文献解读 04|《Diagnostics》发表cfDNA、CTC、EV组合效力的综述文章

杜伊斯堡-埃森大学医院Sabine Kasimir-Bauer团队于2022年3月在《Diagnostics》杂志发表综述，回顾了多种液体活检检测的最新进展。综述认为多种血液分析物之间具有互补作用和协同效应，而非竞争关系。在未来，基于多种液体活检分析物的检测将具有广阔的应用前景。

 

论文题图

 
肿瘤液体活检及其分析物
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

目前，恶性肿瘤的临床诊断仍主要依赖于影像学技术，如X射线、计算机断层扫描（CT）、磁共振成像（MRI）和超声，影像学技术必须在可疑病变达到一定尺寸后才能发现。在通过影像学技术检测到肿瘤之前，通过液体活检（Liquid Biopsy）分析可以发现早期癌症、微小残留病灶和转移，液体活检在个性化治疗方面具有非侵入和微创的优势，可重复分析，以及反应治疗状态下的肿瘤进展，液体活检还可以反应全身性肿瘤情况下的肿瘤异质性。在组织活检难以进行的情况下，液体活检是对肿瘤进行分子表征的唯一选择。

 

多种不同的体液可以用于液体活检分析，例如尿液、唾液、腹水、泪液、脑脊液、胆汁、母乳、胸腔积液、支气管灌洗液、精液、血液等。尿液可用于前列腺癌诊断和膀胱癌突变检测，唾液可用于头颈癌突变检测，卵巢癌和胃肠道癌患者腹水可获得肿瘤细胞并鉴定其特征，泪液中的细胞外囊泡可用来检测癌症，脑脊液可以用来监测脑肿瘤基因组的变化，胆汁可提供胆道癌突变信息，母乳蛋白可用于乳腺癌检测，肺癌患者胸腔积液的基因组信息比血浆信息更为准确，支气管灌洗液可用来检测肺癌，精液中的游离DNA可用来检测前列腺癌。其中，血液是近年来最常研究的液体活检方式，由于所有的肿瘤肿块都高度血管化，因此血液反映了几乎所有肿瘤实体中的全身性肿瘤疾病，目前已有数十种分析物可用于癌症管理。

血液中液体活检分析物的多样性

 
CTCs、cfDNA和EVs
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

循环肿瘤细胞（CTCs）作为转移的“种子”，是肿瘤转移的主要标志之一，细胞游离DNA（cfDNA）主要通过细胞凋亡和坏死等被动过程释放，且主要来自于非恶性细胞，因此，目前cfDNA被看作是液体活检标志物，而非肿瘤环境中的成分。相比较cfDNA突变谱，CTCs突变谱更能揭示治疗中新出现的耐药突变。Shishido[1]认为在转移性乳腺癌（MBC）患者中，只有CTCs描述了亚克隆演变。Shaw[2]认为，CTCs计数和cfDNA的水平对MBC患者的总生存期（OS）具有同样的预测价值。其他许多研究也认为，相较于单一分析物，CTCs和cfDNA的组合在预测OS和无进展生存期（PFS）方面能提供更多的有用信息。Chimonidou[3]等人发现早期乳腺癌（BC）和MBC患者中，cfDNA和CTCs中SOX17启动子的甲基化显著相关，且与MBC患者的OS显著相关。Mastoraki[4]等人的研究队列显示，98.3%（n=58）的BC患者中cfDNA和CTCs中的ESR1甲基化是同时发生的。

 

2018年，Keup[5]等首次对来自同一血液样本的匹配CTCs和细胞外囊泡（EVs）进行了分子分析，结果显示只有5%的信号在两个分数中是相同的，这代表了MBC患者匹配样本中CTCs和EVs mRNA谱的巨大差异，证明了分析物的互补性。与单独在CTCs中相比，ERBB2、ERBB3通路在CTCs和EVs中显示出与疾病进展更强的相关性。这些结果证实了单一血液分析物所描述的信息是有限的假设。

 

多种液体活检分析物的附加价值

 
多模态液体活检分析相关研究
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

目前的大多数研究只比较两种液体活检分析物，以证明分析物具有相似的价值，或者组合分析的能带来好处。然而，这些比较只在DNA、RNA或蛋白质的其中一个层面上进行。建立多组学的方法，将不同层次的证据信息整合起来，可能会提供更多的信息。此外，由于分析物种类繁多，应该研究两种以上分析物的组合能否更全面地反映疾病的分子图谱。为了验证这一假设，一些研究小组已经通过对不同临床目的的不同肿瘤实体进行多模态液体活检研究来解决这一问题，具体情况如下表：

 

研究 患者信息‍ 液体活检分析物‍
CTC cfDNA EV 其他
1. 技术可行性‍
Gerber, Teresa et al.[6] 健康人 计数 SNVs、CNVs - 白细胞计数
Schneegans, Svenja et al.[7] 黑色素瘤 计数 突变 miRNA miRNA
2. 预后
de Wit, Sanne et al.[8] 肺癌 计数 SNVs 计数 -
Zavridou, Martha et al.[9] 前列腺癌 mRNA、甲基化 - mRNA、甲基化 -
Keup, Corinna et al.[10] 乳腺癌 mRNA、SNVs SNVs mRNA -
3. 用药指导
Radovich, Milan et al.[11] 乳腺癌 计数 SNVs、CNVs、TMB、MSI - -
Strati, Areti et al.[12] 乳腺癌 SNVs、甲基化、mRNA - - -
Hofmann, Lilli et al.[13] 前列腺癌 AR mRNA AR amp - AR mRNA
Hodara, Emmanuelle et al.[14] 前列腺癌 计数、SNVs、CNVs SNVs - cfRNA
4. 疗效监测
Keup, Corinna et al.[15] 乳腺癌 mRNA SNVs mRNA -
Shishido, Stephanie N et al.[1] 乳腺癌 计数、蛋白、SNVs、CNVs SNVs、CNVs - -
 
总结与展望
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

血液中用于临床治疗癌症患者的液体活检分析物具有极大的多样性，多模态液活检在未来的临床实践中具有广阔的应用前景。在个性化医疗时代，多模态液体活检应被视为指导治疗的首要任务。在未来，应该开展基于多模态液体活检干预的大型前瞻性试验，以证明其临床效用。

 

文案撰写：晶准生物医学（深圳）临床医学科研部

 

参考文献：

[1] Keup, Corinna et al. “Combinatorial Power of cfDNA, CTCs and EVs in Oncology.” Diagnostics (Basel, Switzerland) vol. 12,4 870. 31 Mar. 2022, doi:10.3390/diagnostics12040870

引用文献：

[1] Shishido, Stephanie N et al. “Disease characterization in liquid biopsy from HER2-mutated, non-amplified metastatic breast cancer patients treated with neratinib.” NPJ breast cancer vol. 8,1 22. 18 Feb. 2022, doi:10.1038/s41523-022-00390-5

[2] Shaw, Jacqueline A et al. “Mutation Analysis of Cell-Free DNA and Single Circulating Tumor Cells in Metastatic Breast Cancer Patients with High Circulating Tumor Cell Counts.” Clinical cancer research : an official journal of the American Association for Cancer Research vol. 23,1 (2017): 88-96. doi:10.1158/1078-0432.CCR-16-0825

[3] Chimonidou, Maria et al. “Direct comparison study of DNA methylation markers in EpCAM-positive circulating tumour cells, corresponding circulating tumour DNA, and paired primary tumours in breast cancer.” Oncotarget vol. 8,42 72054-72068. 27 Jun. 2017, doi:10.18632/oncotarget.18679

[4] Mastoraki, Sophia et al. “ESR1 Methylation: A Liquid Biopsy-Based Epigenetic Assay for the Follow-up of Patients with Metastatic Breast Cancer Receiving Endocrine Treatment.” Clinical cancer research : an official journal of the American Association for Cancer Research vol. 24,6 (2018): 1500-1510. doi:10.1158/1078-0432.CCR-17-1181

[5] Keup, Corinna et al. “RNA Profiles of Circulating Tumor Cells and Extracellular Vesicles for Therapy Stratification of Metastatic Breast Cancer Patients.” Clinical chemistry vol. 64,7 (2018): 1054-1062. doi:10.1373/clinchem.2017.283531

[6] Gerber, Teresa et al. “Assessment of Pre-Analytical Sample Handling Conditions for Comprehensive Liquid Biopsy Analysis.” The Journal of molecular diagnostics : JMD vol. 22,8 (2020): 1070-1086. doi:10.1016/j.jmoldx.2020.05.006

[7] Schneegans, Svenja et al. “Pre-analytical factors affecting the establishment of a single tube assay for multiparameter liquid biopsy detection in melanoma patients.” Molecular oncology vol. 14,5 (2020): 1001-1015. doi:10.1002/1878-0261.12669

[8] de Wit, Sanne et al. “Single tube liquid biopsy for advanced non-small cell lung cancer.” International journal of cancer vol. 144,12 (2019): 3127-3137. doi:10.1002/ijc.32056

[9] Zavridou, Martha et al. “Prognostic Significance of Gene Expression and DNA Methylation Markers in Circulating Tumor Cells and Paired Plasma Derived Exosomes in Metastatic Castration Resistant Prostate Cancer.” Cancers vol. 13,4 780. 13 Feb. 2021, doi:10.3390/cancers13040780

[10] Keup, Corinna et al. “Integrative statistical analyses of multiple liquid biopsy analytes in metastatic breast cancer.” Genome medicine vol. 13,1 85. 17 May. 2021, doi:10.1186/s13073-021-00902-1

[11] Radovich, Milan et al. “Association of Circulating Tumor DNA and Circulating Tumor Cells After Neoadjuvant Chemotherapy With Disease Recurrence in Patients With Triple-Negative Breast Cancer: Preplanned Secondary Analysis of the BRE12-158 Randomized Clinical Trial.” JAMA oncology vol. 6,9 (2020): 1410-1415. doi:10.1001/jamaoncol.2020.2295

[12] Strati, Areti et al. “A Comprehensive Molecular Analysis of in Vivo Isolated EpCAM-Positive Circulating Tumor Cells in Breast Cancer.” Clinical chemistry vol. 67,10 (2021): 1395-1405. doi:10.1093/clinchem/hvab099

[13] Hofmann, Lilli et al. “A Multi-Analyte Approach for Improved Sensitivity of Liquid Biopsies in Prostate Cancer.” Cancers vol. 12,8 2247. 11 Aug. 2020, doi:10.3390/cancers12082247

[14] Hodara, Emmanuelle et al. “Multiparametric liquid biopsy analysis in metastatic prostate cancer.” JCI insight vol. 4,5 e125529. 7 Mar. 2019, doi:10.1172/jci.insight.125529

[15] Keup, Corinna et al. “Longitudinal Multi-Parametric Liquid Biopsy Approach Identifies Unique Features of Circulating Tumor Cell, Extracellular Vesicle, and Cell-Free DNA Characterization for Disease Monitoring in Metastatic Breast Cancer Patients.” Cells vol. 10,2 212. 21 Jan. 2021, doi:10.3390/cells10020212

 

 

晶准医学核心产品CTC100技术平台（NMPA II类&CE认证）以自主专利的微流控芯片技术为临床提供较高的样本目标细胞分筛效率，精准分离富集高纯度的循环肿瘤细胞（CTC），结合了多重肿瘤标记物的严谨鉴定方式，同时保持了细胞活性高及完整性的特点，灵敏度高，特异性高。同时，利用晶准医学液体活检多平台的特点，CTC技术创新性地结合数字PCR以及NGS测序技术，解决了CTC计数分型临床复合率差、单细胞测序、靶向蛋白检测、细胞培养、PCR等下游应用场景无法开展的难题，为肿瘤液体活检提供整体全面的解决方案。

 

 
 
晶准生物医学（深圳）有限公司是集肿瘤精准医疗活检技术研发、产品转化、生产和销售、检测服务为一体的高新技术企业，在肿瘤早筛、动态监测和精准诊断方面都具有多项国际领先的原研核心技术和检测仪器。公司核心技术和科研团队来自于香港城市大学、哈佛医学院、清华大学、爱丁堡大学、哥本哈根大学、贝勒医学院等国际顶尖生物医学机构。公司拥有自研自产高效快速的CTC分选仪、无芯片式数字PCR仪和国内唯一的肿瘤一管同步双检NGS诊断技术，聚焦于肿瘤精准检测。公司旗下晶益检验实验室设有CTC循环肿瘤细胞实验室、PCR肿瘤分子诊断实验室和NGS肿瘤细胞遗传实验室，是国内在肿瘤活检领域检测技术和检测设备最为先进和全面的企业之一。

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