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王琪教授:肺癌液体活检的理想与现实

2020-07-14 09:48 作者:赢德体育官方网站 点击:

  黄鹤楼迎鸿俦客,古琴台逢翘楚才。2019年中国肿瘤标志物学术大会暨第十三届肿瘤标志物青年科学家论坛,于12月6-8日在武汉欧亚会展国际酒店顺利召开。会议期间,大连医科大学附属第二医院王琪教授探讨了肺癌液体活检的现状。

  众所周知,肺癌的发病率和死亡率在所有恶性肿瘤中均位列第一,多数患者一经发现便是中晚期,转移是肺癌死亡的最主要原因,因而肺癌的早期诊断、动态监测具有重要意义。

  液体活检,顾名思义,就是利用人体体液作为标本来源检测获取肿瘤相关信息的技术,具有无创、快速等优点,在肺癌临床诊疗中有巨大发展空间。

  CTC是从原发性或继发性肿瘤上脱落并进入血液循环的完整肿瘤细胞。CTC的存在,意味着患者患有转移性疾病。对于大多数癌症患者而言,CTC的丰度极低,因此活检通常从富集步骤开始,以便提高CTC的浓度。目前,CTC检测的主要临床应用是提供预后生存预测。

  ctDNA是片段化的DNA,由癌细胞在凋亡或坏死过程中释放到血浆。ctDNA片段极其稀少,这使其分离和鉴定都变得十分困难。由于总的游离DNA(cfDNA)样本中存在少量ctDNA,因此建议使用高度灵敏的技术来检测,比如PCR和新一代测序(NGS)。目前,ctDNA已经用于肺癌患者的临床管理和晚期黑色素瘤的疾病状态监控。

  外泌体是细胞内多囊泡体与质膜融合后主动分泌到胞外的直径30~100nm膜性小囊泡,与肿瘤发生、转移、血管生成等相关。

  肿瘤自身抗体是指肿瘤在发生发展过程中,肿瘤细胞内表达异常的蛋白可刺激机体免疫系统产生的抗体。肺癌血清自身抗体联合LDCT可应用于肺癌早期筛查,肺癌血清抗体联合胸部CT辅助肺癌早期诊断。

  基因突变检出率和可靠性受样本量及背景信号影响,需明确背景,建立灵敏的检测手段。

  ➤目前大多数ctDNA检测缺乏临床试验数据证明其有效性,不同的检测平台结果一致性不佳。

  ➤液体活检技术需要有规范的操作流程和质量控制标准,应开展更多大型多平台交叉验证加以规范。

  ➤克隆性造血引起的突变也存在于实体肿瘤组织中,可能被误认为肿瘤相关突变,可行组织-血液配对检测加以排除。

  ➤液体活检可监测肺癌病情演变,但是不同的检测频率对应不同的结果,可能误导临床决策。

  ➤影像学检查会累积放射性损伤,临床需要更敏感、特异、无创的检测手段辅助肺癌早筛,但是对于ctDNA,ctDNA甲基化,WGS检测的综合评估仍缺乏足够的灵敏度。

  王琪教授课题组在液体活检方面开展了一系列工作。随着微流控技术对细胞生物学影响的不断加深,以及其在集成样品预处理和血液成分分析中的优势,近年来,微流控芯片技术正逐步成为细胞分选的主要工具,王琪教授课题组基于微流控芯片技术,构建了三款各具功能的CTC捕获装置和一款单细胞检测装置。分别为“确定性侧向位移(Deterministiclateral displacement,DLD)单一芯片捕获装置”、“DLD芯片和磁场负性分选芯片一体化的联合捕获装置”和“CTC捕获及原位鉴定联合装置”。

  其中DLD单一芯片捕获装置利用确定性侧向位移阵列原理将CTC和血细胞分离,分选效率达95.26%以上,白细胞去除率也可达到96.5%以上。为了提高CTC分选纯度,最大程度排除白细胞的干扰,将DLD芯片和磁场负性分选芯片相结合构建了一体化的联合捕获装置,其分选性能在DLD芯片分选的基础上再次去除80%的白细胞。CTC捕获及原位鉴定联合装置将CTC的捕获识别和荧光免疫染色鉴定在单一的栅栏结构芯片内序贯完成,实现了富集、捕获和鉴定分析一体化。

  与国际公认的CTC捕获装置Cellsearch分选系统相比,它们不仅拥有出色的检测效率,更具有所需血液量少、成本低、时间短等优势。已经通过大连医科大学附属第二医院、北京大学人民医院等多家临床单位应用,证实该装置捕获效率达95%以上。

  研发的“单细胞检测装置”,通过对单个细胞阻抗脉冲信号的识别,实现了CTC在微流控芯片封闭系统内的高效、无污染的单细胞分选,为进一步进行单细胞分析提供了保证。经肺癌细胞的测试,该装置可以完成单个细胞的精确分选和分析。目前,该套样机相关核心技术已经申请专利22项,其中发明专利14项,获批准授权7项。

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