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液体活检瞄准尿液,非泌尿系统癌症也可检出,已有企业开始布局

2019-5-8| 编辑: 面气灵| 查看: 525| 评论: 0|来源: 动脉新医药丨作者:郝翰

摘要: 液体活检作为一种无创的检测方式,为日渐成熟的基因检测技术提供了优质的检测途径,同时引来了大量企业向与血液相关的液体活检方向布局。但实际上,液体活检可检测的生物流体范围很广。不仅是血液,脑脊髓液、唾液、 ...

液体活检作为一种无创的检测方式,为日渐成熟的基因检测技术提供了优质的检测途径,同时引来了大量企业向与血液相关的液体活检方向布局。


但实际上,液体活检可检测的生物流体范围很广。不仅是血液,脑脊髓液、唾液、尿液、腹水等都属于生物流体的范畴。这些生物流体中都可能包含有可靠的分子信息,能够帮助医疗人员对疾病的发生发展进行判断。

 

在这些选项中,尿液作为一种完全无创的生物流体类型,以其采集容易、采集量大、背景低等特点脱颖而出。尿液液体活检已经在多种泌尿系统疾病上有广泛应用,并且近几年的研究成果表明,尿液中还可以检测到非泌尿系统肿瘤释放出的ctDNA。


如今学术界正在对尿液中隐藏的信息进行进一步挖掘,国内外也都有企业开始向这个方向布局。虽然才刚刚起步,但是尿液液体活检正在成为分子诊断行业的关注中心之一。

 

完全无创的尿液液体活检


肿瘤是一种由于基因组和表观基因组的遗传变异累计到一定程度后产生的疾病。在过去的几十年中,人们已经对肿瘤进行了大量的研究,试图了解与肿瘤相关的基因突变。


对于肿瘤的基础研究揭示了其随时间推移产生的高度异质性和肿瘤进化,还包括治疗在这些过程中产生的影响。这些研究不仅凸显了肿瘤基因检测在癌症精准医疗中的重要性,还为靶向治疗提供了患者筛选的可能性。


早期研究仅限于从有创活检,手术切除,器官移植或尸检中获得的组织标本。现在的新技术让肿瘤基因研究可以使用相对无创的血液液体活检而无需基于组织样本的诊断工具。并且这些技术进步已经带来了临床中用于癌症管理的多种液体活检测试。

 

有部分DNA由于细胞凋亡或坏死流入循环系统。这些DNA被统称为cfDNA。来源于肿瘤细胞的cfDNA则被称为循环肿瘤DNA(ctDNA)。它可以成为肿瘤基因组的替代品,用于检测肿瘤基因组中携带的基因突变。在精准医学时代,ctDNA有望在诊断、靶向药物/精准医疗、肿瘤应答和复发监测、抗癌药物耐药性进展等方面发挥越来越大的作用。

 

尿液,作为泌尿系统和非泌尿系统疾病的报告分子来源,已经在临床中起到了重要作用。除泌尿系统疾病之外,糖尿病、高血压,甚至怀孕都可以通过尿液进行检测。分子生物标志物研究的进展表明,尿液中可以检测到ctDNA。这意味着尿液,作为一种血液之外的生物流体,也有能力通过检测循环中的肿瘤分子标记物为肿瘤诊疗提供帮助。


最近的发现已经确定,被释放到循环系统中的cfDNA可以通过肾脏被滤进尿液中。这些尿液cfDNA中包含有ctDNA,可以提供关于癌症DNA突变的可靠信息,很可能对癌症诊断和监测有所帮助。

 

人们已经对如何利用ctDNA进行癌症检测做了广泛的研究。通常,液体活检是指使用血液作为检测ctDNA的微创体液来源进行的检测。而现在,完全无创的尿液也可以作为一种新选项。


由于尿液与泌尿系统之间的直接联系,大量研究和综述一直集中在使用尿液进行膀胱癌和其他泌尿系统恶性肿瘤的液体活检。而事实上,尿液液体活检还可以用于检测非泌尿系统癌症。

 

在可用的体液中,血液肯定是检测ctDNA最直接的体液,对于血液液体活检的相关研究也最多。


然而,尿液检测作为真正的无创液体活检有其独特的优势:它比血液更容易收集,储存,处理和运输。


与血液相比,尿液的收集对患者完全没有任何影响,并且也不需要专业的医护人员;它可以进行大量采集,以解决尿液中某些ctDNA浓度较低的问题;与血清/血浆相比,尿液中的其他蛋白含量较低,使得DNA的分离过程更加容易;还有,尿液液体活检的将能够定期监测高风险人群,例如感染乙肝/丙肝病毒或肝硬化的人群,以尽早发现癌症迹象;最重要的是,尿液采集在家中就可以进行,随后运送到专业实验室进行测试,无需进行面对面的临床访问并且可以实现更频繁的监测。


总体而言,基于尿液的样本采集提供了许多血液之上的优势,最终可以提高患者对肿瘤早筛的依从性,并允许更频繁的监测以使患者获得更好的治疗和护理。

 

虽然已经不再新鲜,但是尿液液体活检还有更大的发展空间


我们平时体检过程中检查的尿常规就是尿液在医学检测的一种应用方式。其检测靶标局限在诸如尿蛋白、尿酸碱度等常规指标上。在精准医疗发展的大环境下,更多尿液中含有的分子靶标被分离出来并被用于更精准的疾病筛查。目前尿液液体活检已经被用于泌尿系统肿瘤,尤其是膀胱癌的筛查当中。

 

美国癌症学会把尿液液体活检作为膀胱癌筛查的首选方式列出,包括尿液分析,尿细胞学检测和尿液肿瘤标志物三种方式。在我国的《膀胱癌诊疗规范(2018年版)》中,也将尿液液体活检列为了膀胱癌的诊断方式之一。尿液液体活检通过对尿液进行细胞学检测或肿瘤标志物检测,来对受试者的患病情况进行分析和诊断。


但是目前的尿液肿瘤标志物由于特异性较低,还没在临床上广泛使用。我国的《诊疗规范》中仍把影像学检查列为膀胱癌的主要筛查方式。


图片来源:Surbhi Jain,Selena Y.Lin,et al.Urine-Based Liquid Biopsy for Nonurological Cancers.GENETIC TESTING AND MOLECULAR BIOMARKERS.23,4(2019).


2019年发表于《GENETIC TESTING AND MOLECULAR BIOMARKERS》上的一篇综述文章上,汇总了目前为止使用尿液液体活检检测非泌尿系统癌症的研究成果。


从表单中可以看到,自2000年至今已经有大量研究成果表明,使用PCR或ddPCR技术进行尿液液体活检,已经可以在尿液中检测到非泌尿系统癌症携带的基因突变。目前为止多数的研究成果都表现出较好的敏感性,并且检测结果与组织或基质的检测结果相比,一致性都在70%以上。


但是目前尿液液体活检的特异性还不够高,这可能会成为尿液液体活检未来发展中的瓶颈。

 

部分企业开始布局,检测方向各不相同


图:涉足尿液液体活检的部分企业信息

 

TrovaGene


位于美国加州的TrovaGene很早就开始进行尿液液体活检相关的研究。TrovaGene自行研发了尿液收集和核酸保存装置NextCollect。该装置可以延长尿液的保存时间,并提高尿液样本中ctDNA的分离效率。


2017年3月,TrovaGene推出了TrovaGene EGFR检测,该检测利用从尿液中分离出的ctDNA,检测非小细胞肺癌患者是否携带有EGFR突变。相关文献发表于2017年的《Lung Cancer》上。


2017年7月,诺禾致源在与TrovaGene达成协议,向TrovaGene购买NextCollect并将其用于国内的产品测试与研发工作。

 

在液体活检领域之外,TrovaGene还在进行药物研发工作。2017年3月,TrovaGene获得了意大利公司Nerviano Medical Sciences研发的onvosertib的全球开发和商业化权力。


onvosertib是癌症靶标PLK1的高选择性抑制剂,目前正在多癌种中进行临床试验。其中关于急性髓性白血病和转移性去势抵抗前列腺癌的临床研究已经进入了Ⅱ期阶段。

 

ExosomeDX


ExosomeDX是全球范围内外泌体检测行业的头部企业,qixia已经有多款基于外泌体的液体活检产品面世。


除检测产品之外,ExosomeDX还在积极研发外泌体提取试剂盒和分析仪器。其与Qiagen联合开发的血清/血浆外泌体RNA提取试剂盒已经被广泛的使用于有关外泌体的科研工作中,自主研发的Shakky外泌体蛋白分析平台则正提供给部分企业抢鲜体验。

 

ExosomeDX早在2016年9月就面市了一款前列腺癌的检测试剂盒,ExoDX Prostate(IntelliScore) (EPI)。该产品通过检测尿液中外泌体RNA的三个基因指标,结合专有算法,得出一个与前列腺癌危险程度相关的评分。


这一评分可以辅助医生对被检者是否患有前列腺癌进行判断。尿液在这一产品上的优势显得尤为突出。使用尿液进行前列腺癌症筛查可以有效规避前列腺活检可能引起的失禁、感染等并发症。

 

泛生子


国内也已经有部分公司开始向尿液活检方面布局。在国内的基因检测企业中,泛生子是少数涉足尿液活检的企业之一。泛生子目前已经推出了尿路上皮肿瘤风险基因检测产品,为具有血尿等症状、疑似罹患尿路上皮癌(膀胱癌/输尿管癌/肾盂癌)的患者提供辅助诊断依据。


根据泛生子官网上的信息,该产品可以通过尿液活检检测17个与尿路上皮癌相关的基因突变和1个基因的甲基化,阴性预测率高达99%,敏感度可达95%。

 

昂科生物


昂科生物成立于2010年,在2016年获得了道格资本1100万元的B轮融资。昂科生物目前的主要产品就是一款尿液外泌体检测试剂盒,用于检测慢性前列腺炎。昂科生物的试剂盒通过检测尿液中的前列腺小体外泄蛋白(PESP),来判断受试者是否患有慢性前列腺炎。由于患者尿液中的的PESP含量会比正常人的含量要高,所以通过试剂盒的检测可以很容易的判断受试者是否患有前列腺炎。

 

近年来,大量研究指向了尿液液体活检的远大前景。尿液液体活检已经被证明可以用于癌症早筛、复发、转移和疗效的监控。


此外,尿液cfDNA还有能力对患者的预后进行判断。而这点正是目前的临床检测手段所欠缺的。尽管与基于血液的液体活检相比,尿液液体活检具有许多优点,但尿液液体活检在非泌尿系统肿瘤中的应用仍有待进一步研究。


在未来的发展中,尿液分析也还需要更多的研究和更大的患者队列来建立更优质的分析算法。


总体而言,尿液活组织检查的无创特性为其带来了巨大的发展空间,使其有能力成为一种与血液活检同样高效的检测方式。如今已经有先头企业开始向这个方向布局,尿液液体活检将成为一种新选项,让更多人感受无创筛查的便利。

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