近日，權威期刊《Science》雜志發(fā)表一篇頂級醫(yī)學機構約翰霍普金斯大學的重磅研究，他們開發(fā)出一次檢測8種癌癥的方法。

腫瘤無疑是最讓人害怕的疾病，人人避之猶恐不及！

然而，腫瘤卻不是一個看得見的“敵人”，它在暗處，你想躲它真是非常不容易，平常你看不見也摸不著，等到感覺身體某個地方不舒服，去醫(yī)院拿X光（或者其他手段）一查看，終于看到它在某個組織器官如同一個“小惡魔”一般趴在那里吸血。

“多想能夠早點發(fā)現(xiàn)啊”，有無數(shù)患者曾經(jīng)這么說過。

▲研究者們在《科學》雜志上面發(fā)表的文章

然而，要早點發(fā)現(xiàn)腫瘤談何容易！實際上，很多成人的腫瘤從初期病變發(fā)展到晚期要經(jīng)歷長達20-30年的時間。如何在早期檢測到腫瘤，特別是在影像學能檢測到腫瘤之前發(fā)現(xiàn)病變，是醫(yī)學界的一個重要的研究方向。

近日，約翰·霍普金斯大學的研究團隊最近研發(fā)了一種早期腫瘤篩查方法，可以同時檢測出8種常見腫瘤。這種名為CancerSEEK的液體活檢技術，對8種常見腫瘤檢測的中位敏感性達到了70%，特異度高達99%。對卵巢癌和肝癌的敏感性最高，隨后則是胃癌、胰腺癌、食道癌和結直腸癌，檢出敏感性均達到了60%以上【1,2,3】。

 

▶液體活檢◀

液體活檢，是Liquid Biopsy翻譯過來的，顧名思義，就是把液體拿來做檢測。

這中間就涉及到兩個問題，第一，檢測什么呢？第二，拿什么液體來檢測呢？

盡管液體活檢針對的疾病范圍也較為廣泛，然而，大多數(shù)時候還是針對腫瘤尤其是實體腫瘤而言的。

由于腫瘤在發(fā)生發(fā)展的過程中，一些腫瘤相關的物質(zhì)比如腫瘤細胞、外泌體、腫瘤細胞裂解之后的DNA片段、腫瘤的代謝產(chǎn)物等等會進入血液或者其他組織液體中，因此，只要發(fā)明一些方法來檢測這些物質(zhì)是否存在或者含量是否比正常健康人高，就可以反映出這個人是否可能得了腫瘤。

那么，液體活檢檢測什么呢？

主要可以泛指檢測血液或者其他液體中的比如循環(huán)腫瘤細胞（CTCs）、ctDNA、外泌體（exosome）等等在腫瘤患者中特異或者含量比正常健康人高的物質(zhì)。

▲液體活檢檢測的常見物質(zhì)，包括循環(huán)腫瘤細胞CTCs、ctDNA以及外泌體等等[4]

那么，液體活檢檢測哪些液體呢？

這個好說，只要是身體中的液體都可以好好地探究一番，比如最常見的是血液。其他常見的還有尿液（Urine）、唾液（Saliva），另外還有腦脊液（Cerebrospinal fluid）以及精液（Seminal plasma）等。

▲液體活檢檢測的常見液體[5]

總而言之，只要是液體就行，但是液體活檢的原則是非侵入，通俗地講就是取液體的時候不要損傷組織器官，比如你為了獲得內(nèi)某些液體，開腸破肚這樣的大動干戈那就失去了液體活檢的意義了，最好就是搜集唾液、尿液、血液等就能夠判斷或者輔助診療就行。

然而，液體活檢目前也面臨一定的挑戰(zhàn)：

1. 對于早期腫瘤檢測靈敏度還不夠。早期腫瘤每毫升血清含有的致病突變常少于1個拷貝，這低于目前液體活檢檢測范圍的下限；

2. 液體活檢迄今為止還沒有大規(guī)模的健康對照人群實驗，而這對特異性的評估很關鍵；

3. 液體活檢無法分辨出致病突變的來源。在影像學不能檢出的早期階段，確定腫瘤來源是非常重要的。

 

▶CancerSEEK◀

這篇研究的研究者們把他們發(fā)明的這種檢測腫瘤的技術叫做CancerSEEK，那么，它有什么獨特的呢？或者說比現(xiàn)有的檢測腫瘤的液體活檢技術有什么領先的地方呢？

實際上，這篇研究中采用的液體活檢方法最大的特色之一恐怕在于結合了ctDNA檢測和血液中腫瘤蛋白標志物共同來做判斷（如下圖所示）。

▲這篇《科學》論文采用的CancerSEEK技術的示意圖，抽取血液，測定里面的ctDNA及腫瘤相關的標志蛋白，從而聯(lián)合這兩方面的數(shù)據(jù)來判斷腫瘤（圖片來自約翰霍普金斯大學網(wǎng)站）

這就像1加1大于2，聯(lián)合兩個方面的證據(jù)來檢測癌癥，準確性自然會更高一些。簡單通俗地說來，研究者們就是首先利用ctDNA的突變來判斷一個人是不是得了腫瘤，接著，再利用常見的八種血液中的蛋白標志物來判斷到底得的是哪一種腫瘤。

舉個例子，研究者們首先測定一個人血液中的ctDNA有p53突變、PTEN突變、EGFR突變、BRAF突變等（研究者一共檢測了16個基因中的61種突變），就可以判斷這個人得了腫瘤了，但這個時候還并不知道她得的是什么腫瘤。因此，接著就需要使用各種腫瘤的較為特異的血液標志物來判斷了，比如，此時檢測到血液標志物CA125蛋白，那么結合ctDNA的數(shù)據(jù)就知道這個人得了卵巢癌，因為CA125是卵巢癌中較為特異地高表達。

 

▶16種基因的61個突變◀

那么，研究者們怎么來檢測ctDNA的呢？或者比以往的檢測ctDNA的技術有什么改進之處呢？

并且，最關鍵的是，為何要選16中腫瘤相關基因的61個突變呢？而且又是哪16個基因呢？

這里，小編先要科普一下什么是ctDNA？必須要注意ctDNA和cfDNA的區(qū)別。

循環(huán)腫瘤DNA（circulatingtumor DNA，ctDNA），是一種存在于血漿或血清、腦脊液等體液中的細胞外DNA，主要來自于壞死或凋亡的腫瘤細胞、腫瘤細胞分泌的外排體及循環(huán)腫瘤細胞，大小通常為160-180bp。ctDNA是游離DNA（cell-free DNA，cfDNA）中的一類，所占比例較低（0.1%-1%之間），因而檢測難度較大。

因此，ctDNA檢測難度大，故而這篇文章的研究者們就在這個ctDNA檢測上面下功夫。

采用ctDNA如何判斷的了腫瘤呢？

這篇研究者們的科研思路其實與其他這個領域的研究者沒什么不同，就是普通的思路，既然ctDNA是腫瘤細胞死亡或者凋亡而來，那么，腫瘤細胞中的常見突變基因比如P53、PTEN、KRAS、BRAF、EGFR、APC、PIK3CA等的突變小片段也包含在這些ctDNA之中，這樣一來，只需要檢測ctDNA的上述基因的突變，便可以判斷是否身體中具有腫瘤細胞了（盡管此時還不知道是哪一種腫瘤，因為大多數(shù)腫瘤都有相同的基因突變，比如大多數(shù)都包含P53基因突變）。

▲檢測ctDNA的61個基因突變位點之后進入敏感性的平臺期，繼續(xù)增加突變位點的檢測對判斷腫瘤幫助沒有顯著提高；圖中縱坐標表示腫瘤的檢出比例，橫坐標表示ctDNA突變位點的檢測數(shù)量

研究者們篩選了16個常見的在腫瘤中常見的廣泛突變的基因，除了上述的P53、PTEN、KRAS、BRAF、EGFR、APC、PIK3CA之外，還包括NRAS、FGFR2、AKT1、PPP2R1A、GNAS、HRAS、CDKN2A、FBXW7。

有了這16個基因之后，研究者們再針對每個基因設計的多個突變位點進行擴增，比如針對PETN這個基因，研究者們就設計了4個位點的突變擴增；又比如APC這個基因，設計了2個擴增位點；而P53擴增的突變位點最多。因此，針對這16個基因，研究者們設計了61個突變位點擴增用于檢測。

 

▶8種腫瘤血液標志物◀

前面檢測ctDNA主要是判斷得沒得癌癥，然而，并不知道得了哪種癌癥。

因此，研究者們就必須要結合各種癌癥的血液中的標志物蛋白來判斷到底是哪種腫瘤。

所以，為了檢測8種常見的腫瘤，研究人員從41種這些腫瘤的產(chǎn)物中精選出8種對于鑒別健康人和腫瘤患者特別有效的蛋白質(zhì)，哪八種呢？

包括：CA-125、CEA、CA19-9、Prolactin、HGF、OPN、Myeloperoxidase、TIMP-1這八種。

 

▶聯(lián)合的力量◀

那么，結果如何呢？效果是否讓人滿意呢？

應該說效果還是比較理想的，CancerSEEK技術對于腫瘤檢測的中位敏感性達到了70%。

▲CancerSEEK檢腫瘤的效果；（A）ROC曲線；（B）對各個時期的腫瘤檢測的比例，可以看出，對于I期腫瘤檢測的效果稍差；（C）對各種腫瘤檢測的效果

其中CancerSEEK這一方法對于卵巢癌和肝癌的敏感性最高，隨后則是胃癌、胰腺癌、食道癌和結直腸癌，均達到了60%以上。

對于肺癌（<60%）和乳腺癌（33%）的敏感性雖然稍差，但好在這些腫瘤還是能夠通過胸部LDCT或乳腺攝片等其他手段來早期檢測。

 

▶別歡喜太早◀

宣傳科學知識一定要看看不足之處，否則很容易讓大眾以為這個問題已經(jīng)被科學家解決了，比如，常常見到新聞報道說這種病被攻克了，那種病被治愈了，還有什么攻克癌癥等等，不一而足。

這個號稱能夠一次檢測8種癌癥的方法實則也有一定的缺陷，可能導致其并不如報道的那樣神奇。

最關鍵的問題是什么，且不說ctDNA突變檢測的各種問題，單就這個“腫瘤血液標志物蛋白”到底能不能判斷某種腫瘤至今在都還有爭議。比如最常見的，癌胚抗原CEA，可能與消化道的惡性腫瘤相關，但也可能與吸煙、懷孕、腸炎、糖尿病、心血管疾病等相關，因此，即便檢測到CEA也不能肯定就是得了某種癌癥了。

并且，這里還要提醒注意一下，不要以為這種方法就像測個血糖一樣，針扎一下就能測了，以前人們也被“滴血測癌”多次忽悠過。小編看了看原文的實驗方法，貌似測定上面的ctDNA都需要7.5毫升血清，粗略地算一下這意味著15毫升血液，這說明這種方法一次也得抽一小管血液，并不會像測個血糖一樣方便的。

參考資料：

1.Detection and localization of surgicallyresectable cancers with a multianalyte blood test.

2.https://www.hopkinsmedicine.org/news/media/releases/single_blood_test_screens_for_eight_cancer_types

3.‘Liquid biopsy’for cancer promises early detection.

4. Shiyu Jia, Rui Zhang, Ziyang Li, &Jinming Li. (2017). Clinical andbiological signi cance of circulating tumorcells, circulating tumor DNA, andexosomes as biomarkers in colorectal cancer.Oncotarget, 2017, Vol. 8, (No. 33), pp: 55632-55645.doi:10.18632/oncotarget.17184.

5. Meo, A. D., Bartlett, J., Cheng, Y.,Pasic, M. D.,& Yousef, G. M. (2017). Liquid biopsy: a step forward towardsprecisionmedicine in urologic malignancies. MolecularCancer,16(1), 80.doi:  10.1186/s12943-017-0644-5.