刘博谈｜老炮们聊一聊液态活检的趋势和动态之一！

Hello，大家好哇，我是刘博，今天我和大家聊一聊液态活检的一些情况，今天是第一部分。

液态活检是患者护理和精准医疗方面的一项重要新兴技术。与实体肿瘤活检相比，对血液中的肿瘤细胞和肿瘤DNA进行微创的液态活检可以实现更早的初级和二级诊断，以及检测转移和/或残留疾病，并实时监测治疗效果，这在实体肿瘤活检方法中是不现实的。

从循环肿瘤细胞（CTCs）、循环肿瘤细胞DNA（ctDNA）和循环无细胞DNA（cfDNA）中扩增或测序的基因组DNA孕育着与个别癌症患者治疗有关的突变信息。这些应用有望影响临床方案和治疗方案，并可能决定肿瘤学的未来护理标准。

自第一次应用以来，循环肿瘤细胞检测的基本技术已经取得了长足的进步：2004年美国食品药品管理局批准了CellSearch系统用于体外检测转移性乳腺癌患者的循环肿瘤细胞数。在其纯粹的应用中，液态活检已经完善了在「其他」细胞的海洋中检测稀有细胞或分子产品的工作。CellSearch系统是第一个也是唯一一个由美国食品药品管理局批准的临床验证的血液测试，用于检测和统计循环肿瘤细胞（CTCs），以帮助管理转移性乳腺癌、前列腺癌和结直肠癌患者。中国食品药品管理局也批准该测试用于监测转移性乳腺癌患者。

当时还没有液态活检这个词，事实上，在首次推出时，检测循环肿瘤细胞的概念还没有被普遍接受。也许CellSearch系统在其时代之前就已经存在，但是，它也因为所有者公司没有能力将其转化为常规的临床程序而受到影响。CellSearch循环肿瘤细胞试剂盒最初由Immunicon公司推出，由Veridex, LLC独家销售。然后Veridex被强生公司的Janssen诊断部收购。

2017年，CellSearch在Menarini-Silicon Biosystems, Inc.（Bologna, Italy and San Diego, CA）从Janssen Diagnostics, LLC收购了所有与CELLSEARCH循环肿瘤细胞系统相关的资产和相关业务。CELLSEARCH产品线包括CELLTRACKS AUTOPREP SYSTEM、CELLSEARCH Analyzer II和CELLSEARCH CTC Kit，将与Menarini-Silicon Biosystems的旗舰产品DEPArray NxT系统相结合。在宣布这项收购时，Menarini公司表示：「这将为研究人员和肿瘤学家提供机会，从简单的血液测试中获得无与伦比的CTC分子特征的精确性，这将有助于推动其临床效用和与特定疗法的有效性的相关性。」

最近，各种形式的循环DNA在液态活检的肿瘤分析中已经超越了CTC技术。检验血液中循环DNA的基础科学始于对母体外周血中胎儿DNA的检测。1970年，斯坦福大学的研究人员在一名孕妇的血液中发现了一些细胞，这些细胞肯定来自她正在发育的儿子，因为它们含有男性Y性染色体。

随着香港中文大学医学和化学病理学教授、李嘉诚健康科学研究所所长Dennis Lo医学博士所做的原理证明工作，这项早期研究的延伸成为产前检测的现实。这一发现为胎儿发育异常的产前诊断提供了更安全的方法。更重要的是，它推动了基础计数以外的界限，建立了概念证明，这对发展各种形式的循环DNA至关重要，如下图所示。

与实体肿瘤活检相比，对血液中的肿瘤细胞和肿瘤DNA进行微创液态活检可以实现更早的初级和二级诊断，以及检测转移和/或残余疾病，并实时监测治疗效果，这在实体肿瘤活检方法中是不现实的。

循环肿瘤细胞（CTCs）越来越受到参与转化医学、辅助诊断和调查研究的组织的关注。自动化工作流程是广泛采用CTCs作为样本类型的必要前提，也是保证测试过程中的生产力和一致性的必要前提。

从循环肿瘤细胞（CTCs）、循环肿瘤细胞DNA（ctDNA）和循环无细胞DNA（cfDNA）中扩增或测序的基因组DNA蕴藏着与个别癌症患者的治疗有关的突变信息。这些应用有望影响临床方案和治疗方案，并可能决定肿瘤学的未来护理标准。

循环肿瘤DNA（ctDNA）是肿瘤细胞释放到血液中的变异DNA的小片段。

无细胞DNA（cfDNA）的应用范围比ctDNA更广。cfDNA将决定肿瘤学、移植医学和心血管疾病的护理标准。这一领域正在成为医学界最有前途、最令人兴奋的领域之一，并已对产前护理产生了巨大影响。

成功分离癌细胞的能力是实现液态活检的关键一步，通过简单的抽血就可以检测出癌症。这将消除组织活检的不适和成本，因为组织活检使用针头或手术程序作为癌症诊断的一部分。专门用于液态活检分析的样本收集和质量控制产品的商业化表明了对该技术的信心。液态活检也可用于跟踪化疗在一段时间内的疗效，以及检测难以通过传统活检技术进入的器官中的癌症，包括大脑和肺部。然而，从血液中分离出循环肿瘤细胞并非易事，因为它们的数量极少。

用于cfDNA分析的特殊血管是。Streck公司（Omaha, NE）生产的Cell-Free DNA BCT管和BD Vacutainer公司（Becton Dickinson; Franklin Lakes, NJ）的K3EDTA管。它们可以防止在血液样本储存、运输和处理过程中可能出现的温度波动或搅拌引起的背景gDNA水平升高。这些特殊的采血管为获得高质量的稳定样本提供了一种方法，用于稀有DNA目标检测和确定准确的cfDNA浓度。

2019年1月，即时检验测试和标本收集和稳定设备的领导者OraSure Technologies收购了Novosanis，这是一家处于早期商业阶段的尿样收集设备生产商和经销商，主要针对液态活检、性传播感染（STI）筛查和泌尿系统癌症市场。Novosanis公司的主要产品技术是Colli-Pee，这是一种易于使用的设备，设计用于在用户家中或在诊所内标准化地收集第一滴尿液。最初的商业应用是作为前列腺和膀胱癌市场的液态活检测试的收集装置。

OraSure的子公司DNA Genotek将其业务建立在将唾液中的DNA作为分子分析的成熟和可信赖的样本类型。OraSure的信息指出：「我们相信，尿液市场类似发展的一个关键推动因素将是Colli-Pee改进的采集体验，并结合样品的环境温度稳定化。」

与伊利诺伊大学癌症中心（芝加哥，伊利诺伊州）的生物工程师合作开发了一种设备，可以从患者的血样中分离出单个癌细胞。该微流控设备的工作原理是根据血液中发现的各种细胞类型的大小进行分离。该设备有朝一日可能实现快速、廉价的液态活检，以帮助检测癌症并制定有针对性的治疗计划。

2019年3月，贝克曼库尔特生命科学公司与Apostle Inc.（Menlo Park, CA）合作推出Apostle MiniMax高效无细胞DNA分离试剂盒，这是一种基于磁性纳米粒子的试剂盒，可使用手动或自动工作流程从血浆中提取循环游离DNA（cfDNA）。

Vela诊断公司（新加坡）获得CFDA批准，在中国销售SX 101仪器上的Sentosa SX cfDNA样本制备。

Exosomics Siena（意大利）正在开发用于分离cfDNA的SeleCTEV-DNA设备。

Zellkraftwerk（德国莱比锡）销售RUO ChipCytometry一个微流控平台，用于细胞捕获。

2019年8月，Sysmex在日本获得了基于血液的结直肠癌RAS基因突变检测的上市许可。OncoBEAM RAS CRC试剂盒用于对RAS基因突变进行基于血液的循环肿瘤DNA分子测试。

2021年6月，Biocept与Quest诊断公司达成合作，为肺癌患者提供先进的基于NOS的液态活检检测。Biocept Target Selector基于NOS的液态活检检测是一种侵入性较低的实验室开发的检测，可用于晚期非小细胞肺癌（NSCLC）患者的基因组分析，以帮助他们获得先进靶向治疗的资格并监测治疗效果。

2021年7月，Sysmex公司与QIAGEN公司建立了战略伙伴关系，提供基于血液检测的癌症辅助诊断，特别是液态活检检测，这减少了患者的身体负担。Sysmex公司提供OncoBEAM RAS CRC试剂盒作为结直肠癌的辅助诊断。

AML-MRD-SEQ是System Inostics新推出的经CLIA验证的液态活检检验，用于检测急性骨髓性白血病的最小残留疾病。该检验采用有针对性的NGS面板，以更高的灵敏度提供可靠的分子MRD检测。

「AML-MRD-SEQ」这一新检验为临床试验赞助商，以及最终为医生和患者提供了初始治疗后存在癌细胞的早期信号。Sysmex I nos tics, Inc.的首席执行官Shinichi Sato说：「这种新的液态活检解决方案是制定治疗策略的重要一步，以支持与一种毁灭性疾病的斗争。」

质量控制标准和质控品是保证测定结果准确的必要条件。提供质量控制产品是检验从研究到常规临床检验的一个必要步骤。许多质量控制产品正在进入市场。领先者是SeraCare生命科学公司（Milford, MA）和Horizon Discovery（Cambridge, MA）。

SeraCare开发了一种正在申请专利的独特技术，该技术产生的DNA片段大小分布非常接近原生cfDNA，同时相对于超声处理的材料来说，减少了DNA损伤。其结果（据SeraCare称）是一种可再生的高度特征化的材料，在与患者样本相同的处理方式下表现出类似的性能。Seraseq ctDNA v2不需要考虑特殊的工作流程就能生成信息数据。这一点（据Sera Care称）对于需要严格遵守标准操作程序的验证研究尤为重要。

Horizon Discovery开发了一系列无细胞DNA参考标准，这些标准来自于细胞系，以密切模仿患者样本。Horizon报告说。由于等位基因频率低，低至0.1%，这些标准品是优化和验证您的液态活检检测的理想选择。

Twist Bioscience推出了用于开发液态活检检测的循环肿瘤DNA参考质控品。

研究人员突破了基于血液的组织活检的界限。循环游离核酸（cfDNA）已将这项技术的范围从DNA扩展到RNA、miRNA和外显子。尽管刚刚出现，但预计循环核酸可能会成为未来分子诊断中的一项突出技术，因此它已经出现了，首先是在产前胎儿遗传异常检测中，现在是癌症和病原体分析中液态活检的基础。

尽管取得了一定的成功，但所有形式的基于液态活检的测试还没有从研究工具迁移到常规诊断。尽管大型癌症专科医院正在建立必要的数据库，以进一步证明这些技术的效用，但这些技术通常用于难以治疗的患者。

尽管如此，诊断行业已经团结起来，通过测试、测试服务、样品制备试剂和质量控制材料支持CTCs、ctDNA和无细胞DNA测试。自从强生公司成立Veridex有限责任公司（Raritan, NJ），销售Irnmunicon公司（Huntingdon Valley, PA）的CellSearch系统以检测外周血中的循环肿瘤细胞（CTCs）以来，已经过去了15年。这是第一个商业化的CTC系统。CellSearch已获得美国食品药品管理局批准，用于对转移性乳腺癌、转移性结直肠癌和转移性前列腺癌患者的预后和监测。考虑到几年前Veridex在这一领域几乎是孤军奋战，产品开发的速度和深度证明了非侵入性诊断的需求尚未得到满足，特别是在癌症方面，但在医学的各个方面。

IVD公司的努力得到了美国FDA突破性设备计划的支持，该计划作为其「快速通道」（EAP）计划的一部分于2016年开始实施。该程序帮助患者更及时地获得设备和技术，为威胁生命的疾病提供更有效的治疗或诊断，而这些设备和技术在其他方面并不存在。突破性设备计划对EAP计划进行了扩展，使未来的51个0（k）批准以及上市前批准申请和新设备的提交都符合条件。到目前为止，美国公司包括Foundation Medicine（马里兰州贝塞斯达）、Guardant Health（加利福尼亚州红木城）和Personal Genome Diagnostics（马里兰州巴尔的摩）已经从FDA的这项计划中受益。