TBM专访孙英丽教授:液体活检如何抢跑肿瘤早筛赛道

发布时间:2022-8-3 12:37:03更新时间:2022-8-3 12:37:03



2000年获北京大学理学博士学位,师从翟中和院士。2000-2002年在麻省理工大学从事博士后研究;2002-2010年在哈佛大学医学院 Dana Farber癌症研究所先后从事助理研究员和讲师工作。曾获哈佛大学首届华人生命科学年会杰出研究奖,教育部自然科学奖一等奖,北京大学“学术十杰”,全国优秀博士论文等荣誉奖项。


现任北京细胞生物学会理事,北京细胞生物学会青年学术委员会委员,安徽省药学会精准药物治疗专业委员会副主任委员,中国抗癌协会肿瘤标志位委员会委员,曾任 Genomics, Proteomics & Bioinformatics,Scholarena Journal of Genetics等杂志编委。承担国家自然科学基金委,中科院战略性A类先导专项,973课题等十多项国家级科研项目,在Nature Cell Biology、PNAS、Cell research、Cell Stem Cell等国际学术期刊上发表论文30余篇。


1. 请问液体活检包括哪些方面的研究,对精准医学的研究和肿瘤的检测有哪些帮助?

 

肿瘤的精准治疗依赖于肿瘤的早期检测和准确的分期分级。事实上诸如前列腺癌、乳腺癌等大部分癌症,如果能在早期就确诊并给予正规治疗,患者的五年生存率都非常高。人们通常说的癌症就是绝症,这是因为现有的临床检测技术如CEA等不够准确,而准确的检测技术如组织活检又具有侵入性导致一般人依从性差,因此往往患者被确诊时肿瘤往往已经进展到中晚期,甚至发生转移,导致治疗手段选择的局限性,影响生存期。

 

液体活检主要包括循环肿瘤细胞(CTC),循环肿瘤细胞DNActDNA)以及外泌体的研究。相较于组织活检,液态活检的优势在于可用于肿瘤早期检测,可以非介入性、可重复性地获得肿瘤样本,其副作用小、操作简便、成本较低、检测速度快,在减小了肿瘤异质性对诊断造成的偏差的同时,也能及时地反应肿瘤发展的动态变化。其临床适应症极为广泛,如常见的肺癌、乳腺癌、前列腺癌、结直肠癌、食管癌、胃癌、肝癌、胰腺癌等肿瘤均可用液态活检进行诊断与监测。

 

 

 

因此,液态活检在以下几个肿瘤精准医学研究方面开始发挥重要作用:肿瘤早期筛查,指导药物设计,研究耐肿瘤药物机制,辅助肿瘤的分期分级,判断预后并帮助调整治疗方案等。液体活检由于其广阔的临床和市场前景,已被MIT Technology Review评为2015年十大突破技术之一。

 

 2. 您认为液体活检技术未来在临床上的应用前景如何?

 

液态活检通过取样血液、腹水、脑脊液、唾液、胸水、尿液等对肿瘤进行检测。主要包括循环肿瘤 DNActDNA)、循环肿瘤细胞(CTC)和外泌体(Exosome)。液体活检可用于肿瘤早期检测,用药指导,复发预测,免疫治疗疗效评估,肿瘤动态监测等。


和组织活检等技术相比,液态活检技术具有三大明显优势:


在临床的肿瘤诊断实践中,组织活检仍然是金标准。目前在科研领域,液体活检的结果也往往需要用组织活检来加以验证。在未来一段时间内,液体活检也不会取代组织活检,更多地会作为组织活检在肿瘤早诊和动态监测等方面的补充和完善。

 

鉴于液体活检在最近几年取得的技术进步,基于血浆的 NGS 的临床应用日益增长,以及最近美国 FDA 批准了两种不同的 ctDNA 分析方法,国际肺癌研究协会(IASLC)在于 2020 10 月召开的研讨会上再次讨论了液体活检在治疗决策中的作用,并在2021 发布了晚期 NSCLC 液体活检共识声明尽管科学家在液体活检领域已经取得了一系列激动人心的进展,已经有若干液体活检产品经过临床检验后上市,但目前大部分液体活检的项目还是停留在科研层面,还需要经过长时间、大样本临床实验的检验。

 

 

 

未来的液体活检还需要在以下几方面进行发展:临床采集和保存样本的技术标准化、大数据挖掘和算法模型的优化、大样本临床实验的标准化。相信随着针对各种肿瘤检测技术不断完善,液体活检的成本将迅速下降,最终像CEA等肿瘤标志物一样,被纳入常规年度健康体检的项目。这样才能真正意义上实现癌症的早期筛查和预防。

 

3. 关于液体活检领域ctDNA的应用,您是如何看待的?您认为表观基因组研究和测序技术对ctDNA甲基化检测的贡献是什么?

 

表观基因组学是基因组学最前沿最竞争激烈的领域之一。表观基因组学的研究涵盖DNA甲基化和RNA甲基化,组蛋白修饰,非编码RNA等。

 

ctDNA是肿瘤液态活检的经典检测对象之一。肿瘤细胞能通过细胞凋亡、坏死和分泌向血液中释放断裂的、不完整的单链或双链ctDNA。由于ctDNA本身就来自肿瘤细胞内部的DNA,因此天然地携带了肿瘤DNA的突变和甲基化信息。ctDNA分布广泛,先后在不同的肿瘤患者血液中被检测到,并且肿瘤越发展到晚期、肿瘤恶性程度越高,ctDNA特有突变的频率就越高。

 

此外,利用ctDNA作为肿瘤标志物,检测结果的假阳性率低,灵敏度高,准确度高。相比于大多数蛋白质肿瘤标志物能在血液中存在数周,ctDNA的半衰期只有不到两个小时。因此ctDNA能够用于实时监控肿瘤的发展。

 

基于上述理由,关于ctDNA用于液体活检的报道越来越多。但目前关于ctDNA的研究更多地集中于其携带的基因突变上,但利用基因突变不能回溯肿瘤原发灶,因此我们目前正在探索ctDNA甲基化作为肿瘤的生物标志物,DNA甲基化具有组织特异性,能帮助医生精确地追踪到原发肿瘤器官或组织。其中来源于肿瘤的ctDNA只占全部循环游离DNA0.01%-1%。这就对ctDNA的检测技术提出了很大的考验。

 

目前检测ctDNA突变的技术包括微滴式数字PCRddPCR)、BEAMing技术、突变阻滞扩增技术(ARMS)、标记扩增深度测序(TAM-Seq)、癌症个体化深度测序(CAPP-Seq)等。而受限于ctDNA的浓度过低,目前检测ctDNA甲基化的技术主要集中于检测某些基因或基因组某些特定区域的甲基化谱,包括甲基化特异性PCRMSP)、qRT-MSPcMethDNA阵列、甲基化磁珠(MOB)、RRBSMeDIPseq,目前真正的全基因组范围内检测ctDNA甲基化模式的相关报道非常有限。

 

 生物标志物的临床应用需要大样本多中心的临床实验,由于大样本临床实验验证耗时较长,液体活检用于健康人群筛查都还需要一段时间。在伴随性检测方面,目前在国外已经有一些产品得到FDA的批准。而鉴于ctDNA的高灵敏度、高特异性和稳定性,它很有可能比其他液体活检对象——如循环肿瘤细胞和外泌体——更早地实现临床应用。

 

4.液体活检的研究热度不断攀升,请介绍一下你们的相关研究以及已经转化的成果

 

基于实验室多年的表观遗传学研究基础,我们主要从事基于ctDNA甲基化的液体活检研究工作。我们已转化的技术成果主要用于开发临床无创前列腺癌诊断试剂盒,受试者仅需收集尿液中细胞,通过DNA甲基化的焦磷酸测序或PCR来实现前列腺癌的检测,避免活检的痛苦,并且灵敏性(94.6%)和特异性(78.3%-86%)非常好。成果已经申请国内和国际专利。2016年以1530万元转让。

 

此项工作是中国首个通过表观遗传分子标记物进行癌症早期诊断的自主知识产权产品,具有国际领先水平。目前此项工作已经形成产品。目前我们正针对多癌种的早期检测和精准治疗,进行ctDNA甲基化检测技术的研发。

 

5.您作为液体活检尤其是ctDNA甲基化的研究专家,在您看来液体活检是否应被纳入肿瘤的常规筛查标准?

 

液体活检的潜在应用领域包括肿瘤早期体外诊断与筛查、临床疗效的快速评价、个体化治疗(筛药和耐药检测)、肿瘤患者术后复发转移检测、新肿瘤药物的开发以及肿瘤转移的研究等。

 

中国的肿瘤患者基数非常大,液体活检相比于现有的血清肿瘤标志物的灵敏度和特异性都有很大的提升,每提升1%,都是能多挽救很多患者和家庭的,因此这个临床价值是非常大的,应用前景也是广阔的。在未来,随着液体活检技术逐渐成熟,将非常有希望纳入肿瘤的常规筛查标准。



热门推荐