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液体活检将是精确医学中的重点!
Feb 8th, 2017

文章转载自恒瑞源正


在2017年1月18日的《自然 综述》的《胃病与肝病》子刊上,液体活检学术领军人物Klaus Pantel 和 Catherine Alix-Panabières教授就2016年液体活检的进展状况进行了年度回顾。


Klaus Pantel 和 Catherine Alix-Panabières 在综述中提到:“液体活检”这一概念最早可追溯到6年前,专门用以描述基于血液检测的循环肿瘤细胞(CTC)。而后“液体活检”这一概念不断扩大化,目前用以形容与肿瘤检测相关的循环肿瘤DNA(ctDNA),microRNA,微泡(外泌体),甚至血小板等多项技术。


在癌症患者中穿刺活检的困难导致了“液体活检”这一概念的兴起,液体活检只需抽出一管血,即可检测患者肿瘤的情况。在刚刚过去的2016年,循环肿瘤细胞(CTC)和ctDNA这两项技术在肿瘤的液体活检领域,特别是消化道癌领域有重大突破。


目前液体活检的专家共识包括

CTC和ctDNA的分析是互补的

液体活检用于预后分析是可靠的

可能作为肿瘤分期的依据

监测化疗或其他治疗是可行的

未来方向是基于CTC和ctDNA的分子表征用于精准治疗


液体活检的主要用途

•早期检测癌症(诊断)

•确定转移性复发的风险(预后)

•鉴定治疗靶标

•分层治疗决策

•实时监测治疗

•检测抗性机制

•早期检测转移性复发


2016液体活检领域主要进展

•结直肠癌中的基因组异质性与获得性与靶向药物的耐药性相关

•结肠癌手术后ctDNA持续性与复发的风险增加相关

•循环肿瘤细胞(CTC)的动态监测评估晚期胃癌的治疗功效

•具有转移能力的结肠CTC(CTC-MCC-41)显示了与能量代谢,DNA修复和干细胞性相关的关键基因上调的特异性转录程序


肿瘤异质性是癌症的标志,因此基于血液的分析比单一组织检测更为有意


Russo等人在2016年发表的一项关于结肠直肠癌(CRC)中的EGFR阻断的研究中显示,基因组异质性与靶向药物的获得性耐药性有关。作者表示,液体活检可以与放射性成像整合,以监测个别致癌基因的改变对病变特异性的影响。而在一项ctDNA的研究中,同一患者中单独的肿瘤损伤通过液体活检可检测出不同的突变。因此,单一病变活检的分析可能不足以指导随后的靶向治疗的选择。


大多数关于ctDNA的文献来源于晚期疾病阶段的患者的分析,其ctDNA的含量比早期阶段高得多。在癌症患者中,通过监测手术后外周血的最小残留疾病的检测已经成为下一个前沿课题。


在这种情况下,Tie等人描述了在患有II期CRC的患者中的ctDNA监测的发现。目前难以确定哪些肿瘤将复发并且难以鉴定那些患者可以在手术后将从辅助化疗中获益。


Tie等人分析了来自230名手术后的II期结肠癌患者的1,046个血浆样本,表明ctDNA可以在手术后持续存在于患者的血液中。最重要的是,这种持续性与复发的风险增加相关。在手术时检测到的CTC已经报道了具有II期CRC的患者的类似预后价值。

液体活检另一个重要临床应用是疗效的早期评价。Li等人对136例晚期胃癌患者进行了前瞻性评估,使用FDA批准的CellSearch系统(Janssen Diagnostics,USA)在基线和6周化疗后计数CTC。这项研究的结果发表于2016年,显示治疗后CTC水平(每7.5ml血液≥3CTC)与不良治疗结果相关。


CTC被定义为晚期胃癌患者中无进展生存期和总生存期降低的独立生物标志物预测因子。这项研究表明CTC的动态监测可以用来评估晚期胃癌的治疗功效,CTC计数随时间的这些变化可能有助于快速识别无效治疗。


在2016年,Alix-Panabières等人确定了结肠CTC细胞系与原发性肿瘤和转移部位的癌细胞系之间的分子差异。


结果清楚地表明CTC具有非常特异性的转录程序。有趣的是,在CTC-MCC-41细胞中唯一上调的1,624个转录物中,观察到与能量代谢,DNA修复和干细胞性相关的关键基因。这些数据为新的生物标志物的发现提供了依据,用以鉴定具有干细胞特性的最具侵袭性的CTC亚群。 


总之,CTC和ctDNA分析是互补的。2016年发表的研究已经表明液体活检可以预测潜在可治愈疾病和患者的预后,并且可以提供肿瘤分期的新依据。通过纵向测量CTC或ctDNA监测化疗或其他靶向治疗是可行的。


基于CTC和ctDNA的检测和分子表征的治疗分层的介入研究已经开始,液体活检将是精确医学中的重点。应该进一步探索和验证新的液体活检分析物(例如,无细胞微小RNA,外泌体或血小板)。


作为一种非侵入性的诊断技术,液体活检以循环肿瘤DNA(ctDNA)、循环肿瘤细胞(CTC)及外泌体作为癌症诊断的生物标志物。可用于癌症早期诊断,也可用于监测治疗效果或者预测癌症是否会复发。基于获取样本的便利性,液体活检还能帮助专家理解肿瘤在不同时间内发生的分子变化。


根据应用领域,液体活检市场可分为癌症药物开发、仪器设备的研制、肿瘤基因变化的检测以及cfDNA等。从应用终端来划分,液体活检市场可细分为制药公司、医院/诊所、检测实验室、科研院所等。


近期,MARKET RESEARCH FUTURE发布了《Liquid Biopsy Market Research Report- Global Forecast to 2022》。该报告预测,2016年至2022年,全球液体活检市场将以21.6%的复合年增长率增长。成本效益和消费者偏好的改变,推动了这个市场的发展。

根据治疗领域,液体活检市场可分为膀胱癌、肺癌、脑癌、黑色素瘤、乳腺癌以及其他癌症。从应用来看,脑癌拥有最大的市场份额,其次到肺癌和膀胱癌。


全球液体活检的主流商有Myriad Genetics,F. Hoffmann-La Roche Ltd,QIAGEN,Biocept Inc.,Trovagene Inc,Genomic Health,RainDance Technologies Inc,Bio-Rad Laboratories Inc.,Janssen Global Services LLC等。


该报告还指出,北美拥有最大的液体活检市场,其次为欧洲,并且北美和欧洲预计会存在激烈的竞争。在全球范围内,亚太地区液体活检市场的增长速度将最快,这主要得益于新兴经济体如中国、印度、日本以及印度尼西亚的发展。


根据火石创造的统计,液体活检的专利获批数增长迅速。临床研究数量也呈上升趋势。2016年国内相关的临床实验已达到66例,说明在基础科研领域,液体活检技术日益受到重视。


作为一种非侵入性的诊断技术,液体活检以循环肿瘤DNA(ctDNA)、循环肿瘤细胞(CTC)及外泌体作为癌症诊断的生物标志物。去年,银河证券发布的报告预计,ctDNA的早期诊断和复发监控技术有望5年内成熟;基于CTC的用药指导和治疗检测意义巨大,有望在5-10年成熟;外泌体技术前景乐观。


在国内,基于基因检测的液态活检项目进入临床需要通过双重监管,但目前没有任何一家肿瘤基因测序的产品拿到了监管许可证,从整体来看,行业发展仍处于早期阶段。


参考资料:

1.Liquid Biopsy Market Information, by Therapeutic Area (Bladder Cancer, Lung Cancer, Brain Cancer, Melanoma, Breast Cancer, Non-Hodgkin Lymphoma), by Application (Cancer Drug Development, Device Development, Detection of Genetic Alterations in Tumors, cfDNA), by End Users (Pharmaceutical Companies, Hospital/Clinics, Reference Laboratories, Research Institutes and Others) - Forecast to 2022


2.Liquid Biopsy Market is Predicted to Grow at a CAGR of 21.6% from 2016 to 2022