液体活检的检测对象

1、金氟研究-液体活检的检测对象导语继上次金氨平台推送了液体活检行业篇的第一部分后，本文将继续介绍液体 活检的检测对象。目前，液体活检的三种主要月中瘤来源的生物标志物分别是循环 月中瘤细胞(CTC)、循环月中瘤DNA (ctDNA)、月中瘤外泌体。液体活检的检测对象液体活检是指通过非侵入性取样，如血液、唾液、尿液等，利用高通量测序 技术、过滤、捕获或富集体内月中瘤细胞的基因组信息，把握住癌症的蛛丝马迹，从而对疾病进行动态的观察和治疗，是一种突破性的革新技术。诊新：通过taigG版桧制和 定量用于相提的厚脸 畸淮体活稔预后：融4L，要接受强化 治疗的高凤险病人Pr 口 诊新：通过taigG版桧制和

2、定量用于相提的厚脸 畸淮体活稔预后：融4L，要接受强化 治疗的高凤险病人Pr 口 g 白白 311s疾扃监控通过中山1占月:W大小、 分吸的关联性实药监控治疗效果DImam monitoring个性化治ft ：监蛇药物疗3s 茂善每个病人的治疗效果IPersoryilizedi theraputlcs液体活检的检测样本、对象及其临床应用资料来源：Clin Cancer Res; 23(10) May 15, 2017目前，液体活检的三种主要月中瘤来源的生物标志物分别是循环月中瘤细胞(CTC)、循环月中瘤DNA (ctDNA)、月中瘤外泌体。CTC是由原发灶或转移灶 释放的，进入外周血循环的月中

3、瘤细胞，侧重于细胞病理，适用于治疗后的病情监 测，判断预后等；外泌体所含信息丰富，包括蛋白质， RNA等，不仅能用于临 床诊断，还有可能用于疾病的治疗；ctDNA是月中瘤细胞释放到血液循环系统中 的DNA,可通过检测ctDNA的突变信息和甲基化，进行定性和定量分析，适用 于早期筛查，个性化用药指导，耐药性监测等。除了以上三种生物标志物，循环 月中瘤miRNA也可作为液体活检的检测对象。miRNA由于尺寸较小且能免于RNA 酶介导的降解，致使其在血液或其他体液中通常比较稳定。 最近的研究表明在诊 断结肠癌时，miRNA表现出比ctDNA更优越的敏感性和特异性。然而，miRNA 能否作为临床上诊断

4、癌症的生物标志物， 仍需要克服一些障碍，尤其是不能追溯 月中瘤组织来源，以及不能确定是否能够在临床上标准化。CTC技术的弊端在于血液中 CTC的含量极少，且不易提取，其应用范围由 此受到了较大限制；外泌体技术目前仍处于早期科研阶段，距大范围市场应用 还有较长周期。ctDNA技术手段较为成熟，临床应用最广泛，尤其是在月中瘤早 期筛查领域潜力巨大，止匕外，ctDNA甲基化检测能提高敏感性，且能用于月中瘤 定位，判断月中瘤来源。因此，综合技术的成熟度、应用范围的广度、测序成本的 合理性等考虑，ctDNA技术是目前最主流的液态活检技术。监涮对象指林一16率应用；优点加电1卜声体题中说高出乖浦幼诊将 井

5、进入外周副减番拜 疗敕评相 的肿意潮眄 术后龊却L完的钢也可提供突变和药 相嫉感性分析变化，有生陶胞 其里汪可犷大埔芥-切F籽至 大餐目的圣U黯的息量大，可以研究EWTA, RJA ,除三表达萼.比ctDNA 的研究内容年丰京；3.活躯ia培养后对遂行功能性;检出军飙.CTC是让产卬E， M血港中相芹CTC杼奉花度捋 高；二特“性也,病人个体靶差异大. 根提肿痛类型,病斯扣其也因室. ere可BE带有不同的分子信息， 即堂同一愚者也目有异质性外向依肿短细胞税范由囊胭，小洋过隹 携带着理细胞的治外I7NA. RNA旬身白质等信臬1.tit.it1 cic,更舄言集， 工重定性昌.即使在冷岸里保存

6、 物年的血液.也可弗于分高和 监稿外讪体F3信月重大包括了肿白徂儿隹鼻胆仁乱,4时了用于 悻断.一有用于箱疗的漕力EH冗直毋晚.科研粗累翦窥，尚处于院味早期clDNAE胖期以能过起更I1L5期麻查瓶中的巾坏足内临诔询度个性化闰药指导讨药件监津 他后恰和L技术手函为成总，工临床电借力广粕*土卑福手段,有可能在啮床症状 出现之前判断是否患有痛症I4 M通时询网rtPA 菽基因 和壮口、+的甲基武,帝行定忤 超定3E分析，工ctDA甲基化检瑞祖高取座 tL,且能用于静佃定粒.判断 仲勒来洋L癌近早期的独出率右珞媒高，蓟cOXA对晚工拾拉由鞋出军 较高31如飞，超对早期病症的 崂出率立都为风进右.仍有

7、待 掘嘉，7家新贡杂,个体差异大， 不同碍.看目书的实宅不一杵.费 以布袋一的检测标值.归这魅 点可通诃中基化履例曲如CTC、ctDNA和外泌体三种技术的比较资料来源：宽华集团投研部整理CTC临床潜力巨大，但捕获难度大，大多数应用局限于研究目的1869年Ashworth首次提出循环月中瘤细胞（CTC）的概念，CTC是由自发或诊 疗操作由原发或转移月中瘤中，获得脱离基底膜的能力并进入血液循环的月中瘤细 胞，是恶性月中瘤患者出现术后复发和远处转移的重要原因，也是导致月中瘤患者死亡的重要因素。根据其细胞类型的不同，可将CTC分为上皮细胞表型、间质细胞表型和上皮间质细胞混合表型。通过监测CTC类型和数

8、量变化可以实时评估月中瘤动态与治疗效果，有望实现个体化精准用药。A*h .ii施弗亡声废昭者皿到 发现受愠干尸楷卬田的眦If* r 首次岸出于广明也将rcA*h .ii施弗亡声废昭者皿到 发现受愠干尸楷卬田的眦If* r 首次岸出于广明也将rc的;犷修正内： 家总丁同琦肿成卬临拜痼.赋 耳设质笈反囤I琮71并注河当 地土叱入口管湖中恸I：皂加工回，口&H也区已静1 . 芭臾期药将替九服回身苫府油1|叫, crrtttv .；林门启西严者牛寄东 id者但J也二低为苫者ikracrZi 琬5（ dlt 翻肿 用置小仃荏*工本因工乒用:为璟CTCitt良峨早于肿庙灶正田?FmMaJttM内百门骷就沱

9、 CT值砒题事苴后相CTC的发展历史资料来源：宽华集团投研部整理CTC是活体月中瘤细胞，可通过计数实现早期筛查和复发监控，亦可通过分 离培养和全基因组测序实现指导治疗方案和治疗监测。可在基因组、转录组、 蛋白组和代谢组水平分析 CTC特性，在癌症的诊断和治疗领域拥有最广阔的发 展潜力。CTC的半衰期不超过2.4个小时，仅有少数具有高活性的 CTC能存活 下来，并有机会在患者其他组织器官中形成转移灶。血液中的CTC含量稀少， 1ml血液中含有数十亿个细胞，其中仅包含 1个CTC,所以CTC检测的主要挑 战是如何对CTC进行捕获。现阶段CTC捕获技术的灵敏度和捕获效率低， 漏检 率高，因此CTC的

10、大多数应用局限于研究目的，目前还没有建立临床实践。在钟痛内初吵就之（1少峡CK品股的皿液 中.cicH制能减少在钟痛内初吵就之（1少峡CK品股的皿液 中.cicH制能减少理解早期的漏沙痛桩手术后的宜发掠剧.动态 随访，辅助传线手段,即使理 警杷发治仃效果评曲.沿疗效策 液中cic含量成反tt，笠聚越好, 他被检档的CTC越少CTC在癌症治疗中的应用场景资料来源：参考浙商证券基于外泌体的液体活检技术需进一步观望血液中外泌体含量高，稳定强、可长期存储。大多数细胞在正常和病理状态 下均可分泌外泌体，月中瘤细胞外泌体即月中瘤细胞脱落的囊泡，携带月中瘤细胞的 DNA、RNA和蛋白质等信息，在细胞间物质和

11、信息转导中具有重要作用。外泌 体可介导月中瘤细胞增生、免疫耐受和化学抵抗，促进肿瘤血管形成，且其miRNA 有望成为月中瘤诊断的新型标志物。与ctDNA和CTC相比，外泌体具有易于富集、稳定性高且不易降解的特性。据悉在冷库中储存30年的血液也可用于分离检测外泌体，因此可用外泌体建立月中瘤细胞进化发展史“活日记”，记录患者月中 瘤组织在治疗过程中产生的一系列遗传信息和蛋白表达的变化情况，便于病情和治疗追踪，可用于癌症的诊断和复发监控。目前基于外泌体的液体活检技术尚处于起步阶段，但是外泌体凭借其易富 集、稳定性高等优势，已获得极高的关注。关于外泌体的文献报道层出不穷，以 2015年发表在自然杂志上

12、关于利用 Glypican-1蛋白作为早期胰腺癌的诊断 标准为首。外泌体最先可被应用于癌症早期诊断中， 但由于科研成果转化中存在 不确定性，技术成熟时间仍需观察。ctDNA技术是目前最主流的液态活检技术1948年，科学家首次报道发现了人类血液中循环的DNA (cell-free DNA,般不超过 1.5小时。cfDNA) ; 1977年，发现血液中循环的 DNA在癌症患者中尤为显著。ctDNA是 指月中瘤细胞DNA经脱落或者当细胞凋亡、坏死后释放进入循环系统，游离于细 胞外的由月中瘤细胞释放的小片段游离 DNA,是cfDNA的一部分。健康人血液中 的cfDNA含量极低，通常为10-15 ng/

13、ml,不容易检测到。而癌症病人血液中， 根据其病情阶段，可以检测到含量不等的cfDNA或ctDNA。般不超过 1.5小时。0.08-38 ng ctDNA。ctDNA的半衰期非常短,山45：府F1 格片挈白H“JAM龄齿好为叫；情HmW 20OS/必人中星化日由山45：府F1 格片挈白H“JAM龄齿好为叫；情HmW 20OS/必人中星化日由m回i早 知 E 物.JrMmiM 皿发皿芨邛存在 新里ffl柝杷片子.即ilDNA修监叫中扑丐消巾，/ I二号工:肿小的日心性后区突危存盘4 A.m犷井；于学琳卜-rjiji动君于辆.人 的打用怛片父CFRA扎施阳内首号c ID,苒检测T 产 11 冲f他

14、总人可丈时泊踪。球an用ctDNA的发展历史资料来源：宽华集团投研部整理ctDNA携带着月中瘤细胞中的基因突变和表观遗传学改变信息，包括点突变、DNA甲基化、序列重排、拷贝数差异(copy number variation, CNV)等，其在 人体血液循环系统中不断流动，可实时反映月中瘤患者当前信息。对 ctDNA的分 析包括定性和定量的分析，其中定性分析包括检测基因突变、缺失、插入、融合、 重排、拷贝数变异、甲基化、微卫星不稳定(MSI)和杂合性缺失(LOH)等； 定量分析就是计算ctDNA在血液中实时的含量。定性和定量两种方法均可以反 映月中瘤的存在和严重程度。在液体活检的三种监测对象中，

15、ctDNA技术手段较为成熟，目前已被临床 逐渐运用到了从月中瘤的最初诊断到治疗、发展的各个阶段，包括：早期筛查，评估月中瘤的异质性，转移复发风险和预后评估、实时监控治疗反应和耐药，月中瘤分 期分级和指导治疗方案选择等。(1)早期筛查：当月中瘤生长到一定阶段，会向血液循环释放ctDNA,通过检测ctDNA能对癌症早期病人甚至是癌前病变病人进行筛查，该方法能早于传统的癌症筛查手段发现癌症；在 ctDNA的众多临床应用中，由于癌症早期筛查为疾 病预防重要手段，能有效降低病人死亡率，其市场潜力巨大(据 Piper Jaffray测 算，2026年液体活检在早期筛查领域的全球市场容量为150亿美元)，目

16、前已经有多家公司布局该领域。(2)评估月中瘤的异质性：月中瘤细胞具有时空异质性，同一病人的月中瘤细胞不尽 相同，相同细胞随着疾病进展也会发生变化；通过穿刺等方式取得的少量组织样 本，有时难以代表全部月中瘤组织，而 ctDNA可以综合来自全身月中瘤组织裂解释 放的ctDNA,从而克服月中瘤的空间异质性，并且由于采样的无创特性，可以动 态监测克服月中瘤的时间异质性；(3)转移复发风险评估：月中瘤转移和复发是月中瘤致死的主要原因，对于多数月中 瘤，若能早期检测到转移复发，患者还有很大的治疗机会，但传统影像学检测目 前不能对月中瘤转移和复发早期预警；癌症复发早期，血液中 ctDNA会增加，通 过ctD

17、NA检测可对转移和复发风险进行评估；(4)预后评估：ctDNA的含量、突变状态、甲基化情况等都能预测病人的预后； (5)实时监控治疗反应和耐药：患者接受某种治疗受益一段时间后，往往会因为基因的二次突变出现耐药，通过检测 ctDNA的突变信息能够动态监测耐药发 生，同时ctDNA浓度的动态变化可反映治疗效果，通过 ctDNA检测也可进行实 时连续监测治疗效果；(6)月中瘤分期分级：在癌症突变的不同阶段，ctDNA突变情况和含量都可能会 不同，有助于医生判断病人的月中瘤进展，如 II-IV期非小细胞肺癌病人的血液中 100%能检测到ctDNA,而I期病人只有50%能够检测到；(7)指导治疗方案选择

18、：同一种癌症的突变不同，对不同药物反应各异；FDA目前已经批准了大量根据月中瘤基因型突变的癌症个性化用药指导方针， 分析血液 ctDNA可以帮助医生判断病人月中瘤的突变类型，制定用药方案。Qli益白HJ J则测 Screeniruj and eafly ut LdlKtfrthnpeulici %格打苴可断评估Risk of nwuitkreld pss* & pronausdision RkikirKiQli益白HJ J则测 Screeniruj and eafly ut LdlKtfrthnpeulici %格打苴可断评估Risk of nwuitkreld pss* & pronausd

19、ision RkikirKi方向;由了LrgE tht/rapJeTumor heterogererty n任附唯向导地tirnonit ofing tk 修 py response Kprs lancectDNAMtblhyUti)nctDNA包含的信息和在临床中的可能应用资料来源：M.Yang et al. Annals of Oncology 29: 311 4323, 2018目前，ctDNA的检测主要集中在两个方面：基因突变和甲基化。突变检测在靶向药的敏感性和抗耐药性方面具有一定的优势，而甲基化检测在早期诊断、预后监测以及后续的疗效判断方面具有一定的优势。甲基化检测较突变检测的优 势表现在两个方面：(1)检测的灵敏性方面，甲基化较高。一个癌症病人至少具有几百万个癌细胞。在这几百万个癌细胞中，突变都是不一样的，具有很大的细胞间异质性。而且不 同病人的突变也是不一样的。很多突变的异质性决定了它的敏感性很低。例如，一个很常见的突变可能在一个病人的 ctDNA中可能只有10%,最多20%,也就 是说80%的病人是检测不到突变的。甲基化则不同，正常细胞在癌变过程中，首 先必须在一个