出国看病：癌症检测中应用肿瘤无创诊断技术

癌症液体活检的肿瘤无创诊断技术的出现标志着人类在征服肿瘤的道路上向前迈出了重要一步。出国看病机构爱诺美康了解到，2015年，液体活检技术被麻省理工学院技术评论评为年度十大突破性技术之一; 2017年6月，世界经济论坛和科学美国人科学委员会共同选出了2017年全球十大新兴技术名单，其中成功选择了非侵入性癌症诊断技术并名列榜首。

一是液体活检产业链的分布

出国看病机构爱诺美康介绍，从产业链的角度来看，液体活检可分为六个子领域，即上游捕获，基因扩增，试剂和仪器市场;中游测试服务市场和下游数据市场。

1.上游产品存在很高的技术壁垒，涉及的公司很少

目前，液体活检，特别是CTC检测技术受到上游捕获模式的限制，这是限制液体活检应用的Max困难。仪器主要包括CTC分析仪，数字PCR仪，第二代测序仪等。该试剂盒的关键原料是抗体与芯片。这些技术，仪器和原材料的生产技术壁垒很高，专利保护严格，外国公司（赛默飞世尔、奥林巴斯等）已形成高市场垄断。中国的几家公司通过兼并和收购实现了第二代测序仪的生产，但产品性能与国外产品完全不同。产品同质化严重，竞争激烈。

2.中游检验服务市场有更多企业。

液体活检技术可应用于癌症的早期筛查，检测，药物指导，评估和观察。在整个癌症的诊断和治疗中，目前液体活检的研究和应用包括肿瘤筛查，肿瘤分期，预后评估和精确药物治疗（个体化）。治疗），耐药性监测，肿瘤转移和多个领域的复发。更多的企业布局处于中游测试服务市场，市场很快通过渠道或累积样本占据。

3.下游链接主要依靠销售能力和排序，分析和处理数据并解释数据。

数据解释需要深入了解癌症基因组学数据，因此不仅需要联合测序和组学研究，还需要测序样本的积累，但因为液体活检不是肿瘤检测的主要方法，而且价格昂贵，目前仍无法进入医疗保险目录，受众规模小，医院采购量有限，中流企业更依赖销售渠道。目前，有一些企业，如药明康德，华达基因，首基因，贝瑞和康。

4.国家集聚

弗林特数据库，上海，北京和广州的101家液体活检公司的全国分布统计分别位居前三，20,19和17;其次是江浙一带，分别为13和11家。

二，液体活检技术的介绍

目前，在临床研究中，液体活检技术主要包括游离循环肿瘤细胞（CTCs）检测，循环肿瘤DNA（ctDNA）检测，外泌体和循环RNA（Circulating RNA）检测等，与传统组织活检相比，液体活检具有实时动态检测的独特优势，克服肿瘤异质性，提供全面的检测信息。

1. CTC检测：技术发展快，临床研究热度高

CTC技术主要通过检测血液中的循环肿瘤细胞（CTC，Circulating Tumor Cells）的数量来进行诊断。通过对血液中CTC的数量以及蛋白表达、序列检测等可以获取肿瘤的病变信息。目前，CTC主流技术主要分为以下几种：Oncoquick（基于细胞密度对CTCs进行分离）、ISET（依据细胞大小使用孔径约8微米滤膜分离CTCs）、MACS（通过免疫磁珠标记进行上皮性CTCs的分离）、Cell Search（使用EpCAM抗体包被的铁磁珠进行免疫分离）、IFISH-CTC（免疫荧光染色结合FISH技术进行非血缘性细胞染色体异常检测）、RT-PCR（基于肿瘤特异性基因的表达分析）、AdnaTest（通过特定抗原表达和肿瘤相关标志物分离，提取RNA进行RT-PCR分析）、CTC-chip（使用含包被EpCAM抗体微柱阵列的芯片）。

截至2018年4月，全球共有CTC检测相关研究589项，其中美国259项，中国96项。

在成果转化方面，仅有Immunicon公司的Cellsearch CTC 检测系统2004年通过FDA认证，也是唯一通过FDA批准用于临床的一代CTC检测系统，可以说是行业内的金标准。2012年Cellserach系统通过CFDA认证进入中国市场。Immunicon公司已被强生子公司Veridex所收购。尽管一代CTC技术领先进入临床应用，但目前技术水平尚不完善，只能用于对CTC数量的检测，无法进行进一步的深入检测，加上灵敏度较低，应用局限于转移性乳腺癌、转移性结直肠癌和转移性前列腺癌。

2. ctDNA检测：市场处于萌芽期，亟待攻克技术局限性

ctDNA技术通过对血液中ctDNA是否携带有肿瘤特异性的突发，或其他基因组改变信息进行检测。研究结果表明，该技术能够真实反映实体瘤组织中的基因突发图谱频率，是治疗效果评价与治疗后临床随访的重要监测指标。ctDNA检测技术目前主要为数字 PCR、BEAMing 技术、标记扩增深度测序（TAM-Seq）、癌症个体化深度测序（Capp-Seq）。

ctDNA的检测平台目前有二代基因测序和数字化PCR，可分别对ctDNA的序列信息和序列数量做检测，适用于非小细胞肺癌、乳腺癌、结直肠癌、皮肤癌等常见肿瘤，检测的目标基因目前多以KRAS、PTEN、EGFR、BRAF等热门基因为主。ctDNA的片段捕获需要提前知道和准备待检测突变，突变文库的制备过程繁琐且高成本。与CTC相比，二者均属于液体活检范畴，高灵敏度和低成本，适用于大多数肿瘤检测，并且可同时从血液中提取，获得互补信息。

截至2018年4月13日，全球共有ctDNA检测相关研究212项，其中美国56项，中国30项。

2016年4月，美国FDA批准了Epigenomics公司以血液为基础筛查结直肠癌的EpiproColon技术。EpiproColon（Septin9基因甲基化检测试剂盒）能检测血液中Septin9基因V2区域发生甲基化的CpG岛bisDNA序列。临床数据显示EpiproColon可检出68%的病例。这是FDA批准的首款基于ctDNA进行肿瘤筛查的产品。

3. 外泌体(exosome)检测，液体活检新技术

外泌体与肿瘤发展：外泌体是肿瘤诊断、肿瘤发展和肿瘤治疗的重要参与者。外泌体的主要功能就是递送各种生物分子，包括蛋白质、多肽配体、DNA和RNAs。因此肿瘤细胞分泌的外泌体在肿瘤发展和治疗中扮演角色主要表现在以下方面：1、促进肿瘤细胞发展，侵袭和转移；2、促进肿瘤的血管新生；3、肿瘤免疫调节；4、肿瘤化疗的增敏作用。

通过超速离心法或者磁珠法提取外泌体后，分离纯化出来的exosome可以做蛋白研究，也可以做RNA（microRNA和LncRNA）研究，36%的研究人员通过Western blot或其他方法来鉴定蛋白，29%的人员利用qPCR对microRNA表达谱进行分析，9%利用芯片进行microRNA表达谱分析。同时，新一代测序的用户也不少，13%的人员利用NGS开展microRNA/小RNA研究，9% 开展mRNA研究，另外基于组学研究的质谱分析法也越来越常用。外泌体分析数据库 ExoCarta，目前已包含9769种蛋白质，4946种mRNA条目，3408种mRNA，2838种miRNA，1116种脂质条目。

外泌体（exosome）近年来成了研究领域里的明星，大量的相关研究见诸报道。尤其2015年以来外泌体研究与应用飞速发展，国自然基金外泌体中标项目和文章发表数量大幅增加。

目前外泌体的大部分工作还是停留在科研阶段，后续的生物标志物开发和验证不多，而诊断和疗法的开发就更少。研究者认为，exosome的定性和定量研究是个快速发展的市场。同时，循环生物标志物的市场也存在着机遇和挑战。

三、液体活检行业面临的问题

1. 液体活检仅被作为替补方案，难以抢占传统活检市场份额

患者如何在液体活检和组织活检之间选择，取决于检查的目的是什么。许多肿瘤的CTC、ctDNA数量不足或者肿瘤存在明显异质性，导致肿瘤即使突变，液体活检试剂盒也不一定能捕捉到CTC或ctDNA，血液检查结果可能出现假阴性。因此只要患者能够提供足够的组织样本，初始诊断优先选择组织活检；如果组织样本不足量，液体活检可以是替补方案。因此，液体活检不会替代其他检查方式，也难以抢占传统活检的市场份额。

2. 液体活检尚未进医保，价格高，推广难度大

低通量液体活检产品价格低廉，但是检出率也较低，应用前景有限。高通量产品对部分肿瘤的检出率高达80%-90%，但价格偏高。同时，这类产品尚未纳入医保目录，普通民众较难独立接受如此高昂的价格。

3. 对ctDNA产品的可靠性质疑

年初，美国临床肿瘤学会（ASCO）在《Journal of Clinical Oncology》杂志发表的综述文章，对ctDNA的分析有效性、临床有效性和临床实用性提出质疑。调查结果显示：（1）以前的部分研究指出，ctDNA更适合用于晚期癌症的筛查，而非用于临床早筛，但是目前看来，即使用于晚期癌症，其有效性和合理性也没有足够的证据来证明；（2）还没有足够的证据支持常规使用ctDNA检测早期癌症，并以此做出治疗决策、监测治疗效果、寻找残留癌细胞；（3）液体活检与组织检测经常结果不一致，因此阴性液体活检结果应与肿瘤组织基因分型对比确认。文章强调，ctDNA检测结果必须与其他信息结合，才能为患者提供更佳选择。

四、结语

液体活检是一项具有挑战性的新技术，随着研究的不断深入，越来越多的研究成果将有望实现成果转化，液体活检将成为肿瘤诊断的重要技术手段。液体活检要广泛进入临床应用也面临众多挑战，不仅需要检测技术灵敏度和特异性的提升、临床研究的广泛积累，还需要建立相应的检测标准、建设规范的监管体系。

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