摘要：Sarkar 等人是来自印度加尔各答的生物技术和微生物学领域的研究人员，专注于液体活检技术在癌症治疗中的研究。近期，他们的科研团队在Clinical and Translational Discovery杂志上发表了一篇题为《液体活检：一种基于生物标志物的癌症
Sarkar 等人是来自印度加尔各答的生物技术和微生物学领域的研究人员，专注于液体活检技术在癌症治疗中的研究。近期，他们的科研团队在Clinical and Translational Discovery杂志上发表了一篇题为《液体活检：一种基于生物标志物的癌症革命性诊断技术》的文章。 该论文对液体活检在癌症诊断和治疗中的应用进行了详尽分析，并探讨了液体活检作为一种先进技术，通过非侵入性采集患者体液（如血液、尿液、唾液等）来分析多种癌症生物标志物，以达到检测肿瘤进展及指导个性化治疗的目的。
癌症比其他任何疾病都更受到全球科学家和医学专业人士的关注。尽管过去几十年医学领域取得了很大进步，但在找到癌症解决方案的道路上进展甚微。近年来，随着侵入性技术在癌症治疗中的应用逐渐减少，科学家们提出了微创或无创的替代方法，液体活检技术作为其中的佼佼者，正逐渐成为临床实践的重要工具。这项技术通过分析血液、尿液等体液中的循环肿瘤DNA（ctDNA）、循环肿瘤细胞（CTCs）等生物标志物，提供了一种非侵入性、实时监测癌症的方法。相比传统的组织活检，液体活检不仅减少了对患者的伤害，还能为肺癌、乳腺癌、前列腺癌等多种癌症的早期诊断和个性化治疗提供宝贵的信息。
一、液体活检的标志物
在本文中，作者及其团队详细介绍了液体活检中用于癌症检测和监测的具体标志物类型，包括循环游离DNA（cfDNA）、循环肿瘤DNA（ctDNA）、非编码RNA（如miRNA和lncRNA）、蛋白质、外泌体（exosomes）和循环肿瘤细胞（CTCs），及这些标志物的生物学特征、临床意义和检测方法。
其中，ctDNA的检测由于可以提供肿瘤的遗传和表观遗传信息被重点关注，因为它来源于肿瘤细胞的DNA片段，这些片段在肿瘤细胞增殖、坏死或凋亡后被释放到血液中，从而反映肿瘤的分子特征。研究表明 ctDNA水平的动态变化可反映治疗进展或疾病复发，这与肿瘤分期密切相关，且可通过识别特定突变、甲基化模式等进一步细化诊断。
除此之外，外泌体被认为是液体活检的重要工具，它是一类携带肿瘤来源的蛋白质（如肿瘤相关酶）、DNA和RNA等分子信息的微小囊泡，能够调节肿瘤微环境。文中特别指出外泌体中携带的miRNA和lncRNA是癌症发生、进展及转移的重要标志物。比如，外泌体中的特定miRNA如miR-21和lncRNA如HOTTIP等可以提供关于肿瘤基因组和微环境的实时信息。miR-21是一种在多种癌症中高度表达的微小RNA（miRNA），它通过靶向抑制肿瘤抑制基因（如PTEN）的表达来促进肿瘤生长、侵袭和转移。检测miR-21的水平能够反映肿瘤细胞基因表达调控的异常，进而揭示肿瘤基因组的不稳定性。lncRNA HOTTIP通过分泌在外泌体中，可作为细胞间通讯的“信使”，将转移潜力相关信号传递至周围细胞。这种跨细胞传递可以帮助识别肿瘤的潜在转移能力和调控机制，揭示肿瘤在微环境。
二、液体活检的检测方法
本文中也具体介绍了几种关键的检测方法，包括聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction, PCR）、下一代测序（Next-Generation Sequencing, NGS）、酶联免疫吸附试验（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay, ELISA）、微阵列技术以及荧光原位杂交（Fluorescence In Situ Hybridization, FISH）和质谱分析（Mass Spectrometry）。其中，PCR尤其用于检测cfDNA和ctDNA中的特定基因突变，通过扩增基因序列以提高检测的灵敏度。实时PCR技术还可量化DNA片段的丰度，是cfDNA和ctDNA的常用检测手段。NGS技术则能够快速、全面地分析样本中的基因突变信息，为癌症患者的个体化治疗提供全面的分子数据支撑。NGS不仅可以检测基因组中的单核苷酸变异（Single Nucleotide Variants, SNVs），还可识别插入和缺失突变（Insertions and Deletions, indels）以及结构变异。论文指出，NGS的广泛应用有助于理解肿瘤的分子特征，精准预测患者对药物的反应。
三、液体活检的临床应用
液体活检用于分析各种体液中的核酸、亚细胞成分和循环肿瘤细胞，以诊断癌症。通过分析多个样本，液体活检还可以用于评估患者癌症药物的疗效。文章详细探讨了液体活检在临床癌症管理中的贡献。以乳腺癌为例，液体活检能够通过检测PD-L1、循环肿瘤细胞等标志物来指导免疫治疗。PD-L1的表达在乳腺癌患者中可反映肿瘤微环境的免疫状态，通过分析PD-L1在CTCs上的水平，液体活检有助于筛选适合免疫检查点抑制剂（Checkpoint Inhibitors）治疗的患者。此外，ctDNA水平的变化可以实时反映疗效：研究发现，ctDNA水平降低与治疗效果良好相关，而水平升高则提示疾病可能进展或复发。CTCs的检测也使用了多种先进技术，例如CellSearch™系统（唯一获得FDA批准的CTC检测方法），利用免疫磁珠分离CTCs，并结合抗体染色以提高特异性。
此外，论文还详细介绍了液体活检在胃肠道癌症（如结直肠癌、胃癌和胰腺癌）中的作用。以结直肠癌为例，检测血液或尿液中的miRNA和lncRNA已证明其诊断和预测疾病进展的有效性。具体来讲，miR-21和miR-1246水平升高与结直肠癌的恶化有关，而lncRNA如HOTTIP、FRLnc1则被认为与胃肠道癌症的发展和化疗抵抗相关。外泌体中的蛋白质标志物（如GPC-1）在胰腺癌的检测中表现出显著的灵敏度。论文中提到，分析尿液或血液中的这些标志物可在癌症的早期检测中发挥重要作用，尤其在传统组织活检难以实现的病例中。
四、液体活检的展望
液体活检正逐渐成为标准护理方法，因为它可以用于那些无法进行实体肿瘤活检的样本。多样化的取样程序（如收集尿液检测尿路上皮癌、膀胱癌或前列腺癌，抽血检测其他类型癌症）使液体活检成为癌症诊断的最佳方法之一。
然而作者指出，液体活检技术的灵敏度和特异性仍有待提高，特别是低浓度标志物（如ctDNA、CTCs）的检测面临挑战。并且，液体活检在多中心临床试验中标准化流程的缺乏也限制了其应用推广。论文建议，未来应将机器学习和人工智能技术引入标志物数据分析，以提高对癌症异质性的理解和预测能力。机器学习技术可以辅助分析复杂的多标志物数据，为癌症筛查和精准治疗提供新方法。论文最后总结，随着NGS、微流控技术等的进步，液体活检有望在未来成为癌症个体化医疗的重要工具，不仅用于监测癌症的动态变化，还可在癌症早期筛查中发挥关键作用。
Reference：
Sarkar, S., et al. (2024). Liquid biopsy: A revolutionary diagnostic technique for cancer based on biomarkers. Clinical and Translational Discovery, 1(1), 1-12.
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来源：Yonic
