液体活检的八大应用，不仅是产前诊断

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液体活检（liquid biopsy），这个词最近好热。在MIT Technology Review杂志评选出的2015年度十大突破技术中，基于液体活检的癌症快速检测就有上榜。几年前，这种方法还仅限于科研应用，但现在它更加频繁地应用于临床。近日，Technology Review杂志就介绍了液体活检技术的八大应用。
  液体活检，其实是利用高速测序仪来测定人体血液中漂浮的DNA片段。当一个人的体内有外源的DNA时，比如婴儿、肿瘤或移植器官，这种检测就能提供信息。液体活检让科学家能够仅仅通过抽血，而定位、研究和监控这些闯入者，而它的应用也在迅速扩展。
  唐氏综合征
  到目前为止，液体活检的主要商业应用是在怀孕期间。从2011年开始，一些公司陆续推出了“无创产前检测（NIPT）”，通过分析母亲血液来检测唐氏综合征。该检测通常是对DNA片段进行计数，以确定胎儿是否含有过多或过少的染色体。唐氏综合征是由21号染色体的额外拷贝引起的。
  目前有多家公司提供检测，包括中国的贝瑞和康，美国的Natera、Sequenom和Verinata。据统计，每年开展的NIPT检测超过100万例。不过，若要确认唐氏综合征的诊断结果，仍需要进行羊膜穿刺或绒毛膜取样。由于NIPT能很好地排除问题，侵入性检测的数量近年来直线下降。最近四年，美国开展羊膜穿刺的数量减少了80%。
  罕见出生缺陷
  NIPT不仅能揭示额外染色体的信息，也能让你深入了解胎儿基因组。它们能定位小块DNA的缺失，也就是微缺失（microdeletion），这会引起罕见疾病，如猫叫综合症（cri-du-chat syndrome）。一些公司已经或即将开始提供微缺失疾病的检测。不过这些疾病非常罕见，故假阳性率很高。这是因为该技术的错误率和疾病的发生率接近（~1/20,000）。
  即便如此，从胎儿DNA中获得更多信息，似乎是大势所趋。斯坦福的研究人员发现，他们能对母亲血液中的胎儿完整基因组进行测序。目前，液体活检的另一个研究方向是如何发现DNA差异，以及单个碱基的突变，它们引起了单基因疾病，如囊性纤维化和地中海贫血。
  性别鉴定
  如果你是一名孕妇，而你的血液中有Y染色体的片段，那么它就是一个男孩。反之，它就是一个女孩。性别鉴定是液体活检最简单的用途之一，不过这在中国是不被允许的。目前，一些公司已经开始出售相关的试剂盒。
  亲子鉴定
  检测公司Natera及其合作伙伴提供一种液体活检，可确定胎儿的父亲。这项检测可在怀孕9周时进行，费用为795美元。在此之前，对胎儿做亲子鉴定必须要等到怀孕15周。不过，检测时还需要提供所有可能父亲的血液样本。
  癌症治疗
  去年，Guardant Health和Personal Genome Diagnostics等公司开始出售检测，能够通过血液中发现的突变DNA片段，建立癌症的遗传图谱。这种“诊断和治疗”的检测可以用来确定哪些药物适用于患者，因为癌症是由特定突变引起的，它们对某些药物有很好的响应。
  另外，由于血液中肿瘤DNA的量与肿瘤的大小和阶段大致成比例，这种检测也可用来判断手术或药物治疗的效果。对于组织活检难以进行的疾病，如肺癌，液体活检特别有用。
  癌症预测
  未来，液体活检的一大应用将是在任何症状出现之前发现癌症。研究已经表明，血液检测能在看到肿瘤之前检测到它。这种筛查检测目前仍在开发阶段，可能还需要数年的研究。Natera表示，它正在开发这种检测，以便在长期吸烟者和有家族风险的女性中发现早期癌症。香港中文大学的卢煜明教授也在开发液体活检技术，以便在早期检测肝癌及其他癌症。
  器官移植
  肾脏、心脏或肝脏的移植，也可以被视为基因组移植。移植之后，含有其他人DNA的细胞就出现在受体的体内。医生认为，通过液体活检来追踪这些DNA，可确定器官是否被排斥。太多捐献器官的DNA可能意味着它被受体的免疫系统攻击。2014年，斯坦福大学的研究人员采集了44名成人和21名儿童心脏移植患者的血液，发现他们能**官排斥的迹象。对于那些接受骨髓移植的患者，液体活检也被证明是有用的。
  I型糖尿病
  在I型糖尿病中，身体因为免疫反应而杀死了自身产生胰岛素的β细胞。今年，美国的一组科学家采集了50名有疾病风险的人的血液，试图发现β细胞的过量DNA。这个特征说明β细胞快死了。
  科学家采用一种有趣的策略来发现DNA。在这些细胞中，胰岛素基因经历了生化改变从而开启，这种改变称为脱甲基化。在其他组织中，胰岛素基因被甲基化，从而关闭。测序仪可测定DNA链是否甲基化。这让科学家能够大致追踪多少DNA是从β细胞上脱落的。对于癌症的早期检测，这种分析甲基化的模式让科学家能够确定癌症的位置，因为每个器官都有独特的基因表达模式。
  文章指出，这种测定血液中DNA片段的检测已经在产前诊断中获得了商业成功，未来可能对癌症检测也很重要。也许，它的其他许多用途仍在探索之中。


来源：生物通编译    作者：Antonio Regalado