ctDNA检测与肿瘤治疗

一、概念：ctDNA（circulating tumour DNA，循环肿瘤DNA)指的是由肿瘤细胞释放到血液循环系统中的DNA；是一种具备广泛应用前景、高敏感性、高特异性的肿瘤标志物，且适用于多种肿瘤。与之相关的概念——cfDNA（cell free DNA），或者叫血浆游离DNA，是血浆中游离存在的DNA，它们有的来自于正常细胞，有的来自于异常细胞（如肿瘤细胞），还可能来自机外（如病毒DNA）。

二、血液中ctDNA来源：

1、来自于坏死的肿瘤细胞；

2、来自于凋亡的肿瘤细胞；

3、来自于肿瘤细胞分泌的外排体。

三、ctDNA长度：

ctDNA并不是一整条或者随机的进入血液的，它们有自己的载体——核小体。核小体以单个、双联或者三联的形式进入血液，并逐步分解——有研究显示ctDNA的半衰期只有2个小时。缠绕在每个组蛋白上面的DNA约166bp，因此大部分的ctDNA长度都在166bp左右。

四、ctDNA检测方法：

1.突变特异性探针结合/PCR、

2.SafeSeqS、

3.BEAMing扩增法、

4.外显子测序、

5. Pyclone方法等。

这些方法来检测DNA突变以确定ctDNA的存在，针对不同类型的肿瘤会用到不同的ctDNA检测方法。

五、循环 DNA 比蛋白类标记物优越性：

1.与蛋白类标记物相比，ctDNA 检测很少出现假阳性，因为 ctDNA 来自肿瘤细胞基因组突变。

2. ctDNA 半衰期短，能准确反映肿瘤当前情况。剑桥大学和约翰霍普金斯大学合作团队研究表明，检测乳腺癌和肠癌时，ctDNA 比蛋白质指标更灵敏，可跟踪肿瘤的消失、扩散和复发。

3. ctDNA 比循环肿瘤细胞更灵敏，更适合成为癌症的生物学指标。

六、ctDNA临床应用前景：

1.《ASCO年度报告：2015临床肿瘤学进展》中，液体活检技术被列为肿瘤治疗领域下一个十年趋势之一。ctDNA作为液体活检的首选已逐渐从科研走向临床。

而欧盟批准将ctDNA检测用于易瑞沙的伴随诊断则更是标志着ctDNA临床应用的大规模实现。

2. 2007 年，美国约翰霍普金斯大学 Bert Vogelstein对 18 名肠癌患者的 ctDNA 进行了跟踪。研究显示，术后仍检测到 ctDNA 的患者，基本上都出现了复发，而术后未检测到 ctDNA 的患者，肠癌无复发。表明ctDNA 能展现患者对手术的应答情况。随后，研究者在其他癌症中得到了类似结果，包括卵巢癌、乳腺癌以及其他器官肿瘤，比如胰脏、膀胱、皮肤、胃、食道、肝脏和头颈。（脑癌除外，因为血脑屏障使肿瘤 DNA 无法进入血液。）

3. 2012 年，Diaz 团队研究表明，ctDNA 检测技术能更早监测到肿瘤进展。Rosenfeld 团队则利用 ctDNA 揭示了癌症抗性的发展路径。及时发现癌症抗性，能尽早停用不起作用且昂贵的药；发现潜在抗性的突变，有助于寻找有效的癌症疗法或者药物组合。

4. 2015年5月，约翰•霍普金斯大学的研究团队首次在肺癌前期病变患者血液中检测发现循环DNA，能够有望应用于早期风险预测。同时，对肺癌前期病变组织进行活检，也发现了循环DNA，该病变组织也称为非典型腺瘤性增生（AAH），且游离DNA能够侵入周围组织，导致肺腺癌的癌变。

5. 2015年11月，剑桥大学通过Pyclone方法检测一例转移性乳腺癌患者血液中ctDNA来实时追踪肿瘤进展。作者历时1193天，从一名肿瘤已经扩散到身体其它部位的42岁女性乳腺癌患者身上，采集了肿瘤样本（8个肿瘤位点）和血液样本，进行外显子和靶位点扩增测序（Pyclone）。如果在同一时间点上，活组织切片结果和进入血液中ctDNA片段结果相比较相一致，即说明肿瘤发展和相应治疗时出现了相同的模式和遗传变化时机，说明循环DNA可以实时追踪肿瘤进展。

七、ctDNA临床应用前问题：

目前 ctDNA 还无法成为临床上的主要诊疗手段。

1.最灵敏的 ctDNA 检测（例如 BEAMing）需事先知道想要检测的突变基因：通过活检、测序和分子探针等流程。虽然外显子组测序无需预先知道肿瘤信息，但成本高。

2.活检技术通常不能很好的检测早期癌症。

研究显示，ctDNA 能检测出所有 II 级以上肺癌，但只检测出了一半 I级肿瘤，因为晚期癌症释放更多的 DNA，这将限制 ctDNA 的癌症筛查作用。

3. ctDNA 是否来自未知肿瘤或转移癌？

4.目前最大的问题是：准确的肿瘤信息能否挽救患者生命或提高生活质量？

总之，ctDNA 检测是一项新技术，其在肿瘤治疗中的应用还需要深入探索。