ctDNA在腫瘤液體活檢中的研究進展及臨床應用

肖穎 霍忠超

摘要：液體活檢是一種基于血液中循環腫瘤DNA （ctDNA）、循環腫瘤細胞（CTC）及外泌體等物質的腫瘤基因狀態的微創檢測。盡管微創性和實時檢測性是液體活檢的有力特征，但是血漿中少量的ctDNA仍然是檢測的難題。但近年來數字PCR和下一代測序技術的發展提高了液體活檢的準確性。盡管許多液體活檢技術正在積極研究中，但相對較少的檢測技術已被證明可以作為腫瘤液體活檢的診斷替代物，以及作為預測生物標記物來指導臨床治療。由于液體活檢具有微創性、樣本獲取簡單、重復性高、可實時檢測性的優勢，未來將成為腫瘤檢測的主要手段。

關鍵詞：循環腫瘤DNA;ctDNA;液體活檢;腫瘤;癌癥

【中圖分類號】R4???????????? 【文獻標識碼】A???????????? 【文章編號】2107-2306（2021）15--01

1.背景

在過去的幾年中，一種被稱為“液體活檢”的新診斷概念已經引起了人們的極大關注[1，2]。液體活檢是一種有前景的微創基因檢測，用于檢查血液中循環腫瘤細胞（CTC）、循環腫瘤DNA（ctDNA）及外泌體等，它們幾乎從所有體液如血液、尿液、胸水、腹水中可以獲得。 液體活組織檢查收集身體中非固體生物組織的樣本例如血液，用于不同的分析。其他幾種體液也可用于特定的液體活檢應用，例如用于中樞神經系統腫瘤的腦脊液（CSF），用于頭頸腫瘤的唾液，用于胸部和轉移性癌癥的胸水，用于腹部和轉移性癌癥的腹水，糞便用于胃腸道癌癥和尿液用于泌尿道癌。循環腫瘤細胞（CTC）和循環腫瘤DNA（ctDNA）是液體活檢的基石。在這篇綜述中，介紹了ctDNA在腫瘤液體活檢中的研究進展及其在臨床中的應用。

2.液體活檢中ctDNA優勢

血液中ctDNA的遺傳學分析是液體活檢的主要目標，除了ctDNA，主要還有CTC。然而，CTC的數量被認為非常低（109個細胞中約只有1個），表明細胞分離和基因表達分析很困難。最近的研究報道，CTC的檢測準確度及靈敏度遠低于ctDNA。KRAS突變檢測的研究表明，通過ctDNA和CTC分析檢測癌癥的敏感性分別為96%和52%。在轉移性癌癥患者中，ctDNA檢測的靈敏度為87.2%。此外，對ctDNA和CTC陽性的癌癥患者的分析顯示，每5 mL血液樣本中ctDNA突變DNA片段比CTC多50倍。因此ctDNA是液體活檢的最佳目標。

血液中ctDNA片段比CTC豐富，可以從原發性腫瘤、CTC、微轉移或明顯轉移灶中分離出來。治療后ctDNA的存在可高度預測癌癥的復發，并且由于循環DNA的高轉換率以及能夠快速評估腫瘤突變的基因組學變化、識別表觀遺傳學變化和外觀的能力，因此有助于監測正在進行的腫瘤變化。

3.ctDNA液體活檢的臨床應用

3.1 分子靶向藥物的選擇

分子靶向藥物的選擇基于靶基因的分型。一個具有代表性的例子是：篩選表皮生長因子受體（EGFR）突變基因以確定靶向藥物的選擇。根據Mok等人的研究，液體活檢檢測EGFR突變的主要驅動力是奧希替尼（osimertinib，第三代EGFR-TKI），Osimertinib用于治療EGFR-TKI治療后的T790M陽性非小細胞肺癌。因此該方法需要在復檢中進行T790M突變試驗，由于再次活檢是有創的，所以可用無創性的液體活檢替代它。

3.2 殘留癌復發預測的檢測

手術后通過液體活檢長期監測ctDNA有助于早期發現殘留癌的復發。在一項對55名乳腺癌患者進行的研究中，手術后ctDNA陽性組的復發率比ctDNA陰性組高4倍。Spindler等報道：ctDNA比其他現有的標記物或圖像分析方法提前11個月檢測到腫瘤復發。Diehl等提出ctDNA在術后環境中比廣泛使用的腫瘤標志物CEA更有助于預測復發。從理論上講，通過ctDNA早期發現殘留癌有助于根除腫瘤或復發。相信不久的將來，ctDNA方法將在復發監測中廣泛運用。

3.3 在癌癥治療和監測中的作用

接受手術和治療的癌癥患者其腫瘤細胞的進化和復發是很常見的。在癌癥患者中發現的一個現象是，在治療期間DNA的數量減少，在手術切除實體瘤后無法檢測到。在大多數癌癥復發的病例中，ctDNA的檢測量增加，并提供了早期預警，這在肺癌和乳腺癌的發病率中也得到了類似的觀察。在一項研究中，使用ctDNA、CA15-3和影像學對轉移性乳腺癌的治療中腫瘤進展進行了比較分析。雖然后兩種方法是監測乳腺癌治療的臨床金標準，但ctDNA水平與腫瘤負荷動態相關，在大約40-50%的婦女中，ctDNA的評估對早期治療有意義。在肺癌患者，治療效率的監測通過ctDNA anti-EGFR突變的分析以及成像（PET）之間建立ctDNA相關性水平和變化，從而顯示其癌癥復發的早期識別能力。因此，ctDNA的評估可作為實時監測治療反應的生物標志物，且患者癌癥的復發可因早期發現而實現快速醫療干預。

3.4癌癥的早期診斷

使用ctDNA檢測的早期癌癥檢測代表了一個具有重大臨床意義的新興領域。 由于突變ctDNA僅以低濃度存在于早期疾病患者中，因此需要用高度敏感的測定方法進行評估。在幾項研究中已經建立了腫瘤分期與可檢測的ctDNA水平之間的相關性，其中在82%-100%的IV期腫瘤患者和47%的I期腫瘤患者中檢測到ctDNA 。液體活檢的對象之一是無癥狀個體的早期癌癥診斷。母體血液中胎兒ctDNA的成功檢測以及非整倍體產前基因分型的成功，為該技術用于早期癌癥檢測奠定了基礎。

4.結論

腫瘤使其細胞和核酸脫落進入血液，精確醫學的最新進展為研究人員提供了獨特的機會，可以通過簡單的血液樣本盡早發現癌癥并監測治療效果。從液體活檢中獲得的結果類似于在組織活檢過程中檢索到的信息，其顯著優勢是創傷性更小且提供信息的速度更快。隨著科學家和臨床醫生的致力開發、完善和建立液體活檢的更多臨床應用及研究一直在繼續擴大，液體活檢有望為臨床醫生提供機會，使他們能夠在患者出現癥狀之前發現癌癥，并在治療期間和之后更準確地定制癌癥治療方法。最近在世界范圍內進行了許多液體活檢研究，因為它是一種有力的微創腫瘤基因分型技術，可以彌補侵入性組織活檢缺陷，相信不久的將來液體活檢將廣泛應用于腫瘤臨床中。

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作者簡介：肖穎（1989-10），女，籍貫湖南，在讀研究生，主要研究腫瘤的放射治療及綜合治療。