细说ctDNA,癌症散落在血液的指纹密码-技术前沿-资讯-生物在线

细说ctDNA,癌症散落在血液的指纹密码

作者:联川生物技术公司 2017-05-15T09:35 (访问量:1805)


作者:联川生物,本文首发于解螺旋,医生科研助手。


       在机体这个和谐的大家庭中,几乎所有细胞都在各司其职,共创美好未来。却只有肿瘤君这个视死如归的ISIS,誓要与主人同归于尽。因而,与肿瘤君的战役一直都在如火如荼的进行着。众所周知,肿瘤君之所以难缠,多是因其余孽难除,“春风吹又生”。可是在“侦察兵”液体活检(Liquid Biopsy)的追踪下,肿瘤君一切的蛛丝马迹都无所遁形,有助我们趁早将不安定因素地给扼杀在摇篮之中。

       话说,每一个细胞核的DNA都有一颗不安于室的心,“世界这么大,我要去看看”这句话如同魔咒一般,不断引诱着向往自由的DNA走出家门,所以DNA一有机会就会搭着血液的顺风车出来逛逛,而这种四处游荡的DNA浪子就是所谓的cfDNA(cell-freeDNA)。




       显然,在肆意妄为这种事情上,肿瘤自是不会屈居人后的。肿瘤DNA(ctDNA)四处走家串户那是常有的事,有时也会开着自家专车(外泌体)来个潇洒走一回,更有甚者竟会拖家带口(循环肿瘤细胞CTC)的在外逍遥。




       肿瘤细胞狂妄招摇的模样,终于成功引起了“侦察兵”液体活检的注意,为了准确揪出隐藏于平民(正常细胞)中的包藏祸心之人(肿瘤细胞),早已实现肿瘤特异性基因突变的识别的现代化武器配备。




       再捕获ctDNA并对其进行严加拷问后,才发现所谓追求自由那都是假象,ctDNA竟是无家可归的“伤心人”,比如有的ctDNA是被肿瘤细胞驱赶出来的(分泌),有的则是真正的“家破人亡”(凋亡/坏死)。




       起初在流浪的路上,还有好基友(核小体)相陪,但好景不长在,基友离开后(被降解)了,经过2h颠沛流离生活的ctDNA(166bp)也舍命陪君子去了。



肿瘤患者ctDNA分布图


       但继续追本溯源后,有惊人发现,原来ctDNA就是肿瘤细胞留在血液中的指纹,其含量与肿瘤进展、药物疗效、转移复发等休戚相关,尤其肿瘤恶性程度越高,ctDNA特有突变的频率就越高。




不同分期癌症的ctDNA检出情况

       另外,ctDNA之所以独特是因为肿瘤的异质性(同一个肿瘤的不同部位基因组是有差异的,同一个病人的原发癌和转移癌基因组也是有差异的),血液中ctDNA可以说是肿瘤残骸的聚集地,因而,ctDNA也比单独一块肿瘤组织有更好的代表性。



       接下来,只要顺藤摸瓜,就可追查到大Boss——肿瘤君,并分析其各项特征,从而为消灭该反派提供不可或缺的信息,比如肿瘤药物靶点信息等。



       正所谓钓鱼不如一网尽扫,侦察兵们撒开了一张大网并期冀能将ctDNA一网打尽。可无奈狡兔三窟,不是我军无能,实在是敌人太狡猾。ctDNA身形极其微小,且其含量依据肿瘤的严重程度不等,尤其在肿瘤早期,含量会低到0.1%甚至以下,很难抓到。



       其次,即使抓到,ctDNA非常擅于伪装,与正常DN**段差异很小,可以藏匿在众多正常DN**段中,难以辨别。


但是趁早将ctDNA逮捕归案是侦察兵们职责所在,只能十八般武艺齐齐上阵,务必要做到靶向出击,一击必中。


常见ctDNA检测技术及检测内容

       正所谓高手过招,刀光剑影、寒光四射。但若论天下兵器谁能笑傲江湖,则又以下四件最为强悍,可谓锋芒毕露,所到之处ctDNA无不缴械投降。


#1:“倚天剑”——数字PCR(Digital PCR)


#2:“屠龙刀”——BEAMing技术


#3:“打狗棒”——标记扩增深度测序(TAM-Seq)


#4:“玄铁重剑”——癌症个体化深度测序 (CAPP-Seq)



总之,给我一滴血,肿瘤跑不了。液体活检已然成为捕获肿瘤的大名鼎鼎的神探,而且还可以减少组织活检给患者带来的疼痛及风险。



       同时,也正是这种无创性、准确性、动态性及可行性使得该技术荣登MIT Technology Review2015年度十大突破技术榜。



其实,原本ctDNA、CTC和外秘体(exosome)在液体活检领域中是呈三足鼎立之势的,每一个方向都有各自的特征及优缺点。




       但近年来,ctDNA检测技术发展势头凶猛,竟有独占鳌头之势。而这完全依赖于逐渐成熟的靶向药物基因检测技术以及高通量测序技术才得以快速超车。


也许以后,只需要通过ctDNA的甲基化就可追溯肿瘤位置;


又或许,通过全基因组测序即可了解个体化的肿瘤标志物。



       ctDNA液体活检在临床精准医疗领域的崭露头角,也正是2016年国家发展改革委将基因检测技术被列为国家发展战略,并将在全国建设30个基因检测技术应用示范中心的真正原因。

       希望在不远的将来,真能做到不为“癌”所困。

点此查看“浙江省科技厅报道:联川生物成功研发液态活检技术 ”




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