液态活检，“检”的是什么

作者：付汉东

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目前，液态活检临床应用主要在两个方面：一种是采用免疫荧光染色-染色体荧光原位杂交（iFISH）相结合的技术检测肿瘤患者外周血中的肿瘤细胞，一种是利用高通量测序仪来检测漂浮在血液中小DNA碎片。只要血液中存在肿瘤细胞和“外来”DNA，如来自实体瘤的肿瘤细胞和胎盘、移植器官等的DNA碎片，都能利用液态活检进行检测。液态活检通过一个简单的血液检测可对遗传侵入进行定位、研究和监控，目前该检测的应用领域迅速增长。那么液态活检，检的是什么呢？

1.循环肿瘤细胞（CTC）检测

外周血中的循环肿瘤细胞（Circulating Tumor Cell，简称CTC）是指自发或诊疗操作时而进入外周血的肿瘤细胞。具有高度活力和高度转移潜能的CTC可以在循环系统中存活，并在合适的环境中增殖，导致肿瘤的复发和转移。对CTC的监测能够为肿瘤的临床进展、疗效判断和预后评估等提供极具价值的科学依据。采用免疫荧光染色-染色体荧光原位杂交（iFISH）相结合的技术，对肿瘤循环细胞，染色体体着丝粒进行判别、记数，以诊断肿瘤患者存在血液途径转移，以及肿瘤原发灶、转移灶脱落的循环肿瘤细胞转移的倾向。这项液态活检技术在临床上已有了较好的应用，无论是治疗前还是治疗后，循环肿瘤细胞CTC数量均是强有力的独立预测因子。血样中CTC数量大于或等于1的患者，提示存在肿瘤转移或复发的可能；CTC为零的患者提示短期内预后良好，CTC作为独立的预后因子能及时反映治疗过程中患者的状况变化， CTC数量升高提示疗效不好而数量降低提示疗效较好。这种实时、灵敏、可靠的方法能够帮助医生正确判断疗效和制定高效的个体化治疗方案。

2. 无创产前检测（简称NIPT）

即胎儿染色体非整倍体（T21、T18、T13）基因检测（NIFT），是到目前为止最为成熟的液态活检技术。通过采集孕妇外周血提取游离DNA，采用新一代高通量测序技术，结合生物信息分析，这种检测通常是计算基因片段并确定胎儿的染色体数目是否正常，得出胎儿患染色体非整倍性疾病的风险率。该方法最佳检测时间为孕早、中期，具有无创取样、无流产风险、高灵敏度、准确性高等特点。从2011年开始这种检测越来越流行：根据美国塔夫茨大学母婴研究中心主任Diana Bianchi介绍，每年大约有超过一百万例NIPT检测，而且逐年以超过30%的比例增长。

3.罕见的先天性疾病

    NIPT还可揭示染色体之外的胎儿基因组，可鉴别出DNA片段的微小缺失（称为基因微缺失），这些基因微缺失可能导致罕见疾病，例如猫叫综合症。目前已有公司开始在基因微缺失领域提供测试，但高假阳性率可能会带来一定的困扰。与疾病的患病率相比，该技术检测错误的概率较小。对于胎儿的基因，我们了解的越来越多。斯坦福大学的研究人员已证明他们可通过目前的血液检测来知晓胎儿的整个基因组。液态活检研究的另一个领域是如何鉴别出DNA的差异，因为一个字母的基因突变就可导致单基因疾病如囊性纤维化、地中海贫血等。今年Berry Genomics研究团队与中国学者合作，利用胎儿血液检测筛查出一些胎儿患有威尔逊疾病，该疾病属于先天性铜代谢障碍性疾病。

   4.性别鉴定

如果孕妇血液中含有Y染色体片段，那么胎儿是男孩，否则反之。性别鉴定最简单方法是使用液态活检，但如果一个女性自身就含有一个Y染色体，那么这种检测结果将会不准确。

5.亲子鉴定

现在普通的亲子鉴定采集父母和子女的血液来进行基因比对，这要求是出生后的子女或对孕妇进行穿刺，对胎儿活检，液态活检进行亲子鉴定最早可在怀孕9周之后执行，只需要孕妇的外周血即可，对胎儿无任何损伤，但液态活检进行亲子鉴定存在的一个问题是需要采集父亲的血液样本。

6.癌症治疗

液态活检测通过检测血液中碎片基因的突变来剖析个体癌症。这种检测可确定病人的药物治疗方案，根据引起的癌症的特定基因突变，可设计使用更有针对性的药物。液态活检还可多次鉴定出新突变。因为血液中肿瘤DNA与肿瘤大小大致呈正比，因此，液态活检还可以判断手术或药物的治疗效果。液态活检在肺癌的评估中尤为重要，而普通活检难以做到。

    7.癌症的预测

液态活检未来最引人注目的应用领域是在出现癌症症状之前发现癌症。有研究表明，在许多情况下，液态活检可比成像检测更早检测出癌症。目前，这种筛查仍处在早期发展阶段，可能还需要数年的时间来证明。Natera公司表示他们正在利用液态活检技术对长期吸烟者以及具有乳腺癌和卵巢癌家族史的女性进行相关的早期癌症检测。

8.器官排异

肾脏、心脏或肝脏移植被视为是基因组移植，接受捐赠器官者将拥有外来细胞DNA。医生认为通过液态活检可判断接受移植者是否排斥外来器官：外来器官太多的DNA意味着受排斥的概率会更大。2014年，斯坦福大学的研究人员在44名成年人和21名小儿心脏移植患者的血液样本中发现器官排异现象。液态活检与心脏组织活检的效果相似，液态活检同样对骨髓移植的患者有帮助。

   9.I型糖尿病

   在I型糖尿病中，由于免疫反应机体杀死自身胰岛素β细胞。今年美国一个科学家小组采集了50个I型糖尿病高风险患者的血液，试图检测出过量的β细胞基因，这些基因是细胞死亡的标志。科学家们开发了一种有趣而重要的方法来检测β细胞基因。在这些细胞中，胰岛素基因发生了生化改变（去甲基化），从而可以被打开。而在其他组织中胰岛素基因被甲基化后关闭。测序仪可检测到DNA链是否被甲基化，这使得科学家们能大致了解从β细胞中流出的DNA的数量。对于癌症的早期检测，分析甲基化模式可使科学家们确定癌症的位置，因为每个器官都有自己基因开关模式。

     液态活检目前在医学领域中的应用越来越广，已成为产前诊断、肿瘤诊断与治疗、各种遗传病诊断的一个重要检测手段，目前，市中心医院中心实验室开展的液态活检技术有外周血中的循环肿瘤细胞检测、胎儿染色体非整倍体（T21、T18、T13）基因检测、肿瘤的早期基因筛查（如胃癌、肺癌、乳腺癌等）。