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癌症早筛:肿瘤液体活检技术你了解多少?

来源:筛分机    编辑作者:机械筛分机    发布时间:2021-03    浏览量:

  来源:药智网

  

  谈到肿瘤大多数人都是闻风色变,一旦确诊就意味着开始漫长的治疗周期和承担高昂的的治疗费用,以及无法确定能否治愈的治疗终点。如肺癌患者往往当发现时已是癌症晚期,很难治愈和康复,给治疗本身也带来极大困难。极少数肿瘤患者在患病初期就能够及时发现和实现干预治疗,以便顺利康复。

  近些年来,随着医疗技术的发展和普通大众对身体健康的关注,肿瘤早筛早诊的观念和意识也在逐渐加强,期望做到早发现早治疗,实现早康复的目标。与传统肿瘤筛查技术相比,液体活检是目前研究的热点,在肿瘤的早期诊断、精准治疗、进展与转移、异质性与耐药性以及预后评估等领域发挥着重要的协助作用,未来有望成为肿瘤精准诊断与治疗的突破口。

  液体活检取材相对简易、便捷,给患者带来体验的副作用更小,仅需要抽取患者血液、尿液及唾液等样本即可检测,在临床应用更为普遍,尤其是在肿瘤的诊治中;可在无创环境下对疾病进行早期诊断,因此正确合理使用有利于提高疾病诊断的正确率,目前可用于肿瘤液体活检技术的检测物包括 CTCs、ctDNA、外泌体。

  CTC 是实体瘤释放到外周血中的循环肿瘤细胞,ctDNA是肿瘤细胞释放到外周血中的 DNA,外泌体是肿瘤细胞分泌到外周血中的小囊泡。在应用上,ctDNA偏前端,主要用于癌症早期筛查,个性化用药指导和耐药性分析。2016 年ctDNA检测指导非小细胞肺癌 EGFR靶向治疗被美国国家综合癌症网络写入《非小细胞临床实践指南》;2015年FDA批准凯杰的therascreen EGFR 试剂盒作为伴随诊断试剂指导阿斯利康公司的易瑞沙治疗晚期或转移性非小细胞肺癌,实现指导用药。

  CTC偏后端,主要用于癌症的实时监测,判断预后等。CTC数量的变化可直接提示癌症患者对治疗的反应,持续升高的CTC提示肿瘤对治疗反应不佳,因此在临床上可以用作癌症的实时监测,恶性肿瘤患者 CTC 的出现则可提示预后不良,治疗后CTC的出现则与肿瘤复发相关。相比与CTC和ctDNA,外泌体有含量大,性质稳定的优势特点,不仅在早筛早诊、动态监测及预后有较大的应用价值,而且可以用于治疗研究,这是其独有优势,也是CTC和ctDNA目前暂未能够实现的。

  目前已有国外公司将外泌体作为药物运输载体,实现肿瘤免疫治疗,未来成长空间广阔。与ctDNA和CTC相比,外泌体因为在包括血液、尿液和脑脊液等多种体液中广泛分布,数量丰富,且具有较好的稳定性,因此比ctDNA和CTC更易得到理想的检测浓度。外泌体作为定量和定性信息的来源时,可以告知恶性疾病和肿瘤负担的存在。

  大量研究表明,癌细胞衍生的外泌体含有能反映癌细胞起源的特异性核酸和蛋白质。与CTC相似,外泌体由于携带特异性的蛋白质和RNA,在研究中广泛采用多种标志物结合的诊断方法和使用RT-PCR技术扩增检测RNA作为检测癌症特异性外泌体的主要手段。

  外泌体目前捕获技术主要是基于其物理和生物特性实现,超速离心法、超滤离心、排阻色谱法、聚乙二醇沉淀法、基于微流控捕获技术等均属于基于生物物理特性的外泌体捕获技术;而免疫亲和的微流控芯片技术和免疫磁珠法则属于基于生物亲和技术的外泌体捕获方法,其原理是外泌体膜中存在大量蛋白质和受体,可以利用这些蛋白质及其抗体之前的免疫亲和相互作用以及受体和配体之间的特异性相互作用。

  其中超速离心法是目前文献报道和实际应用中使用最多且有效的提取的外泌体提取的方法,但随着研究的不断深入,技术不断发展,基于生物特性获取特定来源的外泌体技术也逐渐增多,例如关注外泌体上的膜鳞脂等,是近些来技术发现的创新之处。

  总的来看,基于物理特性的捕获技术虽然种类繁多,发展时间较为长远,但通常会有费时、浪费人工,纯度和回收率不高的问题,显得较为麻烦和原始简单;而生物特性技术精度更高,利用特定受体与其结合的原理,将其识别实现精准捕获,但对其技术精度和专业度的要求都十分高,处理过程也需极度严格,否则也会影响到结果质量,进而影响下游检测分析。不管是基于物理特性还是生物特性的外泌体捕获技术都有其各自的优劣势,未来如何有机结合使得发挥最大价值这是需要共同考虑的,相信也是未来发展趋势。

  与ctDNA和CTC相比,外泌体携带信息含量更加丰富,不仅仅只是癌细胞分泌,包括肿瘤细胞及相关的免疫细胞,因此能反映出肿瘤微环境等多种信息。ctDNA只反映DNA信息,是DNA碎片,信息少且质量不高;CTC是完整的细胞,含有最全面的细胞信息,但只局限于肿瘤细胞,且每毫升血液中仅有1-10个CTC,而外泌体每毫升血液含有1012个,含量极高,且能提供蛋白质、核酸、代谢物等各层面信息,因此也更易富集和进行捕获,从而为肿瘤诊断分析打下良好基础。

  不仅如此,外泌体在体内流动,细胞间不断发送和接受外泌体,所以表现活跃,构成人体内的“物联网和互联网。外泌体不仅在信息的丰度和完善度有一定优势,且稳定性高,即使是在冷库存放三十年的血液也仍旧能提取分离出外泌体。目前国外已有公司研究将外泌体作为药物运输载体,实现肿瘤免疫治疗。

  这是ctDNA和CTC目前还未实现的功能,由此可看出外泌体在信息携带上及后续诊断治疗等临床应用上得天独厚的优势,这也是吸引众多研发人员学者、医药公司将目光关注到其身上的重要原因,从而在国内外掀起外泌体新浪潮,成为肿瘤液体活检中的新兴技术,未来有望实现超越,成为主流检测技术,并应用于多个临床场景。

  现阶段液体活检技术主要是建立在ctDNA和CTC检测的基础上,而外泌体仍在发展中,但被认为具有很大的发展潜力,近年来已引起较多研究者的关注,只是相关的研究基础还比较薄弱,通过市场检验的还较为稀少,但相信随着技术不断进步,外泌体检测应用或将成为新宠,超越ctDNA和CTC检测也不无可能。

  概括来讲,CTC是活体肿瘤细胞,可通过计数实现早诊早筛、动态监测及预后,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,临床潜力巨大,比较适用于肿瘤诊断与治疗全阶段。ctDNA检测在肿瘤的早诊、动态监测及预后有重要应用,比较适用于肿瘤早期诊断,预计市场5年内成熟;而外泌体稳定性高,可在冷库长期储存,利于病情追溯,可用外泌体建立肿瘤细胞进化发展史“活日记”,记录患者肿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,可用于癌症的早诊早筛、动态监测及预后。

  目前,全球开展外泌体研究的公司较少,基于外泌体的液体活检技术几乎全部在研发之中。全球首个也是国外目前唯一外泌体液体活检产品ExoDx Lung(ALK)由Exosome Diagnostics公司推出,用于检测非小细胞型肺癌患者的EML4-ALK突变。

  2015 年6月Codiak BioSciences公司创始人Raghu Kalluri在《自然》杂志发表论文,发现胰腺癌细胞外泌体中含有的 Glypican-1蛋白可作为一种非入侵诊断和筛查早期胰腺癌的标准,实现科研成果的转化,是外泌体技术的一个新的突破点,目前关于胰腺癌的筛查产品还在研发之中。可以看出尽管外泌体尚处临床早期,检测技术还处于起步期,但基于来源丰富、获取便捷的优势、标本形式丰富,且丰度较CTC更高,拥有独特的生物学特性,使外泌体在肿瘤的免疫治疗、化疗及基因治疗方面也显示出巨大的潜力,已成为临床肿瘤诊断和治疗中的新兴技术。

  相信随着研究的不断深入,外泌体作为液体活检的重要形式,必定会在精准医疗中发挥重要作用;给肿瘤的临床诊断和精准治疗带来更多契机,可以预见未来市场前景广阔,是值得重点关注的。

  发展液体活检相关检测技术并建立科学合理、能准确检测癌症病程的临床检测体系是研究液体活检技术的关键和重点,也是液体活检技术发展道路上必不可少的阶段。未来三种技术合并使用也许是可能的发展趋势,利用各自优势取长补短,使得癌症早筛早诊、动态监测及预后能够发挥出最大效用。

  责任编辑:琉璃

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