技术 | 靶向富集测序，液态活检正在改变癌症检测和治疗的格局

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癌症是人类历史上发现的最普遍的疾病之一。虽然癌症筛查计划（如宫颈癌‘涂片’检测）已被证明是成功的，但对于大多数癌症类型，早期检测仍然是一个相当大的挑战。

传统的组织活检已经改善了癌症的预后。然而，它们是在发现肿瘤后才进行的侵入性程序，这往往发生在癌症晚期，而这个时候我们将更难进行治疗的时候。液态活检是早期癌症检测的一个令人兴奋的前沿领域，因为它们只需要一个血样，简单、快速、同时由更少侵入性。

在本文中，我们探讨了液态活检的重要性及其在癌症诊断和监测中的应用。

1、什么是液态活检？

液态活检包括对血液和尿液等体液进行采样和分析，以检测和分析癌症。液态活检中最常寻找的生物标志物是循环肿瘤DNA（ctDNA）。

无细胞DNA（cfDNA）	循环肿瘤DNA（ctDNA）
起源	由健康细胞、肿瘤细胞、胎儿细胞和移植的细胞释放出来。自由地在血液中循环	由肿瘤细胞释放
数量	通常在标准血样中的浓度为约10ng	血浆中的浓度因病人和癌症类型而异
检测	可以通过市面上的试剂盒轻易地从血浆中分离出来	很难区分肿瘤cfDNA和正常cfDNA。低浓度和高片段化意味着需要高度特异性的检测方法

2、液态活检的靶向捕获测序

液态活检用于早期检测和常规监测，因为它创伤小，能进行实时监测，且手术时间较短[1]。

由于其浓度较低，在cfDNA中检测ctDNA类似于在足球场上寻找衣服针。靶向捕获测序类似于使用金属探测器来寻找大头针，因为靶向捕获板富集了特定的感兴趣区域[2,3]。



富集检测组合增强了液态活检中ctDNA的测序能力。



3、液态活检的应用

3.1、用于检测靶向捕获的ctDNA

当样本中存在极少量的ctDNA时，可以设计高性能的探针检测组合来富集ctDNA并检测特定的癌症类型。这些探针板可以设计和构建，以涵盖广泛的尺寸、靶向区域和复用要求。

主要优点包括：

• 高均匀性和复现性；
  
• 快速定制和优化；
  
• 可扩展到>100万个探针。
  

3.2、用于癌症检测的甲基化测序

DNA的甲基化影响着基因表达和细胞行为。DNA甲基化的模式可以有很强的组织和肿瘤特异性。因此，通过NGS分析ctDNA甲基化可用于特定癌症的早期检测[4]。



3.3、用于检测癌症的外显子组分析

大多数致癌突变发生在基因组中编码蛋白质的那1%。由于全外显子组测序（WES）可以对蛋白质编码区进行集中、高效的测序，因此可以用来检测许多与癌症有关的突变，可以成为早期癌症检测的一个有用工具[5]。

外显子组分析可用于发现多基因特征的概况，如：

• 突变谱
  
• 拷贝数变异（CNV）
  
• 单核苷酸变异（SNV）
  

3.4、无创的最小残余疾病（MRD）检测

有时，即使在明显缓解后，癌细胞也会持续存在，并继续导致复发。MRD检测的目的是检测这些微小的癌症痕迹。



常规液态活检可以检测和描述多种癌症类型的MRD，有可能提供来自单个或多个位置的肿瘤异质性的全面分子概述[6,7,8]。

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参考文献

• Arancio W, Belmonte B, Castiglia M, Di Napoli A, Tripodo C. Tissue Versus Liquid Biopsy: Opposite or Complementary?..Current Clinical Pathology. 2017:41-49. doi:10.1007/978-3-319-55661-1_4LOGO
  
• Custom Panel Design For NGS | Twist Bioscience. Twistbioscience.com. https://www.twistbioscience.com/ blog/company-news-updates/Custom-Panel-Design- NGS. Published 2021. Accessed March 1, 2022.
  
• Expanding Liquid Biopsy and DNA Sequencing tools | Twist Bioscience. Twistbioscience.com.https://www.twistbioscience.com/blog/science/Liquid-Biopsy- NGS-DNA-Sequencing. Published 2022. Accessed March 1, 2022.
  
• Highly Sensitive Methylation Detection Using Enzymatic Methyl-seq and Twist Target Enrichment. Twistbioscience.com. https://www.twistbioscience.com/ites/default/files/resources/2021-11/TechNote_NGS_HighlySensitiveMethylationDetectionUsingEnzymaticMethyl-seqandTwistTE_11NOV21_Rev2.0.pdf. Published 2021. Accessed March 1, 2022.
  
• Réda M, Richard C, Bertaut A et al. Implementation and use of whole exome sequencing for metastatic solid cancer..EBioMedicine. 2020;51:102624. doi:10.1016/j. ebiom.2019.102624
  
• Pantel K, Alix-Panabières C. Liquid biopsy and minimal residual disease — latest advances and implications for cure. Nature Reviews Clinical Oncology. 2019;16（7）:409-424. doi:10.1038/s41571-019-0187-3
  
• Honoré N, Galot R, van Marcke C, Limaye N, Machiels J. Liquid Biopsy to Detect Minimal Residual Disease: Methodology and Impact. Cancers （Basel）. 2021;13（21）:5364. doi:10.3390/cancers13215364
  
• Parsons H, Rhoades J, Reed S et al. Sensitive Detection of Minimal Residual Disease in Patients Treated for Early-Stage Breast Cancer. Clinical Cancer Research. 2020;26（11）:2556-2564. doi:10.1158/1078-0432.ccr-19-3005
  

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