可因早期发现而实现快速医疗干预。

3.4癌症的早期诊断

使用ctDNA检测的早期癌症检测代表了一个具有重大临床意义的新兴领域。 由于突变ctDNA仅以低浓度存在于早期疾病患者中，因此需要用高度敏感的测定方法进行评估。在几项研究中已经建立了肿瘤分期与可检测的ctDNA水平之间的相关性，其中在82%-100%的IV期肿瘤患者和47%的I期肿瘤患者中检测到ctDNA 。液体活检的对象之一是无症状个体的早期癌症诊断。母体血液中胎儿ctDNA的成功检测以及非整倍体产前基因分型的成功，为该技术用于早期癌症检测奠定了基础。

4.结论

肿瘤使其细胞和核酸脱落进入血液，精确医学的最新进展为研究人员提供了独特的机会，可以通过简单的血液样本尽早发现癌症并监测治疗效果。从液体活检中获得的结果类似于在组织活检过程中检索到的信息，其显著优势是创伤性更小且提供信息的速度更快。随着科学家和临床医生的致力开发、完善和建立液体活检的更多临床应用及研究一直在继续扩大，液体活检有望为临床医生提供机会，使他们能够在患者出现症状之前发现癌症，并在治疗期间和之后更准确地定制癌症治疗方法。最近在世界范围内进行了许多液体活检研究，因为它是一种有力的微创肿瘤基因分型技术，可以弥补侵入性组织活检缺陷，相信不久的将来液体活检将广泛应用于肿瘤临床中。

参考文献：

[1].Diaz LA Jr， Bardelli A. Liquid biopsies： genotyping circulating tumor DNAs[J].Clin Oncol. 2014;32（6）：579–586.

[2].Alix-Panabieres C， Pantel K. Clinical applications of circulating tumor cells and circulating tumor DNA as liquid biopsys[J]. Cancer Discov. 2016;6（5）：479–91.

[3]. Rolfo C，Castiglia M， Hong D，et a1.Liquid biopsies in lung cancer：the new ambrosia of researchers[J].Biochimica et Biophysica Acta.2014，18（46）：539-546.

[4].Corcoran RB， Chabner BA. Application of cell-free DNA analysis to Cancer treatment[J]. N Engl J Med. 2018;379（18）：1754–65.

[5].Ye QW， Ling SB， Zheng SS， et al. Liquid biopsy in hepatocellular carcinoma： circulating tumor cells and circulating tumor DNA[J].Molecular Cancer.2019，18（1）：114.

[6].Heitzer E， Auer M， Ulz P， et al. Circulating tumor cells and DNA as liquid biopsies[J]. Genome Med.2013， 5：73.

[7].Freidin MB， Freydina DV， Leung M， et al. Circulating tumor DNA outperforms circulating tumor cells for KRAS mutation detection in thoracic malignancies[J].Clin Chem. 2015，61：1299–1304 .

[8].Bettegowda C， Sausen M， Leary RJ， et al. Detection of circulating tumor DNA in early- and late-stage human malignancies[J].Sci Transl Med. 2014，6， （224）：224ra24.

[9].Smania Mary A. Liquid biopsy for cancer screening， diagnosis， and treatment[J]. J Am Assoc Nurse Pract.2020，32（1）：5-7.

[10].Rossi G，Ignatiadis M. Promises and pitfalls of using liquid biopsy for precision medicine[J].Cancer Research. 2019，79（11）：2798-2804.

[11].Mok TS， Wu YL， Ahn MJ，et al. Papadimi- trakopoulou VA， AURA3 Investigators.Osimertinib or platinum- pemetrexed in EGFR T790M-positive lung cancer[N]. Engl J Med.2017，376： 629–640.

[12].Spindler KL， Pallisgaard N， Andersen RF， et al. Circulating free DNA as biomarker and source for mutation detection in metastatic colorectal cancer[J].PLOS ONE.2015， 10（4）， e0108247 .

[13]. Diehl F， Schmidt K， Choti MA， et al. Circulating mutant DNA to assess tumor dynamics. [J].Nature Medicine.2008，14：985-990.

[14]. Sun X， Xiao Z， Chen G， et al.A PET imaging approach for determining EGFR mutation status for improved lung cancer patient management[J]. Sci Transl Med. 2018， 10：1-13.

[15].Komatsubara KM， Sacher AG： Circulating tumor DNA as a liquid biopsy： current clinical applications and future directions[J].Oncology （Williston Park）. 2017， 31：618-627

[16].Palomaki GE， Kloza EM， Lambert-Messerlian GM， et al. DNA sequencing of maternal plasma to detect Down syndrome： an international clinical valida- tion study[J].Genet Med.2011，13：913–920.

[17].Gil MM， Akolekar R， Quezada MS， et al. Analysis of cell-free DNA in maternal blood in screening for aneu- ploidies： meta-analysis[J].Fetal Diagn Ther.2014， 35：156–173.

作者簡介：肖颖（1989-10），女，籍贯湖南，在读研究生，主要研究肿瘤的放射治疗及综合治疗。