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早在1000年以前，阿拉伯醫(yī)生Abulcasis（1013-1017）就發(fā)明了活檢技術(shù)。活檢的好處是醫(yī)生可以根據(jù)病灶組織學(xué)結(jié)構(gòu)對病情做出判斷。隨著近幾年測序技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)生可以對患者組織測序進(jìn)而給出更加精確的診斷結(jié)果。

但隨著對腫瘤研究的深入，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在癌癥的診斷和治療過程中組織活檢技術(shù)有一定的局限性。主要表現(xiàn)為：腫瘤具有異質(zhì)性，對于癌細(xì)胞已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)移的患者而言，僅僅取某個部位的腫瘤組織，并不能反映患者的整體情況，但對所有的腫瘤組織都取樣檢測又不切實際；某些患者自身的情況決定了他不適合做組織活檢；受到手術(shù)的擾動之后，有些腫瘤有加速轉(zhuǎn)移的風(fēng)險；組織活檢的滯后性對患者的治療也是不利的。因此對于癌癥的診斷和檢測技術(shù)有更高的要求。

液體活檢技術(shù)的出現(xiàn)，解決了上述的問題，也提前了癌癥的診斷時間。這也是液體活檢技術(shù)被《麻省理工大學(xué)科技評論》評選為“2015年十大突破技術(shù)”的原因。

作為體外診斷的一個分支，液體活檢就是通過血液或者尿液等對癌癥等疾病做出診斷。其優(yōu)勢在于能通過非侵入性取樣降低活檢的危害，而且有效延長患者生存期，性價比高。目前液體活檢的主要檢測物包括檢測血液中游離的循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTCs），循環(huán)腫瘤DNA（ctDNA）碎片，循環(huán)RNA（Circulating RNA）和外泌體（攜帶有細(xì)胞來源相關(guān)的多種蛋白質(zhì)，脂類，DNA，RNA等）。其中，ctDNA，RNA和外泌體是腫瘤細(xì)胞自身分泌或死亡時釋放的物質(zhì)。

下面我們對液體活檢檢測物及研究進(jìn)展做簡要的介紹。

液體活檢主要檢測物

循環(huán)腫瘤細(xì)胞(Circulating Tumor Cells， CTCs)

1869年，澳大利亞籍醫(yī)生Ashworth首次提出循環(huán)腫瘤細(xì)胞（Circulating Tumor Cells，CTCs）的概念。1976年，Nowell將CTCs的定義修正為來源于原發(fā)腫瘤或轉(zhuǎn)移腫瘤，獲得脫離基底膜的能力并通過組織基質(zhì)進(jìn)入血管的腫瘤細(xì)胞。目前，CTCs是指存在于外周血中的各類腫瘤細(xì)胞的統(tǒng)稱。CTCs以不同形態(tài)存在于外周血中，既有游離的單個CTCs，也有聚集成團(tuán)的細(xì)胞團(tuán)（CTM，Circulating Tumor Microemboli），腫瘤細(xì)胞在進(jìn)入外周血循環(huán)的過程中會發(fā)生上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)變（Epithelial Mesenchymal Transition，EMT）。

CTCs轉(zhuǎn)移過程中必經(jīng)階段：

CTCs通過從腫瘤組織中脫落游走至血管，穿過血管進(jìn)入血循環(huán)，克服自身及血循環(huán)中各種因素的殺傷作用，到最后定植形成新的轉(zhuǎn)移灶等多個生理步驟，使得CTCs可順利侵襲轉(zhuǎn)移從而促進(jìn)相關(guān)疾病的進(jìn)展。

CTCs的檢測：

對CTCs檢測包含細(xì)胞富集和細(xì)胞檢測兩部分，可以進(jìn)行不同的組合，形成不同的技術(shù)。最常見的富集方法是抗體介導(dǎo)或物理方法富集，接下來進(jìn)行免疫組織化學(xué)計數(shù)或遺傳分析。

A行顯示了磁珠-抗體富集方法；B行顯示了物理富集方法；C行顯示了最常用的細(xì)胞檢測方法。

血漿游離腫瘤DNA('Cell-Free' Circulating Tumor DNA，ctDNA)

ctDNA（circulating tumor DNA）即循環(huán)腫瘤DNA是人體血液循環(huán)系統(tǒng)中不斷流動的攜帶一定特征（包括突變，缺少，插入，重排，拷貝數(shù)異常，甲基化等）來自腫瘤基因的DNA片段。一般來源于壞死或凋亡的腫瘤細(xì)胞，循環(huán)腫瘤細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞分泌的外排體，但是在了解ctDNA之前，我們要知道另一個與之相關(guān)的概念—cfDNA。

cfDNA（cell-free DNA），或者叫血漿游離DNA，是血漿中游離存在的DNA，它們有的來自于正常細(xì)胞，有的來自于異常細(xì)胞（如腫瘤細(xì)胞），還有部分來自于我們外部（如病毒DNA）。

ctDNA的檢測：

數(shù)字PCR

將一個標(biāo)準(zhǔn)PCR反應(yīng)分配到大量微小的反應(yīng)器中，在每個反應(yīng)器中包含或不包含一個或多個拷貝的目標(biāo)分子( DNA模板) ，實現(xiàn)“單分子模板PCR擴(kuò)增”，擴(kuò)增結(jié)束后，通過陽性反應(yīng)器的數(shù)目“數(shù)出”目標(biāo)序列的拷貝數(shù)。

BEAMing技術(shù)

結(jié)合數(shù)字PCR與流式技術(shù)，利用特異性PCR引物擴(kuò)增目標(biāo)突變區(qū)后，與磁珠（磁珠上固定有特異的PCR 引物）混合進(jìn)行油包水單分子擴(kuò)增反應(yīng)。反乳化作用后，利用不同顏色的熒光探針結(jié)合磁珠上的PCR產(chǎn)物，發(fā)出紅色或綠色熒光，再利用流式細(xì)胞儀分析磁珠顏色來確定突變情況。

液體活檢的研究進(jìn)展

液體活檢—治愈癌癥的可靠保障

近日，哈佛醫(yī)學(xué)院丹娜法伯癌癥研究院領(lǐng)導(dǎo)合作研究小組成功證實了液體活檢技術(shù)作為臨床工具識別特定病人的可行性。這種簡單液體活檢技術(shù)可快速且精準(zhǔn)地檢測導(dǎo)致非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)的兩種關(guān)鍵基因致病突變，進(jìn)而幫助臨床醫(yī)生為病人制定針對上述兩種突變的化療藥單，提高非小細(xì)胞肺癌的臨床治療水平。“我們認(rèn)為血漿基因分型在臨床測試中具有不可估量的應(yīng)用潛力，這種癌癥常規(guī)基因印記的快速與無創(chuàng)篩查可以避免對傳統(tǒng)侵入性的活組織檢查的挑戰(zhàn)。”丹娜法伯/布列根女性醫(yī)院肺癌專家Geoffrey Oxnard博士說。（原文：Prospective Validation of Rapid Plasma Genotyping for the Detection of EGFR and KRAS Mutations in Advanced Lung Cancer）

Sci Transl Med：“液體活檢”可捕捉癌性突變

新國際著名雜志Science Translational Medicine在線刊登的一項新的研究報告中指出，一種新的基因測序技術(shù)可能比用傳統(tǒng)的腫瘤活檢技術(shù)檢測癌性突變更安全及廉價。這種叫做"TAm-Seq"的技術(shù)可通過收集血漿中循環(huán)DNA片段，放大與癌癥相關(guān)的DNA部分并深入挖掘基因序列來發(fā)現(xiàn)那些難以辨認(rèn)的突變。Tim Forshew及其同事分析了來自一組晚期卵巢癌病人的腫瘤樣本并發(fā)現(xiàn)，有67%的病人帶有腫瘤抑制基因TP53的突變。

Cell：新型血檢技術(shù)或可擴(kuò)大液體活檢的范圍

發(fā)表在Cell上的一篇報道中，華盛頓大學(xué)的科學(xué)家表示他們開發(fā)了一種新方法可以克服當(dāng)前液體活檢技術(shù)的局限性，從而幫助鑒別哪些類型的細(xì)胞可以產(chǎn)生游離DNA；這種方法依賴于對個體機(jī)體中游離DNA的片段譜系的分析并將這種譜系信息同細(xì)胞多種死亡生理條件進(jìn)行對比，可以擴(kuò)大液體活檢的檢測范圍。

液體活檢技術(shù)使得癌癥早期階段的篩查成為可能，無論是腫瘤診斷，治療還是監(jiān)控領(lǐng)域，液體活檢的優(yōu)勢都使其成為最具發(fā)展?jié)摿Φ哪[瘤無創(chuàng)診斷手段，具有極高的臨床應(yīng)用價值和市場前景。（生物谷 Bioon.com）