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前列腺癌的液体活检

2019-6-12| 编辑: 小桔灯网| 查看: 316| 评论: 0|来源: 小桔灯网丨作者:石头道科普

摘要: 什么是液体活检液体活检是相对于组织活检来说的,其最大的优点就是不用采取组织样本而从体液中检测肿瘤标志物,以尽量减少因组织活检带来的创伤和感染风险。液体活检技术主要包括游离循环肿瘤细胞(CTCs)检测、循环 ...

什么是液体活检

液体活检是相对于组织活检来说的,其最大的优点就是不用采取组织样本而从体液中检测肿瘤标志物,以尽量减少因组织活检带来的创伤和感染风险。液体活检技术主要包括游离循环肿瘤细胞(CTCs)检测、循环肿瘤DNA(ctDNA)检测、循环microRNA和外泌体等。CellSearch于2008年被FDA批准用于CTC计数,被批准用于乳腺癌前列腺癌结肠直肠癌患者。目前,医生使用CellSearch计算7.5毫升血液样本中的CTC数量,事实证明,这些计数对于三种癌症的预后和监测是有用处的。虽然循环肿瘤细胞的液体活检已被FDA验证并批准为各种类型癌症的有用预后方法,但其临床实施尚未普及


液体活检主要标志物

CTCs

循环肿瘤细胞(circulating tumor cells, CTCs)是游离于血液循环系统中的肿瘤细胞,来源于原发肿瘤组织,是肿瘤细胞转移的重要方式,也是肿瘤患者术后复发的重要原因,同时还是激发癌症致死机制的重要因素。CTC作为肿瘤细胞,不仅包含肿瘤的DNA信息,同时还包含基因组、蛋白质组等信息,是研究肿瘤组织信息的丰富来源。

CTCs检测第一个难题就是如何在血液中寻找并捕获CTCs。CTCs主要有下面几个特点:数量极少(血液中占约比为百万分之一);异质性严重(肿瘤的异质性导至CTCs的异质性,CTCs难以找到合适的表面识别簇)。

常用的捕获方法有物理法(依靠密度,大小等进行分离)和免疫法(利用细胞表面的蛋白不同进行免疫捕获,常用的蛋白有上皮细胞粘附因子,即EpCAM)。但都由于其异质性并不能完全捕获所有的CTCs。


ctDNA

循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA, ctDNA)指人体血液循环系统中不断流动的携带一定来自肿瘤基因组的DNA片段。ctDNA的主要来源包括:

1、来自坏死的肿瘤细胞

2、来自凋亡的肿瘤细胞

3、循环肿瘤细胞

4、来自肿瘤细胞分泌的外排体

ctDNA研究目前很火,有多火呢?就这两年光正刊(Nature和Science)就发了好多篇相关文章,前两天刚出来一篇新鲜的呢。

它们的原理是什么呢?cfDNA和ctDNA本质上都是从细胞中脱离进入血液循环的DNA片段。肿瘤变异通常会引起DNA发生变化(包括突变、缺少、插入、重排、拷贝数异常、甲基化等),于是我们只需要在血液中寻找是否有相关性比较好的变化能够与肿瘤形成特异性对应就好。常规使用的方法有:测序法PCR,但研究者常常开发出新的方法,如这篇文章的片段化信息

关于ctDNA在前列腺癌中的应用,严格来说我并没有查到较好的文献和产业研究。我认为最主要原因还是前列腺癌并没有明确的癌变机理导至没有较好的分子学机理去寻找相关的肿瘤基因组信息,希望大数据机器学习的应用能够发现一些较好的标志物或者判断方法吧。

随便说一句,cfDNA最成熟的应用在NIPT(无创产前基因检测),待有机会的时候再细细道来。


外泌体(Exosome)

外泌体(exosome)是细胞分泌出的小泡,小泡中包含蛋白质、信使RNA以及一些非编码RNA,是细胞之间沟通的载体,研究发现这些外泌体与肿瘤的发生、发展、转移以及抗药性具有一定的相关性。肿瘤细胞以这些小泡为载体帮助其逃过免疫系统的监视,这些小泡一方面给肿瘤细胞的转移指引方向,另一方面也创造适合肿瘤生长的微环境。

外泌体相对于CTCs最大的优势就是数量多,因此更容易富集。相对于ctDNA的优势就是稳定性好,能够保护包裹的核酸和蛋白质信息。外泌体携带的信息多样化,其中的蛋白质和核酸,均可用于癌症的早诊、复发监测、抗药性监测等相关方面的分析。

但是外泌体的研究尚处于临床早期,参与公司较少。


microRNA

严格来讲,传统的液体活检已经介绍完了,为什么把microRNA单独拿出来呢?主要是因为microRNA在前列腺癌早期诊断具有重要的意义,目前已经逐步被科研界所认识到。microRNA内源表达的非编码RNA,在翻译水平上负调节蛋白质编码基因的表达。越来越多的证据表明miRNA的异常表达参与了前列腺癌的发展,特别是在非雄激素依赖型前列腺癌的诊断有重要指导意义(关于什么是非雄激素依赖型前列腺癌可见之前的文章)。大多数研究的miRNA在前列腺癌中下调(例如miR-100、miR-221),但也存在一些表现出增加的表达的潜在致癌miRNA(例如miR-32、miR-26a、miR-let7i)。

关于microRNA的产业进展,我暂时没查询到相关企业,有知道的可以公众号留言告知,感谢。


CellSearch

CellSearch是强生qixiaVeridex公司开发的用于计数CTCs的平台,其基本原理有两点:利用免疫纳米磁珠修饰抗EpCAM来富集上皮来源的细胞;结合荧光染料的抗-CD45和抗-细胞角蛋白(CK)8/18/19与细胞核DAPI荧光染色试剂共同识别CTCs。首先,我们需要了解的是,目前的肿瘤大部分都是上皮瘤,而血液中很少存在上皮细胞。这是CellSearch的工作原理,但同时也是CellSearch最大的缺陷—无法检测不含有EpCAM的CTCs。这是因为两点:CTCs存在异质性,导至有些CTCs不表达EpCAM;有些正常上皮细胞也会脱落并在血液系统中流动。

CellSearch是全球第一个经过FDA批准用于恶性肿瘤管理的检测血液中循环肿瘤细胞的商业化产品。除了需要进行人工抽血并进行离心处理,大部分操作都在其自动化平台Celltracks上进行。关于CellSearch的详细介绍,可看下面的官方视频。

CTCs捕获其它公司(因其与目前介绍的主题前列腺癌相关不大,暂不做详细介绍):2016年4月 美国FDA批准了Epigenomics公司以血液为基础筛查大肠癌的Epi proColon技术。


国内CFDA主要批准了格诺思博、呵尔医疗和友芝友医疗三家国内企业和CellSearch、Gilupi。

  1. 叶酸受体细胞检测试剂盒(免疫磁珠负向筛选+靶向荧光定量PCR法) (格诺思博生物科技南通有限公司 国械注准20163400061)

  2. SPICM-DNA型全自动肿瘤细胞筛查分析系统 (武汉呵尔医疗科技发展有限公司 鄂食药监械(准)字2010第2700976号)

  3. 循环肿瘤细胞快速染色液 (武汉友芝友医疗科技有限公司 鄂汉食药监械(准)字2012第1400128号)

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