【佳學基因檢測】循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)在靶向藥物及腫瘤反復(fù)基因檢測中的應(yīng)用

腫瘤基因檢測導(dǎo)讀：

癌癥是全球第二大死因，嚴重影響患者的生活質(zhì)量。腫瘤的診斷技術(shù)主要包括腫瘤生物標志物檢測、器械檢查和組織活檢。隨著基因解碼技術(shù)在腫瘤風險、癌癥的發(fā)病原因以及腫瘤反復(fù)檢測中的應(yīng)用，以循環(huán)腫瘤DNA (ctDNA)為代表的液體生物技術(shù)，憑借其、正確、高特異性和高敏感性等優(yōu)點，逐漸取代了傳統(tǒng)技術(shù)。循環(huán)腫瘤DNA (ctDNA)可能通過腫瘤細胞壞死、凋亡、循環(huán)外泌體分泌等方式傳播到整個循環(huán)系統(tǒng)中，攜帶腫瘤的特性改變，如突變、甲基化、微衛(wèi)星不穩(wěn)定性、基因重排等?！堆h(huán)腫瘤DNA(循環(huán)腫瘤DNA (ctDNA))在靶向藥物及腫瘤反復(fù)基因檢測中的應(yīng)用》以循環(huán)腫瘤DNA (ctDNA)的突變和甲基化為對象，介紹了循環(huán)腫瘤DNA (ctDNA)分析前的準備過程，以及兩種基因水平改變的檢測方法，包括從PCR衍生出的一系列富集檢測技術(shù)、基于測序的檢測技術(shù)，以及結(jié)合新材料的綜合檢測技術(shù)。此外，還總結(jié)了循環(huán)腫瘤DNA (ctDNA)在癌癥各發(fā)展階段的作用，如早期篩查、診斷、分子分型、預(yù)后預(yù)測、反復(fù)監(jiān)測和藥物指導(dǎo)等?？偟膩碚f，循環(huán)腫瘤DNA (ctDNA)是一個理想的生物標志物，可以揭示腫瘤發(fā)展的全過程的應(yīng)用信息。

腫瘤基因檢測關(guān)鍵詞

癌癥，循環(huán)腫瘤DNA (ctDNA)，檢測技術(shù)，預(yù)后，藥物指導(dǎo)

佳學基因?qū)δ[瘤基因檢測現(xiàn)狀及發(fā)展的分析

癌癥是疾病診斷與治療的主要關(guān)注點，并且在中國是僅次于心臟病的第二大死亡原因，2019年導(dǎo)致了近1800000例死亡。隨著對癌癥的深入研究，許多基因解碼人員提出癌癥是一種生態(tài)失調(diào)，不是與外界毫無關(guān)系的孤島。炎癥和傷口受傷可能通過改變腫瘤微環(huán)境，如血管、單核細胞和巨噬細胞、基底膜、纖維細胞和肌纖維細胞，促進腫瘤的發(fā)展。一個有趣的研究還提出，人類癌癥是一個與生態(tài)和演化的統(tǒng)一有關(guān)的多維度的病理生態(tài)系統(tǒng)，其中癌細胞不能獨自發(fā)展，而是在時間和空間中與基質(zhì)細胞不斷相互作用和共同演化，這在腫瘤轉(zhuǎn)移中表現(xiàn)得尤為明顯。基因解碼關(guān)于癌癥的發(fā)生提出一個“土壤和種子”的學說。根據(jù)“土壤和種子”理論，循環(huán)腫瘤細胞可以在有利的環(huán)境中定植在轉(zhuǎn)移部位，例如由好氧糖酵解產(chǎn)生的酸性局部環(huán)境以及由免疫抑制引發(fā)的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化重編程，促進腫瘤炎癥，血管生成等。因此，腫瘤治療不僅局限于腫瘤本身。從混亂的生態(tài)變化開始，可能帶來創(chuàng)新和有效的治療方法，帶來意想不到的治療效果。同樣地，腫瘤的檢測也不應(yīng)局限于腫瘤本身。檢測腫瘤微環(huán)境的變化可能也具有獨特的檢測價值，例如上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化標志物（E-鈣粘蛋白，N-鈣粘蛋白和泡泡蛋白）。

從1990年到2019年，由于早期診斷、手術(shù)技術(shù)和靶向療法的發(fā)展，癌癥的整體發(fā)病率和整體死亡率呈穩(wěn)定下降趨勢。例如，血清前列腺特異性抗原測試推動了65歲及以上男性中無癥狀疾病的檢測，減少了前列腺癌患者的死亡率。癌癥檢測在篩查、干預(yù)和靶向療法中起著極其重要的作用，從而提高患者的生活質(zhì)量。由于資金的大量投入和技術(shù)的不斷進步，該領(lǐng)域出現(xiàn)了大量早期檢測技術(shù)。傳統(tǒng)的檢測技術(shù)包括經(jīng)典的生物標志物、影像學和組織活檢。生物標志物在臨床中具有高靈敏度；然而，它們的低特異性一直是一個障礙。此外，有些生物標志物的濃度非常低，無法通過適當?shù)姆椒z測[。各種影像技術(shù)加快了癌癥的診斷。為了獲得更正確的結(jié)果，通常會結(jié)合不同的方法，如病理檢查和磁共振成像（MRI），而假陽性率和低效率是需要解決的問題。例如，在乳腺密度高的患者中，乳房X線攝影的發(fā)現(xiàn)不明顯，這主要歸因于低效率。組織活檢一直是癌癥診斷的金標準，但其侵襲性限制了其應(yīng)用。此外，組織活檢會導(dǎo)致患者不適，并且由于無法檢查全范圍的腫瘤樣本，無法解決腫瘤異質(zhì)性的問題。目前的檢測技術(shù)成就可喜。宮頸癌檢測技術(shù)（細胞學、醋酸視覺檢查和主要針對高風險HPV DNA的分子測試）和結(jié)直腸癌篩查技術(shù)（隱血試驗、乙狀結(jié)腸鏡檢查）在臨床實踐中廣泛應(yīng)用，并具有良好的篩查效果。然而，乳腺癌篩查技術(shù)（乳房X線攝影、超聲和磁共振成像），前列腺癌標記物檢測（前列腺特異性抗原，PSA），和肝細胞癌標記物檢測（甲胎蛋白，AFP）存在高假陽性率和有限的敏感性，胃癌檢測技術(shù)（胃鏡）患者依從性差，不足以解決臨床困難。因此，未來幾年應(yīng)該探索更有效的方法。

近年來，液體活檢因其、及時和全面的特性，受到了許多研究者的青睞。它們是癌癥的新興檢測技術(shù)，包含循環(huán)腫瘤細胞（CTCs）；循環(huán)腫瘤DNA (循環(huán)腫瘤DNA (ctDNA))；循環(huán)細胞外RNA (cfRNA)，包括小RNA和mRNA；循環(huán)細胞外載體，包括外泌體、蛋白質(zhì)和代謝物；腫瘤教育的血小板，這些幾乎都是從外周血和其他容易獲得的生物液體中獲得的，如糞便、尿液、唾液、腹水、腦脊液和胸腔積液。循環(huán)腫瘤細胞（CTCs是存在于外周血中的一種腫瘤細胞，被認為是與腫瘤反復(fù)和預(yù)后相關(guān)的標記。佳學基因發(fā)現(xiàn)，在NCDB隊列的1697例乳腺癌患者中，有399例（23.5%）可以檢測到循環(huán)腫瘤細胞（CTCs，在SUCCESS隊列的1681例患者中，有294例（19.4%）可以檢測到循環(huán)腫瘤細胞（CTCs。在NCDB和SUCCESS隊列中，CTC陽性的早期患者在保乳手術(shù)后接受放療，顯示出較長的局部反復(fù)無病生存、無病生存和總生存。然而，對于CTC陰性或CTC陽性的乳腺癌患者，總生存與乳腺切除術(shù)后的放療無關(guān)。此外，發(fā)現(xiàn)CTC計數(shù)是支持預(yù)后信息的正確方法。在抗雄激素的前列腺癌中，治療期間的CTC動態(tài)從5-50，顯示出改善的總生存，并被評估為臨床結(jié)果的中期終點。循環(huán)腫瘤細胞（CTCs從腫瘤起源在癌癥轉(zhuǎn)移中起著重要作用的原因是，循環(huán)腫瘤細胞（CTCs在淋巴管和血管中循環(huán)，通過上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)變擴散和植入遠離器官。此外，CTC簇的轉(zhuǎn)移效率比單個CTC高23-50倍。李等人[20]開發(fā)了癌癥膜包裹地高辛（DIG）和阿霉素（DOX）共包裹PLGA納米粒（CPDDs），顯著地靶向并正確地分散CTC簇。此外，CPDDs可以抑制上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)變的過程，從而實現(xiàn)有效的抗轉(zhuǎn)移臨床結(jié)果。cfRNA也是一個有價值的癌癥標記物。腫瘤基因解碼基因檢測從有癌癥和無癌癥個體的血漿中篩選出腫瘤特異性cfRNA生物標記物，稱為暗通道生物標記（DCB）基因。肺癌有特異性的DCB，如SLC34A2、GABRG1、ROS1、AGR2、GNAT3、SFTPA2、MUC5B、SFTA3、SMIM22、CXCL17、BPIFA1和WFDC2，以及乳腺癌，如CSN1S1、FABP7、OPN1SW、SCGB2A2、LALBA、CASP14、KLK5和WFDC2。出乎意料的是，在某些癌癥亞型中有少量差異表達的DCB基因。DCB基因FABP7在激素受體陽性乳腺癌患者的cfRNA中下調(diào)，在三陰性乳腺癌患者中上調(diào)。此外，檢測DCB基因的能力與血漿的腫瘤分數(shù)有關(guān)，這表明cfRNA可能是各種癌癥和癌癥亞型的可檢測生物標記物。然而，在復(fù)雜的血液環(huán)境中正確捕獲真實循環(huán)腫瘤細胞（CTCs的策略和RNA的降解是臨床應(yīng)用的主要障礙，對檢測結(jié)果的有效性和正確性提出了巨大挑戰(zhàn)。

重要的是，循環(huán)腫瘤DNA (ctDNA)是液體活檢的基石。循環(huán)腫瘤DNA (ctDNA)通過凋亡、壞死和腫瘤細胞的主動釋放進入血流。因此，它反映了腫瘤特性的相關(guān)變化，如基因突變、基因重排、表觀遺傳變化、微衛(wèi)星不穩(wěn)定性（MSI）和雜合性喪失。此外，循環(huán)腫瘤DNA (ctDNA)的半衰期短，大約為2小時，由70-200個堿基對組成。因此，循環(huán)腫瘤DNA (ctDNA)能夠及時反映癌癥的進展。大量的研究者研究了循環(huán)腫瘤DNA (ctDNA)在癌癥診斷、治療、監(jiān)測和預(yù)后中的應(yīng)用。然而，循環(huán)腫瘤DNA (ctDNA)在血漿中的濃度較低，約為10 ng/mL，占全部cfDNA的0.01%-0.1%，甚至更少。因此，盡管許多研究已經(jīng)展示了循環(huán)腫瘤DNA (ctDNA)在癌癥早期篩查中的潛力，但其對早期癌癥的敏感性和特異性仍然存在爭議。在肺癌中，循環(huán)腫瘤DNA (ctDNA)的敏感性和特異性分別為30%-50%和80%-90%。在結(jié)直腸癌中，敏感性和特異性分別為42%-71%和90%。在乳腺癌中，敏感性和特異性分別為50%-75%和90%。因此，需要采用更靈敏和正確的循環(huán)腫瘤DNA (ctDNA)檢測技術(shù)，以提高循環(huán)腫瘤DNA (ctDNA)在癌癥早期篩查中的應(yīng)用價值?？偟膩碚f，液體活檢在癌癥檢測領(lǐng)域提供了新的思路和機會。通過進一步的研究，腫瘤靶向藥物基因解碼基因檢測有望克服目前的挑戰(zhàn)，并發(fā)現(xiàn)更有效的癌癥篩查和治療方法。
 

腫瘤基因檢測總結(jié)

循環(huán)腫瘤DNA (ctDNA)是源自腫瘤細胞的小DNA片段，其中包含了腫瘤相關(guān)的基因組信息，如突變、甲基化、微衛(wèi)星不穩(wěn)定性等。它是實時監(jiān)測腫瘤發(fā)展的理想生物標志物。佳學基因通過《循環(huán)腫瘤DNA(循環(huán)腫瘤DNA (ctDNA))在靶向藥物及腫瘤反復(fù)基因檢測中的應(yīng)用》回顧了循環(huán)腫瘤DNA (ctDNA)的不同來源，如血液、尿液、非常見的腦脊液、腹水等。在循環(huán)腫瘤DNA (ctDNA)中賊頻繁的突變和甲基化檢測方法，如賊常用的高通量測序和創(chuàng)新方法，結(jié)合近年來的新材料，如CRISPR-Cas系統(tǒng)、石墨烯等。賊后得出，循環(huán)腫瘤DNA (ctDNA)在腫瘤發(fā)展的各個階段（早期篩查、診斷、分子分型、指導(dǎo)用藥、預(yù)后、反復(fù)監(jiān)測）都有全面正確的應(yīng)用價值。