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1、2022液体活检在消化道肿瘤诊治中的应用进展（全文）摘要液态活检作为一种新兴的无创检测技术，主要包括循环肿瘤细胞、循 环肿瘤DNA、微小RNA以及外泌体等生物标志物的检测，在肿瘤早 期诊断、监测疾病进展以及疗效评价等方面的应用日趋普遍。近年来， 以胰腺癌、结直肠癌和胃癌等为代表的消化系统肿瘤成为威胁我国人 民群众身体健康的重要疾病负担，并且多数患者确诊时已为中晚期。 因此，如何完善消化系统肿瘤的诊断和筛查手段，延长患者的生存期， 是当前的研究重点。本文就液态活检在消化系统肿瘤诊治中的临床应 用现状和前景进行探讨。常见的消化系统肿瘤包括胰腺癌、结直肠癌、胃癌和肝癌等，全球 癌症负担报告显示我国发
2、病率前十的恶性肿瘤中，消化系统肿瘤占 据一半1,2。患者确诊时常已处于疾病中晚期，此时缺乏有效的治疗 手段。因此，早发现、早诊断、早治疗对提升消化道恶性肿瘤患者的 生存率至关重要，对于治疗中的患者，精准监测肿瘤进展有助于指导 临床进行针对性干预。传统检测技术包括血清肿瘤标志物、影像学、 内镜检查、组织病理学检查等，在早期诊断、疗效监测、疾病复发转 移预警等方面存在着巨大困境，比方无法在同一患者身上反复屡次进 行。因此，液体活检技术这一新兴的无创检测手段应运而生，主要包 括循环肿瘤细胞(circulating tumor cell , CTC )、循环肿瘤DNA (circulating tum
3、or DNA , ctDNA )、外泌体(exosome )和微小 RNA ( microRNA , miRNA )等，主要是通过无创技术检测实体肿瘤 或转移病灶释放到外周循环中的肿瘤成分，为肿瘤早期诊断、术后检 测剩余病灶、预测复发、指导用药及判断预后等提供有效依据，具有 良好的应用前景3, 4, 5。一、循环肿瘤细胞(CTC)CTC定义为由肿瘤原发、转移灶自发脱落或因诊其他原因而进入外周 血液循环的肿瘤细胞。1869年澳大利亚病理学家John Ashworth首 次在晚期肿瘤患者血液中发现了与原发肿瘤相似的循环细胞6。CTC 被认为是肿瘤从原发部位转移到身体其他部位的基本和先决条件7。CT
4、C从肿瘤组织脱落入外周血液后由于微环境改变、机体免疫系统捕 获以及血液剪应力等原因，绝大局部生存期很短，但存留下来的CTC 具有很强的生存力，具有开展为微小病灶的潜力，因此CTC在肿瘤的 远处转移上起着关键作用。为了躲防止疫杀伤以及抵抗凋亡，CTC细 胞从上皮细胞类型到间充质细胞类型的转变，这是肿瘤转移的核心， 同时也证明了 CTC的异质性网。通过重复液体活检获得的CTC系列 表型，能更好的定义肿瘤细胞异质性，在分析肿瘤的异质性以及来源 上具有很好的临床价值9, 10o尽管CTC在实体瘤的临床实践中具有这些潜在益处，但它们的临床作 用尚未完全明确，迄今为止，CTC技术在很大程度上仍是研究工具,
5、 尚未被普遍采用到临床实践中11。诸多临床研究已发现胃癌患者体 内CTC的含量显著高于正常人群,并且随着疾病的进展CTC的含量也 随之增加。CTC数量变化可能是胃癌的早期诊断生物标志物，韩国一 项研究显示，97.1%患者具有5(222.5 mL均为胃癌，其诊断的灵 敏性和特异性分别为85.3%和90.3%12o在胰腺导管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma , PDAC )中也观察到了类似 现象,PDAC的所有阶段均检测到了 CTC ,并且PDAC患者的CTC水 平升高与不良预后之间的关系已被证实13,14。研究说明，无论水平 如何，治疗前后假设CTC持续存在
6、都提示较差的总生存15。一项研究 探索了上皮CTC( epithelial CTC , eCTC )和上皮/间质转化CTC作 为胰腺癌预后因素的价值，结果显示与仅接受手术的患者相比，接受 新辅助化疗和手术的PDAC患者的eCTC ( P = 0.007 )和上皮/间质转 化CTC( P = 0.037 )均显著下降，仅接受手术治疗的患者术后CTC负 荷显著减少，但CTC并未完全消失。同时CTCs是否存在还可帮助预 测接受或不接受新辅助治疗的患者在术后12个月内是否早期复发16。 在结直肠癌中，除了应用于早期诊断，CTC数量与晚期结直肠癌患者 临床反响存在着明显的相关性，高CTC数量与较差的治疗
7、反响相关(r=-0.250 , P = 0.027 ) , CTC数量的动态减少与临床反响相关(P = 0.046 ) o与CTC阳性组相比，CTC阴性组在接受一线治疗的患 者中表现出更好的PFS(中位PFS 15.53 vs. 9.43个月,P=0.041 )17o KRAS、BRAF和PIK3CA突变是结直肠癌患者靶向治疗反响的重要决 定因素18, 19, 20。当对转移性结直肠癌患者的CTC中的KRAS突变进行检测时，与相应的原发肿瘤相比，CTC在治疗过程中KRAS突变 峰度会不断变化21。因此，CTC检测可用于评估和预测直肠癌患者 治疗反响。结直肠癌的微卫星不稳定性是其免疫原性的一个标
8、志，并 与肿瘤浸润性淋巴细胞的增加有关。近期研究发现，当综合所有IIII 期结直肠癌患者的数据时，微卫星不稳定性与术中和术后CTC计数的 增加有关22。二、循环肿瘤DNA ( ctDNA )ctDNA是指由肿瘤细胞主动和被动释放入外周血的基因组片段，这些 片段可以是单链、双链或单双链混合组成，可发生在肿瘤任何阶段。 值得注意的是,ctDNA与其衍生肿瘤细胞具有相同的遗传信息，与CTC 相比，ctDNA半衰期相对较长，使其在反映肿瘤异质性方面具有优势 23,24。目前，肿瘤患者和健康者的血浆ctDNA水平具有差异的现象已被证实,ctDNA检测为消化道肿瘤的早期诊断开拓了前景25。约翰霍普金斯 医
9、院的研究显示ctDNA检测结合传统生物标志物包括糖类抗原19-9、 癌胚抗原、肝细胞生长因子和骨桥蛋白，检测早期胰腺癌的灵敏度达64.0% ,特异度达99.5%26O ctDNA相较于CTC更适合作为结直肠癌的早期筛查工具。可以通过评估循环蛋白水平和游离DNA突变从而 能克服肿瘤异质性这一问题，对结直肠癌检测的灵敏度到达60%以上。 ctDNA甲基化特征的检测相比ctDNA的定量和肿瘤特异基因突变水 平，对肿瘤的早期诊断有更高的特异性。在一项前瞻性队列研究中， 在1 493名高危人群中检测单个ctDNA甲基化标记物，其具有更高的 敏感性（89.7% ）和特异性（86.8% ） 27。ctDNA
10、已被证明可以区 分PDAC与其他胰腺病变，如神经内分泌肿瘤和慢性胰腺炎，提示 ctDNA可以作为一种潜在的PDAC诊断方法另一项研究说明ctDNA 对PDAC的诊断准确性为97.7% ,敏感性为92.3% ,特异性为 100%28o同时，ctDNA也具有良好的预后预测价值，较高的ctDNA 水平被证实与PDAC患者较差的总存活率密切相关，通过连续进行 ctDNA动态监测，有利于更早更精准的指导临床决策29。在个体化治疗中，可以通过ctDNA监测更好地了解治疗药物的耐药性。 尽管肿瘤组织中KRAS的突变状态与ctDNA高度一致，但ctDNA有 时可能含有原发病变中未检测到的KRAS突变。研究发现
11、，在使用 EGFR单抗治疗期间，KRAS和NRAS会发生快速突变在停止抗EGFR 治疗后 新出现的KRAS突变群体数量也会有所下降30。此外,ctDNA 分析还有助于区分复发的结直肠癌和第二原发肿瘤。ctDNA检测还可 以更加精确地监测肿瘤患者治疗过程中的肿瘤动态和负荷变化，有助 于检测手术切除患者的剩余病灶及预测复发31。三、其他液体活检技术.外泌体外泌体是广泛存在于细胞外液中的亚细胞囊泡结构，直径30 nm150 nmo外泌体可利用各种机制进入受体细胞，外泌体中含有 丰富的蛋白组学和遗传信息，外泌体数量及其核酸突变及蛋白质，表 达变化可用于肿瘤诊断和预后监测32。外泌体作为肿瘤细胞间信息
12、传递和物质转运的重要媒介，具有抑制机体免疫功能并介导肿瘤细胞 免疫逃逸的作用，因此对肿瘤组织的发生、开展及转移有着重要影响 33。1 .ctRNActRNA已被发现存在于外周血循环中，和ctDNA类似，具有 作为消化道肿瘤生物标志物的潜力。ctRNA相对不稳定 泮衰期较短， 主要检测目标的是mRNA片段和miRNAs ,当然也包括IncRNA、 circRNA等。miRNA可调控癌基因或抑癌基因的表达，还能够调控肿 瘤干细胞的自我更新能力、多向分化能力，从而介导肿瘤转移、复发 和耐药34, 35。随着精准医学的快速开展，液体活检在消化道肿瘤诊疗中的应用越来 越普遍，在早期诊断、疗效监测、预后评估等方面优于传统的生物标 志物。液态活检能在不同的时段检测而实现动态监测，并且能克服肿 瘤异质性，而实现真正意义上的个体化治疗。液体活检仍面临诸多挑 战，而且检测标准还尚未统一。随着研究的不断深入，相信液体活检 在消化道肿瘤的早期诊断、疗效评估及预后等方面将有更加广阔的应 用前景。