液态活检在肿瘤研究的现状和趋势分析

液态活检在肿瘤研究的现状和趋势分析液态活检在肿瘤研究的现状和趋势分析液态活检在肿瘤研究的现状和趋势分析内容概括液态活检概念循环肿瘤细胞及其核酸游离肿瘤核酸2组织活检的局限性很多肿瘤患者无法进行手术穿刺受检者严重的不合适穿刺自身的临床风险某些肿瘤解剖位置不便进行穿刺肿瘤的异质性阿拉伯医生Albucasis（936-1013）及其发明的外科手术器械FoliaHistochemCytobiol.2009年47卷2期191-7页3液态活检（liquidbiopsy）循环肿瘤细胞（Circulatingtumorcell，CTCs）游离肿瘤DNA（CirculatingtumorDNA，ctDNA或者CirculatingFreeDNA，cfDNA）血检4CTCCTC—转移过程中必经阶段CTC：是否是介导肿瘤转移的细胞？JClinOncol.2009;27(20):3303-3311JClinOncol.

2008;26(19):3213-21ClinCancerRes.

2008;14(19):6302-95CTC的生物学功能CirculatingTumorCellClustersAreOligoclonalPrecursorsofBreastCancerMetastasisTumorigenicityandgeneticprofilingofcirculatingtumorcellsinsmall-celllungcancerNatMed.

2014

;20(8):897-903CellRep.

2014

Sep25;8(6):1905-18Cell.

201428;158(5):1110-22Single-cellRNAsequencingidentifiesextracellularmatrixgeneexpressionbypancreaticcirculatingtumorcells6CTC检测方法及血液细胞相比，肿瘤细胞具有以下特征：体积更大；液相流动性更大；细胞膜的电容和电导特性不同；CTC确认标准：DAPI染色阳性；组织来源相关CK染色阳性；CD45染色阴性；肿瘤相关抗原染色阳性（MUC1，HER2，PSAetal.）其它辅助方法：FISH，HE，PCR，EPISPOTEMBOMolMed.2015Jan;7(1):1–117CTC临床治疗

治疗决策预后预测不应只是一切的终点，而应是一切的开始虽然CTC对接受一线化疗的转移性乳腺癌患者预后具有重要意义，但是针对一线化疗后CTCs仍升高的患者换用其它化疗方案并不能有效地延长患者生存期。Circulating

tumor

cells

and

response

to

chemotherapy

in

metastatic

breast

cancer:

SWOG

S05008CTC的分子特征Solidifying

liquid

biopsies:can

circulating

tumor

cell

monitoring

guidetreatmentselectioninbreastcancer?CTC的简单计数，并不能反应肿瘤细胞内在的生物学特性，而正是这种特性是决定了不同的肿瘤细胞对治疗具有不同的反应。因此，对CTC细胞的分子特性（例如药物靶向基因的表达，药物耐受相关基因突变的检测）的精细刻画，将有利于充分发掘CTC在指导临床治疗的价值。

Treat—CTC:

Trastuzumab

in

HER2-negative

Early

breast

cancer

as

Adjuvant

Treatment

for

Circulating

TumorCells

在CANCERRESEARCH全文下载不到9CTC—单细胞测序MethodoftheYear2013MultipleAnnealingandLoopingBasedAmplificationCycles（MALBAC）multipledisplacementamplification(MDA)MDA扩增方法优点：不引入接头序列SNV假阳性率较低

（—0.001%）数据不易受外源DNA污染影响MALBAC扩增方法优点：拟线性扩增，适合CNV分析；数据重现性较好10CTC—单细胞测序优势Whole-exomesequencingofcirculatingtumorcellsprovidesawindowintometastaticprostatecancer对于异质性很强的肿瘤，CTC相比组织单一取材，更全面的代表了肿瘤组织的异质性，更适合于评估肿瘤的分子特征以及检测肿瘤进展。NatBiotechnol.2014,32(5):479–48411CTC—单细胞测序应用前景及挑战Nat

Rev

Clin.Oncol

2014;11(3):129-144CTC的分子特征实时评估将如何更好地辅助于：肿瘤疗效评估肿瘤转移进展监测和预防肿瘤治疗方案选择挑战：提高CTC的检出率（不依赖抗体的CTC分离策略，CellCullectorTM策略）；准确地判断具有生物学活性/功能的CTC（EPISPOT,CAM等策略）；CTC细胞分离，单细胞核酸WGA操作等样品制备的SOP和QC方案；CTC本身的异质性。12Nat

Rev

Clin.Oncol.2013;10(8):472–84ctDNA1984-MandelP,MetaisP;LesacidesnucleiquesduplasmasanguinchezI’homme.C

R

Seances

Soc

Biol

Fil,142:241-2431977-LEON,S.A.et.al.freeDNAintheserumofcancerpatientsandtheeffectoftherapy.CancerRes.37;646-6501989-STROUN,M.et.al.NeoplasticcharacteristicsoftheDNAfoundintheplasmaofcancerpatient.Oncology46;318-3222005-DichF,et.al.DetectionandquantificationofmutationintheplasmaofpatienswithcolorectaltumorProcNatlAcadSciUSA102;16368-163732008-DichlF,SchmidtK,ChotiMA,RomansK,GoodmanS,LiM,et.al.CirculatingmutantDNAtoasscsstumordynamicsNaturemedicine2008

14,985-99013NatMed.2008Sep;14(9):985–990NatMed.2008Sep;14(9):985–990ProcNatlAcadSciU

S

A.

2015Mar17;112(11):E1317-25含量低（<1.0%总cfDNA）片段短（180-200bp）半衰期短（~2小时）ctDNA的检测对痕量核酸检测技术提出全新的挑战！！ctDNA性质14ctDNA检测方法数字PCR的特点：极高的敏感性；只能针对确定的SNP位点；可同时检测位点的通量较低。JClinOncol2014Feb20;32(6):579-86数字PCR15目标序列捕获测序-基于PCRSci.Transl.Med.

2012,4(136):136ra68较短的区间（6kb）PlasmacirculatingtumorDNAasanalternativetometastaticbiopsiesformutationalanalysisinbreastcancerAnnalsofOncology,

2014,

25(10):1959-6516

AnultrasensitivemethodforquantitatingcirculatingtumorDNAwithbroadpatientcoverageNatMed.2014,20(5):548–554NSCLCselector.共125kb,包含了囊括了139个基因的521个外显子,13个内含子。在测试的两个肺癌病人群体中（229例/183例），囊盖率达到96%或88%，每个病人可检测到的中位突变数为4个。50-105mer/探针，高密度，更适合ctDNA检测。目标序列捕获测序—基于探针捕获17ctDNA应用—肿瘤实时监测标签捕获实时监测进展评估NEnglJMed2013;368:1199-120918ctDNA应用—肿瘤进化（耐药）Non-invasiveanalysisofacquiredresistancetocancertherapybysequencingofplasmaDNA定点检测手段（如数字PCR），在评估和监测肿瘤克隆演化方面具有较大的局限性。Nature.

2013;497(7447):108-1219ctDNA应用—早期诊断SciTranslMed6,224ra24(2014)在使用高灵敏度检测ctDNA突变方法的前提下，ctDNA的早期肿瘤中的检出率要高于CTC。20ctDNA应用—肿瘤基因分型ClinicalvalidationofthedetectionofKRASandBRAFmutationsfromcirculatingtumorDNANaturemed.

2014;20(4):430-435.21ctDNA应用—微小残留病Clin

Cancer

Res.

2014;20(10):2643-50Detection

of

cancer

DNA

in

plasma

of

patients

with

early-stage

breastcancer.应该注意到，一些符合传统根治性标准的病人，在ctDNA分子水平上并没有发生显著缓解。ctDNA分子学层面的缓解及否，是否能够辅助评估肿瘤手术治疗根治性程度，以减少一部分无需进行术后辅助化疗的病人接受相应治疗，所承担的不良反应和经济负担。Minimalresidualdiseasein

breastcancer:inbloodveritas.Clin

Cancer

Res.

2014;20(10):2505-722ctDNA应用的挑战高灵敏度的定点检测（SV检测灵敏度1/500000，SNV检测灵敏度1/20