Medical Research

根据全国疾病监测系统的结果，肿瘤导致的死亡占所有死亡人数的比例接近1/4，仅次于心脑血管疾病。在肿瘤的早期诊断中，受限于样本数量及取样频率，同时取样有时会造成创伤，容易错过最佳治疗时机。此外，原代肿瘤细胞在进化过程中形成的肿瘤异质性及易转移性导致肿瘤的诊断治疗难上加难。在转移的过程中，医生无法准确的捕捉具有时空特异性的肿瘤，被认为是当前癌症治疗失败的主要原因。早诊断早治疗，实时监控，靶向用药，及个体化诊断是提高肿瘤远期生存率，降低死亡率的关键。因此，很多研究机构和医生，都希望有一种“液体活检”的方法，在不同时间和空间维度上解决这一问题。而循环肿瘤DNA（ctDNA）检测则是这一问题目前最佳的解决方案。
人体血液循环系统中，含有不断流动的携带一定特征（包括突变，缺失，插入，重排，拷贝数异常，甲基化等）的，来自肿瘤基因组的DNA片段。这些DNA片段来源于四个部分：
1、坏死的肿瘤细胞；
2、凋亡的肿瘤细胞；
3、循环肿瘤细胞；
4、肿瘤细胞分泌的外排体。
自1977年人类发现ctDNA以来，对其的研究就从未中断过。在1994年，研究人员首次鉴定了来源于肿瘤的含有癌症标志性突变的DNA。加上ctDNA的无创性和易获得性，在其中发现的肿瘤标志物，被认为可以用于检测肿瘤早期诊断，进展过程，预后判断及个性化用药指导。
ctDNA用于肿瘤诊断相较于传统诊断手段具有诸多优势：
1、无创，无损，实时，多次；
2、当不能获得肿瘤组织信息时，可以开展“液体活检”；
3、假阳性率低，灵敏度高，准确度高，可用于肿瘤的早期诊断；
4、能够对肿瘤的演化和适应性改变进行监控；
5、能够对肿瘤病人的治疗效果进行实时监控（尤其在追踪肿瘤转归、转移和复发等方面），并进行个性化的治疗方案指导（如个性化靶向药物用药，个性化治疗等）。
ctDNA用于肿瘤诊断的优势也在很多临床实验中得到了证实。
以非小细胞肺癌为例。
在过去十年中，对非小细胞肺癌（NSCLC）的理解发生了重要的变化。现在证实，NSCLC具有不同的分子亚型。现在医生认为，针对NSCLC的个性化治疗，应该是利用这些分子亚型匹配相对应的靶向疗法。表皮生长因子（EGFR）突变和ALK易位被认为是NSCLC治疗最有效的靶点。但是EGFR和ALK的突变数量是多种多样的，并且我们检测到的突变类型还在不断地增加。因此，现代科学家们利用基于NGS的ctDNA技术，从患者血液中可以获得ROS1，BRAF，KRAS，HER2-，c-MET，RET，PIK3CA，FGFR1和DDR2的突变信息，从而利用这些突变信息为患者选择合适的靶向疗法。2014年Nature-scientific report是权威综述：综合2006-2013年关于血清/血浆游离核酸检测EGFR突变的大量临床研究，认为游离核酸用于EGFR突变检测具有充足的临床诊断准确性，是用于非小细胞肺癌病人检测的一种有意义的方法。
另外，再以乳腺癌为例。
乳腺癌转移确诊后，患者已经很少能够彻底治愈。但是现在，我们可以利用含有肿瘤染色体异质性的ctDNA来对乳腺癌进行检测。在H Saal教授的研究中，他们对20例早期确诊的原发性乳腺癌患者进行了监测和长期随访。通过NGS和液体数字PCR联合使用的方法，他们能够覆盖很多低信号的全基因组测序结果，并且首次发现，在手术后，ctDNA监测是高度精确的，其成功监测预示了93%的复发病人以及100%的没有复发的病人。基于ctDNA的监测中，转移患者的平均生存期是11个月，而在患者的长期不进展期的时候，是没有检测到ctDNA的。因此，ctDNA能够预测不良生存期。这些发现表明，我们可以利用ctDNA来监测早期乳腺癌患者的转移情况，并帮助修改治疗方案，避免过度治疗。
综合来看，ctDNA在转移性肿瘤监测，肿瘤突变类型的检测等方面，都具有高精度，高灵敏度，高特异性的优点。加上该技术的无创性和简便性，其在肿瘤治疗中，预后，肿瘤精准疗法等方面，为临床治疗和护理带来一次质的飞跃。我们相信随着技术的进步，肿瘤的治疗会逐步走向精准化。