每年,無數人的生命被癌癥奪走。如果能在癌癥早期階段就做出準確的診斷,將幫助患者贏得更多的治療時間,“液體活檢”技術應運而生。液體活檢即通過檢查各種體液,來檢測癌癥和監測疾病進展。近日,多項液體活檢技術取得突破。
來自紀念斯隆·凱特琳癌癥中心和威爾·康奈爾醫學研究所的研究團隊在《細胞》發文稱,由腫瘤和免疫細胞釋放的細胞外囊泡和顆粒(EVP),攜帶可靠的生物標志物,可用于早期診斷多種癌癥,并確定癌癥的類型。
無獨有偶,《柳葉刀—胃腸病學和肝病學》也報到了一項在研血液檢測技術NIS4,這種無創診斷方法可用于識別合并代謝風險因素的高危非酒精性脂肪性肝炎(NASH),有助于減少低危患者不必要的肝臟活檢。
隨著技術的不斷進步,不久的將來,液體活檢有望讓更多癌癥患者免受“活檢”的痛苦,把癌癥扼殺在萌芽之中。不過,就目前來看,液體活檢徹底替代組織活檢,仍需時日。
發現全新生物標志物
“癌癥的形成是個長期的過程,在細胞剛剛發生癌變但卻還沒有形成癌灶之前,就會在體液中產生一些游離的‘破壞分子’。”南京大學生命科學學院教授朱海亮告訴《中國科學報》,液體活檢通過非侵入性取樣,如血液、唾液、尿液等,利用高通量測序技術、過濾、捕獲或富集體內腫瘤細胞的基因組信息,從而找出癌癥的蛛絲馬跡。
目前,液體活檢的四種主要腫瘤來源的生物標志物分別是循環腫瘤細胞(CTCs)、循環腫瘤DNA(ctDNA)、外泌體和循環RNA。威爾·康奈爾醫學研究所教授David Lyden團隊則另辟蹊徑,不是分析DNA片段,而是側重于檢查EVP中包含的各種蛋白質。
EVP是細胞分泌的小顆粒,大小只有納米級別。它們像快遞包裹一樣,外層有膜,里面可以裝RNA、DNA、蛋白質、代謝產物和脂質等活性分子。這些小包裹可以介導細胞間信號傳導,調節基質組織,甚至調節炎癥和免疫反應,還可以穿越血腦屏障,并以高度的特異性被“吞”入細胞。
“一小管血液中就含有數十億EVP,這意味著,癌癥患者有大量的癌癥相關EVP可供臨床醫生用來診斷。”David Lyden表示,腫瘤在生長、轉移的過程中都會釋放EVP,并以這種方式通知身體的其他部位做好迎接癌細胞的準備。因此,理論上通過檢查不同EVP的內容物,可以推斷出癌癥的信息。
同樣,生物制藥公司GENFIT研發的NIS4技術,則篩選出4個獨立且能形成最佳整體診斷性能的生物標志物——miR-34a -5p,與脂肪變性/炎癥/肝細胞氣球樣變有關;alpha-2巨球蛋白,肝纖維化標志物;YKL-40,肝纖維化標志物;糖化血紅蛋白(HbA1c),代謝/胰島素抵抗標志物。
研究人員稱,NIS4技術在這4個標志物綜合分析的基礎上,無需再結合年齡、性別、體重指數(BMI)或轉氨酶濃度這些指標進行評估,就可以識別合并代謝風險因素的高危NASH患者。
在接受《中國科學報》采訪時,廈門市第五醫院檢驗科主任張軍能評價道,NIS4涵蓋的四個指標可檢測肝細胞的變性、炎癥、氣球樣變、肝纖維化程度等非酒精性脂肪肝病變的重要病癥,同時又能指示胰島素抵抗這個NASH發病的核心元素。因此,NIS4的四個指標既能提示核心發病因素的存在,又能指明疾病重要病癥的存在,對NASH具有很好的診斷意義。
目前還不能替代“活檢”
與傳統的穿刺組織活檢相比,液體活檢具有諸多不可比擬的優勢。
朱海亮指出,第一是精準,該技術可以直接獲得腫瘤基因組信息,同時用于指導后續靶向治療;第二是全面連續,避免腫瘤異質性帶來的取樣局限;第三是無創方便、重復性好,不僅降低了活檢導致的不良反應,還可以多次取材;第四是多種基因聯合篩查可以提高特異度和敏感度;第五是實時判斷療效,能夠隨腫瘤的發展態勢及時調整治療方案。
不過,這并不意味著,液體活檢就能夠完全取代組織活檢。張軍能以NIS4技術診斷NASH為例稱,從NASH的識別來說,靈敏度至關重要,而從研究的驗證結果可知,NIS4技術對NASH的實際高危者,靈敏度只有50.7%。對于高危人群,這個靈敏度嚴重不能滿足臨床要求;對實際非高危者其靈敏度為81.5%,即使有提高,但此種情況下仍然還不足于替代活檢。
除此之外,從NASH的診斷要點而言,其診斷需評估肝脂肪變、肝細胞損傷、炎癥壞死和纖維化程度、肝脂肪變、氣球樣變等病癥的必要條件,而這些條件評估是目前NIS4所不能實現的。
張軍能表示,組織活檢雖然具有創傷和并發癥的風險,存在因取樣誤差導致診斷結果的偏差,以及病理檢測者的經驗差異導致結果不同等缺點,但是活檢至今仍是診斷NASH的金標準,也是唯一金標準,可準確評估肝脂肪變、肝細胞損傷、炎癥壞死和纖維化程度、肝脂肪變、氣球樣變等診斷NASH的必備條件。
江蘇省腫瘤醫院臨床腫瘤實驗中心主任吳建中也曾表示,目前,在腫瘤的篩查方面血液檢查主要是檢測血液中的腫瘤標志物。采用此類方法做癌癥早診,要考慮特異性和靈敏度,而且檢測結果只能作為輔助診斷的指標,疾病的判斷還需經過一系列相對應的輔助檢查,最終確診是依靠病理診斷。
此外,液體活檢還面臨著其他挑戰,如DNA片段太小、半衰期短、來自正常DNA污染的風險,以及隨著治療效果顯現,腫瘤DNA比例會大幅度下降等等。多位專家表示,臨床中液體活檢還沒有形成金標準,因此還不能完全代替組織活檢。
仍處于探索與驗證階段
雖然液體活檢的開發前景很大,但整個產業仍然處于科研探索與驗證的階段,在臨床實踐中還需要注意很多問題。
朱海亮指出,液體活檢首先缺乏統一的技術方案,不同的檢測技術會導致不同的結果。其次,數據的處理在數量級跨度大的情況下仍須謹慎,人為誤差可能會被放大許多成為統計錯誤。最后,醫學倫理層面也值得注意,尚不成熟的醫學技術應用于臨床也勢必會遭到抵觸。
目前,肝臟疾病中已經開展了多項血液學檢測技術,張軍能對記者介紹,除了常規的ALT、AST、GGT等生化指標用于肝臟疾病的篩查,已在肝臟疾病中開展并得到臨床認可、指南推薦的血液檢測技術還包括:甲胎蛋白(AFP)、甲胎蛋白異質體比例(AFP-L3%)和異常凝血酶原(DCP)三者的聯合檢測用于早期肝癌的篩查,以提高檢出率;高爾基體蛋白73(GP-73)用于肝纖維化的檢測,輔助具有肝損傷肝癌的早期檢測;殼多糖酶3樣蛋白1(CHI3L1)用于早期肝纖維化的檢測等。
不過,張軍能稱,檢測試劑本身的靈敏度和特異度問題;檢測儀器的性能以及與試劑的匹配性;標本的采集、保存以及標本中是否存在干擾等標本因素,也都有可能導致這些血液檢測存在假陽性或假陰性。
對于《柳葉刀—胃腸病學和肝病學》報道的NIS4技術,張軍能覺得,由于NASH具有早期NASH、纖維化性NASH等階段,除了NIS4技術的靈敏度、特異度等性能有待優化之外,該技術若能識別NASH的不同階段可能會更符合臨床需求。
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