什么是液体活检?精准医疗的未来工具

在过去的几年里，液体活检技术已经迅速成熟，发展到足以彻底改变癌症患者管理的地步。

组织活检——长期以来的标准治疗——可能是侵入性的，痛苦的，甚至在许多情况下是有风险的，液体活检是一个受欢迎的选择。对许多患者来说，仅仅听到“活检”这个词就会引发对疼痛或不便的担忧，而且往往是痛苦地等待结果。

液体活检可在10天或更短时间内提供结果，创伤性小，可重复，在由于肿瘤位置、多重转移或其他健康状况而无法进行组织活检的情况下，液体活检是一个极好的选择。不仅如此，液体活检提供了一个全面的组织轮廓，而不仅仅是局部的，这是标准组织活检的局限性之一。另一方面，液体活检检测仍然不如观察组织准确。但随着这项技术的不断发展，它的灵敏度越来越高，还有很多值得兴奋的事情。

我们是怎么走到这一步的?

20多年前，国际人类基因组测序联盟向世界宣布了一个分水岭。完整的人类基因组草图终于被测序出来。

我们后来了解到，它不是很完整，大约有8%的地图没有绘制。

2021年夏天，一个由99名研究人员组成的团队宣布他们成功了成功地找到了缺失的基因组片段．他们制作了第一个真正完整的30.55亿碱基对(bp)人类基因组序列，这是自首次发布以来对人类参考基因组的最大改进。我们现在有了一个全面的路线图，可以进一步发现人类基因的功能方式，有时也会出现故障。

支撑所有这些巨大飞跃的关键技术之一是下一代测序(NGS)，它基本上为研究人员提供了访问、分析和了解个人基因组的手段。在某种程度上，下一代测序是一项寻找异常的调查，它极大地提高了我们对导致疾病发展和进展的潜在基因组改变和生物学途径的理解。

精准医疗之路:跟随基因组

精密医学源于一个简单的想法，即疾病，如癌症，在不同的人身上“表现”不同。我们都是独特基因和环境的产物——即，先天和后天的炼金术般的相互作用。

精准医学着眼于如何具体 基因改变 (基因突变)可能会影响一个人患某种癌症的风险，或者，如果他们已经患有癌症，他们的基因(或癌细胞中的基因)可能会影响治疗。

对一个人的基因或癌细胞中的基因了解得越多，他们的治疗就越精确、个性化和有效。精准肿瘤学致力于确保癌症患者在正确的时间接受正确的治疗，以最小的不良后果和最大的疗效。

癌症的高昂代价

癌症是世界范围内疾病的主要原因，也是延长预期寿命的障碍。根据世界卫生组织(世卫组织)最近的估计，在183个国家中的112个国家中，癌症现在是70岁前死亡的第一或第二大主要原因。2018年，六分之一的死亡是癌症造成的。每年有1700万新确诊病例，预计每年将增加到2750万新病例到2040年．考虑到人口老龄化、压力、营养不良、环境毒素和现代社会生活方式的其他潜在负面后果对健康的累积影响等宏观趋势，这些数字可能是保守的。在世界各地，特别是在美国，医疗保健系统处于巨大的压力之下高成本带来的经济压力与癌症和其他慢性疾病作斗争。

精密肿瘤学

在人类和经济方面，精准肿瘤学都有很大的希望，可以扭转这些惊人的数字。患者/提供者层面的总体目标是提供以特定个人遗传信息为指导的个性化护理。在更广泛的医疗生态系统层面，精准肿瘤学将有助于优先提供有效治疗，同时最大限度地减少无效治疗的支出。

通过个体化开云体育首页 通过基因分析、其他分子和细胞生物学技术以及成像程序，根据每个患者独特的健康状况变化，临床医生和医疗保健提供者可以获得更精确的诊断并量身定制治疗方案，避免代价高昂的反复试验。

癌症是一种异常活跃的疾病。随着癌症的进展，肿瘤通常变得更加异构，由更多不同的细胞组成，这些细胞具有一系列分子特征和对治疗的不同敏感性。这种可变性——异质性——铸就了癌症抵抗治疗的盔甲;它也不局限于不同患者之间的差异，也会发生在单个患者内部。

虽然第一个基因组引导的精准肿瘤治疗依赖于从肿瘤组织样本中获取的分子数据，但这些组织活检的侵入性可能会限制重复使用，从而限制了对癌症进化的了解。

液体活检则超越了这一限制，因为血液(或其他体液，如唾液、尿液、精液、眼泪甚至粪便)可以反复采样。此外，液体活检比基于组织的活检侵入性小得多，可防止出血、感染和疼痛等并发症。来自液体活检的数据可以用来代替或与传统的外科活检一起使用。

结合“组学”技术和人工智能(AI)增强分析的改进，液体活检为指导个人癌症治疗提供了更深入的见解，同时也是更广泛的癌症进化的有价值的监测。

液体活检:手术活检的另一种选择

液体活检是对血液样本(或其他体液)进行的测试，用于检查肿瘤脱落的生物标志物，如癌细胞或肿瘤DNA片段。细胞过程导致游离DNA (cfDNA)释放到血液中。一般来说，正常个体每毫升血浆中含有3到9纳克(ng)的cfDNA。

在晚期癌症患者中，cfDNA的数量增加了10倍。此外，可以收集肿瘤特异性cfDNA，并提供关于肿瘤性质的实时信息，使肿瘤学家能够定制治疗和监测治疗。类似地，外泌体是由含有高度稳定的RNA和DNA的细胞自然释放的。已知肿瘤细胞比健康细胞释放更多的外泌体。外泌体不仅可以指示癌症，还可以指示炎症和神经退行性变等其他疾病过程。

用于检测的方法有下一代测序(NGS)、数字聚合酶链反应(dPCR)、实时聚合酶链反应(qPCR)、质谱和高甲基化检测。

液体活检的好处

目前的下一代测序技术的特异性约为80%，敏感性接近100%，可以早期发现癌症。肿瘤的早期发现至关重要。尚未转移的癌症可以通过手术切除或使用比疾病晚期更温和的药物治疗方案，极大地提高早期发现癌症患者的存活率。

液体活检的微创性质和高特异性和敏感性使该技术非常适合筛查有患癌症风险的人群。此外，液体活检可用于确定手术、化疗或放疗后的成功。常规的液体活检可能会成为监测有复发风险的人的普遍做法。

FDA批准-验证和动力

2020年8月，FDA批准了首个下一代基于系统的液体活检产品，Guardant360 CDx．Guardant Health, Inc.的伴随诊断测试只需要简单的抽血就可以确定可能受益于Tagrisso®的非小细胞肺癌(NSCLC)患者。Guardant测试也获得了批准，可以检测多种肿瘤类型的55种其他癌症基因。值得注意的是，Guardant360 CDx是第一个在一次诊断测试中结合下一代测序(NGS)和液体活检技术以指导治疗决策的批准。

此外，2020年8月26日，FDA批准了一种液体活检测试FoundationOne它通过分析血液样本来确定哪些患者可能受益于特定的前列腺和肺癌药物。FoundationOne的配套诊断测试着眼于任何实体癌症患者的300多个癌症相关基因的基因组变化。然后报告结果，确定这些变化并将其与fda批准的治疗方法相匹配。在美国，该测试适用于符合条件的医疗保险和医疗保险优先受益人的所有实体肿瘤。

在这个令人兴奋的领域，势头是显著的。Guardant, FoundationOne和其他公司继续与制药公司合作，扩大这些伴随诊断测试的批准菜单，进一步促进和加速精准治疗的发展。

液体活检的挑战和局限性

然而，在实现液体活检在癌症患者中的全面临床应用之前，仍然存在一些重要的考虑因素，包括分析物浓度的潜在可变性、测序错误、分析敏感性和检测挑战的限制。

下一代测序过程很复杂，涉及多个步骤，如DNA提取、文库制备、质量控制和生物信息学分析。这些测试是通过在其经过验证和验证的实验室中开发的测定方法进行的。从样品采集到检测结果的周期为一到两周。对于一些患者来说，即使是这么短的时间也可能是至关重要的。几天，更不用说几周了，对于一个患有潜在危及生命的严重疾病的人来说，这是一段很长的时间。因此，当肿瘤学家有一个明确的假设并知道要测试什么突变时，就会使用PCR技术。在所有其他情况下，必须使用NGS。

下一代系统和临床试验中的液体活检

作为一种能够最大限度地提高洞察力和效率的工具，液体活检技术对临床试验管理者具有巨大的价值。生物标志物驱动的肿瘤学研究和开发正在丰富基于肿瘤分子特征的新靶向药物的研究。一份2019年的报告，与个性化医疗联盟(PMC)确定，2018年55%的肿瘤试验涉及生物标志物的使用，而2000年这一比例为15%。

一项简单的血液测试可以识别出具有兴趣突变的研究参与者，以纳入试验。在整个研究过程中，液体活检可用于更好地评估肿瘤内的动态分子变化，并确定候选药物的作用方式是否与研究假设一致。

癌症治疗前景光明

生物标记物的使用预计将深刻影响癌症治疗的未来，在从药物开发到疾病管理的每个阶段指导研究人员和医生。除了在临床试验中的应用，行业内的一些不同的改进正在发生，有望在肿瘤学中更广泛和更一致地使用下一代基于系统的液体活检。

虽然测序的成本不断降低，但其占地面积的要求也在不断降低，比如更小的测序仪可以将工作流程集成到单个设备中。这缩短了患者和实验室之间的距离，缩短了周转时间。与此同时，单一检测的改进检测(因此可以识别更多的基因和潜在突变)将进一步深入了解肿瘤。

在宏观上，人口水平的尺度上，这些非侵入性检测的简单性和日益普遍的流行性支持了一个急剧扩大的数据集。利用这些见解与人工智能增强的生物信息算法一起，可以不断增加对疾病状态的见解，从而提供更精确和更明智的路线图，帮助指导护理人员为患者提供更个性化的治疗。

下一代测序技术和液体活检技术有望在对抗癌症的战斗中打出关键的组合拳——在降低成本的同时改善结果。随着基因组学和肿瘤学领域的发展诊断随着技术的不断发展，捷普公司很自豪能够站在这些令人兴奋的发展的前沿，致力于为我们的客户提供将创新的新型液体活检产品推向市场的能力。