肿瘤组织液体活检和测序技术

在临床肿瘤学中，对肿瘤组织进行基因分型以寻找具有可操作信息的体细胞遗传改变已经成为常规做法。美国看病机构爱诺美康了解到，实体瘤的遗传谱已经从外科手术和活检标本中获得。分析肿瘤组织的技术变得越来越复杂，我们已经认识到这种方法的局限性。正如前面讨论的，癌症具有异质性，同一个肿瘤的不同区域表现出不同的基因特征（即瘤内异质性）；同样，异质性也存在于同一患者的转移灶内（即转移灶间异质性）。从部分单个肿瘤中取得的组织切片（或活检标本）将会丟失瘤内及转移灶间异质性。为了捕捉肿瘤的异质性，需要能够对单一患者整体疾病的遗传全景进行探查的技术。

循环肿瘤DNA(ctDNA)

1948年发表的一篇文章描述了人类血液中的循环游离DNA(cfDNA)的存在，为这一领域创造了前所未有的机会（当时很可能没有重视）。

美国看病机构爱诺美康了解到，人们才认识到这一空前的发现的巨大潜力。几个研究团队报道了循环肿瘤DNA(ctDNA)的分析，原则上可以提供和肿瘤组织中一致的遗传信息。肿瘤患者cfDNA的水平通常比健康人高，表明通过简单的血液测试筛选疾病是可能的。此外，特异性检测肿瘤来源的cfDNA已表明与荷瘤相关，并且随着对治疗或手术的反应而变化。

虽然ctDNA检测具有巨大的潜力，但由于几个原因，也面临着很大的挑战。首先，需要从正常的循环DNA中区分出肿瘤细胞释放的DNA(即ctDNA)。从正常的游离环状DNA分辨ctDNA可以依靠肿瘤DNA具有突变的事实而获得。这些体细胞突变，一般是单碱基对置换，只存在于癌细胞或癌前细胞基因组中，在同一个体正常细胞的DNA中不存在。

因此，ctDNA有精确的特征作为标志物。不幸的是，源于肿瘤细胞的cfDNA往往代表所有cfDNA的很小一部分（1%)，因此限制了这种方法的应用。新一代测序技术及更近发展的数字PCR技术的发展和改良，可以从复杂DNA混合物中定义罕见的突变体c应用这些方法可以从几毫升血浆中检测个体基因的点突变、重排和基因拷贝数变异。更近，几个团队开辟了一个新领域，即从癌症患者血液中提取循环DNA进行外显子组分析。

液体活检

从患者血液中检测肿瘤特异性遗传变异（通常称为液体活检），在肿瘤学领域有以下几个用处。当组织样本不能得到或很难得到时，cfDNA分析可用于肿瘤基因型分型。ctDNA片段包含和肿瘤本身相同的遗传缺陷，因此血液能揭示肿瘤点突变（EGFR、KRAS、BRAF和PIK3CA)、重排（如EML4-ALK)及肿瘤扩增（MET)。

液体活检也可用于监测肿瘤负荷，这是癌症患者管理的核心，通常靠影像学评估。在这方面，一些调查研究表明ctDNA可以作为肿瘤负荷的替代性指标，很像病毒负载的变化（如HIV病毒载量水平），也表明了ctDNA水平与临床疗程相关。ctDNA的另一个应用是手术或肿瘤根治性治疗后检测微小残留病灶。

液体活检可用于监测治疗后肿瘤的基因组漂移（克隆进化）。在这种情况下，血浆样本经过治疗前、治疗中和治疗后，进行ctDNA分析，使我们了解了原发治疗抵抗，特别是获得性抵抗治疗的机制。

测序技术

重要的是，测序技术的进步使癌症个性化治疗成为现实，这在过继细胞治疗（ACT)领域更为明显。虽然使用患者自体肿瘤浸润淋巴细胞（TIL)的治疗已经用于临床，但是它从测序技术的进步中获益很大。美国看病机构爱诺美康介绍，研究表明，全外显子组数据结合主要组织相容性复合体（MHC)的算法，可用于鉴定被患者TIL识别的候选肿瘤抗原表位。这项研究使未来直接测序患者肿瘤获得的信息可以快速用于产生肿瘤反应性T细胞，然后用于个性化治疗。

图 用西妥昔单抗或帕尼单抗治疗100例结肠癌患者的图示

图中列出了肿瘤个体遗传学背景及它们对临床反应的影响。不同的颜色代表KRAS、BRAF和PIK3CA的体细胞突变及PTEN蛋白表达的缺失。肿瘤个体中存在的相互排斥或共存的分子改变用不同的颜色变化来表示。图中描述了结肠癌中不同分子改变的相对频率。