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肿瘤检测技术梳理:下一个风口在哪里?

Tags: 液体活检  更新:2019/1/23
近年来,随着人们生活节奏加快,生活压力变大,饮食安全卫生不良,环境污染等原因导致癌症发病率不断攀升,因为肿瘤细胞具有无限繁殖的特点,如果没有及时发现并加以控制,肿瘤不断恶化,最终导致病入膏肓回天乏术。反之,若及时发现肿瘤,进行治疗,那么就能扼住癌症的“咽喉”。

随着科技的发展,肿瘤的检测技术不断提升,方法逐渐多元化,主流的肿瘤检测方法有以下几种:肿瘤标记物、影像学检查、组织活检、液体活检等。面对这些检测方法,下一个风口会在哪里呢?

肿瘤标记物是肿瘤细胞的生物化学性质及其代谢异常,因此在肿瘤病人的体液、排除物及组织中出现质或量上改变的物质,这些就是肿瘤标记物。肿瘤标记物在临床上主要用于对原发肿瘤的发现、肿瘤高危人群的筛选、良性和恶性肿瘤的鉴别诊断、肿瘤发展程度的判断肿瘤治疗效果的观察和评价以及肿瘤复发和预后的预测等。

影像学检查主要为超声检查、CT、磁共振(MRI)等。

超声检查因安全无创伤且便宜便捷而应用较为普遍,在肿瘤筛查中,超声是一种比较好的辅助检查手段,且检查率很高,但是对于肿瘤的性质定性还需要进行病理检查,以及其他检查来验证结果。

虽然超声比CT安全,但在颅脑、耳鼻咽喉部、骨骼和肺的肿瘤应该首选CT增强检查。因为超声波无法穿透骨板和气体。而食道、肠道肿瘤应首选镜和肠镜检查。一些腹膜后肿瘤和巨大肿瘤由于超声波探头的局限性不易完整显示,也应该首选CT或MRI。

与CT相比,MRI的优势在于具有更好的软组织分辨率,而且是多参数成像,因此,对于实质性脏器,如脑、脊髓、肝脏、脾、胰腺、肾、前列腺、子宫、卵巢等脏器的病变,具有CT无可比拟的优势。在骨关节系统,对于骨髓病变、关节软骨、肌腱、韧带、肌肉等病变也具有很好的优势。

当超声检查发现患者体内存在病灶,诊断为肿瘤时,需要进一步做组织活检进行确诊。

肿瘤分子诊断技术按照检测样本的不同,分为传统的“组织活检”和新型的“液体活检”。组织活检需要通过手术或穿刺获取肿瘤最有代表性部位的组织作为检测样本,但在实际临床诊疗中,组织活检存在很大的局限性;而作为非侵入性的液体活检,取样更便捷、能克服异质性、可实现动态监测。

液体活检是一种利用高通量测序仪来检测漂浮在血液中的循环肿瘤DNA(ctDNA)和循环肿瘤细胞(CTCs),由于CTCs数量少,目前仅用于计数,临床应用受限。因此主要以DNA检测为主。血液中这些碎片可能来自死亡的细胞,因此只要血液中存在“外来”DNA,如来自胎盘、肿瘤或者移植器官等的DNA碎片,都能利用液体活检进行检测。液体活检通过一种简单的血液检测可对遗传侵入进行定位、研究和监控,目前该检测的应用领域迅速增长。

从对比看来,液体活检方法总体来说比传统的组织活检要更具优势。不难发现,液体活检技术近年来发展速度快,技术逐渐趋向成熟,临床转化加快。

随着肿瘤研究的不断深入,科学家发现在癌症的诊疗中组织活检有一定的局限性。癌症有异质性,对于已经发生转移的癌症患者来说,仅仅取某个部位的癌细胞组织,并不能反映患者整体的情况,对所有的癌细胞组织都取样不好操作而且对患者创伤较大;有些肿瘤在受到手术的扰动之后,有加速转移的风险;此外,只有肿瘤恶化到一定的程度,肿瘤细胞组织足够大才能进行组织取样,这种情况下,患者处于中晚期情况偏多。而液态活检就可以通过游离在体液中的DNA(ctDNA)和RNA(ctRNA)片段进行检测,适用于癌症患者各个时期,便于动态检测病情,而且多次取样对患者几乎没有创伤。

值得注意的是,此前,Landau实验室宣布了一种新的机器学习方法,用于检测极低量无细胞cfDNA(血液中游离的自身DNA)中的癌症突变,希望用于监测癌症治疗。由于cfDNA的片段很少,Landau的软件会在整个序列中查找复杂的突变模式,以估计片段是否已经正确测序。使用该算法在两名患者中检测到非小细胞肺癌突变,灵敏度为90%,明显优于标准液体活检技术。

现如今,人工智能算法可以提前检测到癌症复发。利用人工智能分析来自多个液体活检测试的cfDNA突变,评估患者当前治疗进展。在人工智能的推动下,液体活检技术将加快临床转化。

据悉,ctDNA的浓度与肿瘤的进展相关性较高,通过检测ctDNA进行肿瘤的靶向用药检测、疗效监测、耐药突变检测,不仅取样简单,还能更全面的掌握肿瘤的信息,加上众多临床验证,ctDNA的大规模临床应用未来可期。

此前,美国正式启动了癌症“登月计划”,白宫曾宣布要联合癌症检测及治疗有关的企业,大力推进和发展癌症的血液检测,用于检测和监视癌症动态。可以看出,整个行业对于液体活检技术的期待较高,在未来,医学研究人员能够利用血液检测快速的分析癌症,利用患者自身遗传信息针对性的研发定制适合患者的靶向药物治疗。目前,已经有不少癌种的靶向药物研究案例,但是要快速普及,临床化还是需要一定的时间。

液体活检技术的发展潜力巨大。在资本和市场的双重驱动下,国内越来越多的公司投身到液体活检领域。其中不乏一些传统基因检测公司,他们在原有的基础上开设液体活检服务业务,因为液体活检主要针对DNA进行检测,基因测序公司具有深厚的技术背景,发展液体活检技术自然水到渠成。如:华大基因、达安基因、贝瑞基因、思路迪、泛生子、因合生物、世和基因、慧渡医疗等。与此同时,市面上也涌现了不少液体活检技术的创业公司。目前,国内涉及液体活检的公司大概200家的规模,相信在未来还会不断增加。

根据Piper Jaffray预测,2026年液体活检全球市场总容量约326亿美元,包括癌症领域286亿美元、无创产前诊断(NIPT)20亿美元、器官移植20亿美元。在众多应用场景中,液体活检在癌症领域的应用占据超过85%的市场份额,大约为150亿美元。液体活检,市场很大,风已来!
作者:莫寒   来源:贝壳社 

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