近日，權(quán)威期刊《Science》雜志發(fā)表一篇頂級(jí)醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)約翰霍普金斯大學(xué)的重磅研究，他們開發(fā)出一次檢測(cè)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(gè)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(gè)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(gè)組織器官如同一個(gè)“小惡魔”一般趴在那里吸血。
“多想能夠早點(diǎn)發(fā)現(xiàn)啊”，有無數(shù)患者曾經(jīng)這么說過。
▲研究者們?cè)凇犊茖W(xué)》雜志上面發(fā)表的文章
然而，要早點(diǎn)發(fā)現(xiàn)腫瘤談何容易！實(shí)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(dá)20-30年的時(shí)間。如何在早期檢測(cè)到腫瘤，特別是在影像學(xué)能檢測(cè)到腫瘤之前發(fā)現(xiàn)病變，是醫(yī)學(xué)界的一個(gè)重要的研究方向。
近日，約翰·霍普金斯大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)最近研發(fā)了一種早期腫瘤篩查方法，可以同時(shí)檢測(cè)出8種常見腫瘤。這種名為CancerSEEK的液體活檢技術(shù)，對(duì)8種常見腫瘤檢測(cè)的中位敏感性達(dá)到了70%，特異度高達(dá)99%。對(duì)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(jié)直腸癌，檢出敏感性均達(dá)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(cè)。
這中間就涉及到兩個(gè)問題，第一，檢測(cè)什么呢？第二，拿什么液體來檢測(cè)呢？
盡管液體活檢針對(duì)的疾病范圍也較為廣泛，然而，大多數(shù)時(shí)候還是針對(duì)腫瘤尤其是實(shí)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(guān)的物質(zhì)比如腫瘤細(xì)胞、外泌體、腫瘤細(xì)胞裂解之后的DNA片段、腫瘤的代謝產(chǎn)物等等會(huì)進(jìn)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(cè)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(gè)人是否可能得了腫瘤。
那么，液體活檢檢測(cè)什么呢？
主要可以泛指檢測(cè)血液或者其他液體中的比如循環(huán)腫瘤細(xì)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(cè)的常見物質(zhì)，包括循環(huán)腫瘤細(xì)胞CTCs、ctDNA以及外泌體等等[4]
那么，液體活檢檢測(cè)哪些液體呢？
這個(gè)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(cè)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(shí)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(dòng)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(duì)于早期腫瘤檢測(cè)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(gè)拷貝，這低于目前液體活檢檢測(cè)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(duì)照人群實(shí)驗(yàn)，而這對(duì)特異性的評(píng)估很關(guān)鍵； 3. 液體活檢無法分辨出致病突變的來源。在影像學(xué)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(cè)腫瘤的技術(shù)叫做CancerSEEK，那么，它有什么獨(dú)特的呢？或者說比現(xiàn)有的檢測(cè)腫瘤的液體活檢技術(shù)有什么領(lǐng)先的地方呢？
實(shí)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(jié)合了ctDNA檢測(cè)和血液中腫瘤蛋白標(biāo)志物共同來做判斷（如下圖所示）。
▲這篇《科學(xué)》論文采用的CancerSEEK技術(shù)的示意圖，抽取血液，測(cè)定里面的ctDNA及腫瘤相關(guān)的標(biāo)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(xué)網(wǎng)站）
這就像1加1大于2，聯(lián)合兩個(gè)方面的證據(jù)來檢測(cè)癌癥，準(zhǔn)確性自然會(huì)更高一些。簡(jiǎn)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(gè)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(biāo)志物來判斷到底得的是哪一種腫瘤。
舉個(gè)例子，研究者們首先測(cè)定一個(gè)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(cè)了16個(gè)基因中的61種突變），就可以判斷這個(gè)人得了腫瘤了，但這個(gè)時(shí)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(biāo)志物來判斷了，比如，此時(shí)檢測(cè)到血液標(biāo)志物CA125蛋白，那么結(jié)合ctDNA的數(shù)據(jù)就知道這個(gè)人得了卵巢癌，因?yàn)镃A125是卵巢癌中較為特異地高表達(dá)。
?16種基因的61個(gè)突變?
那么，研究者們?cè)趺磥頇z測(cè)ctDNA的呢？或者比以往的檢測(cè)ctDNA的技術(shù)有什么改進(jìn)之處呢？
并且，最關(guān)鍵的是，為何要選16中腫瘤相關(guān)基因的61個(gè)突變呢？而且又是哪16個(gè)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(xì)胞外DNA，主要來自于壞死或凋亡的腫瘤細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞分泌的外排體及循環(huán)腫瘤細(xì)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(cè)難度較大。
因此，ctDNA檢測(cè)難度大，故而這篇文章的研究者們就在這個(gè)ctDNA檢測(cè)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(shí)與其他這個(gè)領(lǐng)域的研究者沒什么不同，就是普通的思路，既然ctDNA是腫瘤細(xì)胞死亡或者凋亡而來，那么，腫瘤細(xì)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(cè)ctDNA的上述基因的突變，便可以判斷是否身體中具有腫瘤細(xì)胞了（盡管此時(shí)還不知道是哪一種腫瘤，因?yàn)榇蠖鄶?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(cè)ctDNA的61個(gè)基因突變位點(diǎn)之后進(jìn)入敏感性的平臺(tái)期，繼續(xù)增加突變位點(diǎn)的檢測(cè)對(duì)判斷腫瘤幫助沒有顯著提高；圖中縱坐標(biāo)表示腫瘤的檢出比例，橫坐標(biāo)表示ctDNA突變位點(diǎn)的檢測(cè)數(shù)量
研究者們篩選了16個(gè)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(gè)基因之后，研究者們?cè)籴槍?duì)每個(gè)基因設(shè)計(jì)的多個(gè)突變位點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)增，比如針對(duì)PETN這個(gè)基因，研究者們就設(shè)計(jì)了4個(gè)位點(diǎn)的突變擴(kuò)增；又比如APC這個(gè)基因，設(shè)計(jì)了2個(gè)擴(kuò)增位點(diǎn)；而P53擴(kuò)增的突變位點(diǎn)最多。因此，針對(duì)這16個(gè)基因，研究者們?cè)O(shè)計(jì)了61個(gè)突變位點(diǎn)擴(kuò)增用于檢測(cè)。
?8種腫瘤血液標(biāo)志物?
前面檢測(cè)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(jié)合各種癌癥的血液中的標(biāo)志物蛋白來判斷到底是哪種腫瘤。
所以，為了檢測(cè)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(duì)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(jié)果如何呢？效果是否讓人滿意呢？
應(yīng)該說效果還是比較理想的，CancerSEEK技術(shù)對(duì)于腫瘤檢測(cè)的中位敏感性達(dá)到了70%。
▲CancerSEEK檢腫瘤的效果；（A）ROC曲線；（B）對(duì)各個(gè)時(shí)期的腫瘤檢測(cè)的比例，可以看出，對(duì)于I期腫瘤檢測(cè)的效果稍差；（C）對(duì)各種腫瘤檢測(cè)的效果
其中CancerSEEK這一方法對(duì)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(jié)直腸癌，均達(dá)到了60%以上。
對(duì)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(cè)。
?別歡喜太早?
宣傳科學(xué)知識(shí)一定要看看不足之處，否則很容易讓大眾以為這個(gè)問題已經(jīng)被科學(xué)家解決了，比如，常常見到新聞報(bào)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(gè)號(hào)稱能夠一次檢測(cè)8種癌癥的方法實(shí)則也有一定的缺陷，可能導(dǎo)致其并不如報(bào)道的那樣神奇。
最關(guān)鍵的問題是什么，且不說ctDNA突變檢測(cè)的各種問題，單就這個(gè)“腫瘤血液標(biāo)志物蛋白”到底能不能判斷某種腫瘤至今在都還有爭(zhēng)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(guān)，但也可能與吸煙、懷孕、腸炎、糖尿病、心血管疾病等相關(guān)，因此，即便檢測(cè)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(cè)個(gè)血糖一樣，針扎一下就能測(cè)了，以前人們也被“滴血測(cè)癌”多次忽悠過。小編看了看原文的實(shí)驗(yàn)方法，貌似測(cè)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(huì)像測(cè)個(gè)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.
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