“液体活检”产业发展之路解析与新技术进展

 一度被称为具有划时代意义的黑科技“液体活检”在过去的一年里备受关注，从去年1月份我国CFDA批准具有III类医疗器械认证的肺癌CTC检测技术叶酸受体阳性CTC检测试剂盒，到FDA的EGFR液体活检技术，液体活检技术在业内掀起层层浪潮，业界认定液体活检给技术给癌症治疗带来了变革。它在癌症治疗领域意义重大。 近期Nature刊登的多篇有关液体活检的综述，描述了液体活检在肿瘤领域的应用现状，认为基于ctDNA的液体活检应用前景十分宽广，并认为液体活检已经进入到了成年期，那么液体活检经历了过去一年的热度之后，在接下来的市场环境中的发展前景如何？

液体活检现状
我国人口基数庞大，由于社会老龄化和生活压力的增加、环境污染等各种因素的涌现，癌症患者的平均年龄已达到40岁左右，女性患宫颈癌年龄达到35-55岁之间，而这个数据一度为40-60岁。在我国每天约有1万人确诊癌症，因此癌症早诊早治成为了挽回生命的关键。目前，液体活检主要临床应用方向集中在癌症的早期筛查、快速疗效评估、癌症转移复发风险监测、肿瘤药物靶点及耐药性研究等领域。 肿瘤液体活检初的研究主要集中在CTC检测相关领域，但近年来越来越多的研究开始着眼于游离DNA（cfDNA）和循环肿瘤DNA( ctDNA)。与传统的癌症活检技术不同，液体活检因其无创性、便利性和耐受性得到了患者和医生的赞许，患者只需要提供血液样本即可，减少了他们在接受检查、治疗和随访过程中所受到的外部伤害。 ctDNA近期的研究成果突出了其在疾病管理各个阶段中的应用潜力，主要包括通过分析ctDNA来量化疾病负担以及分析癌症基因组和ctDNA在疾病预测、分子分析以及疾病监测上的潜力。基因组学和分子生物学技术的发展扩大了ctDNA潜在的应用范围，包括在研究以及癌症管理上的应用，PCR技术和高通量测序技术的可用性及可靠性的提高，促进对新型高灵敏度ctDNA的应用力度，同时还生成大量的临床数据集，帮助科学家和研究人员更好地理解cfDNA和ctDNA的起源。 目前肺癌的治疗大多数基于标靶，肿瘤靶点的确认即是治疗过程中的关键所在。过去肺癌主要的治疗手段是化疗，化疗副作用巨大，给患者带来巨大的痛苦和压力，现在的靶向治疗可以避免这些危害的发生，而靶向治疗首先要解决的一个问题是确定具体的肿瘤和标志物。尽管靶向治疗给患者带来很大的福音，但如今靶向治疗成功率也达不到，有些接受了靶向药物治疗的患者在一年之后肿瘤出现了耐药性，需要接受第二次靶向治疗，一年后再次出现耐药性，这是目前无法解答需要攻破的另一个问题。 行业分析与挑战 2016年液体活检行业热度迅速攀升，JP摩根和高盛将液体活检细分为早期筛查、诊断分型、药物伴随检测、患者病情监测4个领域，预测其市场潜力将达到千亿级。接下来，随着测序技术的进步、样本的积累，肿瘤测序相关应用领域的肿瘤市场将成为下一个爆发点。我国的人口健康现状预示液体活检技术在未来5年至10年市场渗透率将达50%。参考《中国产业信息网》数据可总结，预测我国男性癌症早期诊断市场规模约为256亿人民币，女性约为262亿人民币。（见下图）
  
伴随着一系列乐观的数据，资本方怎么会错过这大好时机。从去年的海普洛斯获得软银中国等机构的5000万A轮融资到去年年底12月燃石医学获得的3亿元B轮融资，都预示着众多VC资本与产业资本进入液体活检领域必将促进技术与市场的成熟。 虽然液体活检产业热度很高，发展前景良好。但是我们必须要正视现存的几大问题。在2016年3月肺癌高峰论坛上提出了液体活检“专家共识”并指出，液体活检包括CTC和ctDNA可能用于肺癌早期诊断和复发监测，但目前仅限于科研探索阶段。液体活检在行业中的发展目前仍然处于早期。影响液体活检开展的几个大的因素是缺乏临床数据积累和共识、检测技术的可靠性不高以及检测费用过高等因素。要解决这些问题就要提高检测技术的灵敏度和特异性。同时，标准化血液采集系统和分析步骤并通过多中心临床试验统一检测的临床效果对于行业的发展有着重要的作用。只有先解决了棘手的问题，新的技术才能得到监管部门的认同和肯定。 冬去春来，一年已经过去了，液体活检技术在日趋成熟的发展和研究中不断有新的成果涌现，我们相信，在科研工作者和企业之间的强强联手和不懈努力之下，液体活检技术一定会成为真正具有划时代意义的高科技技术。以下是由生物谷整理的2017年4月以来液体活检领域新科研进展：
1. PNAS：利用循环肿瘤细胞提高对肝癌的诊断和监测
来自麻省总医院癌症中心的研究人员将自主开发的CTC-iChip技术与基于RNA的数字PCR技术结合在一起，可提高对肝细胞癌（HCC）病人血液中CTCs的检测。该方法能够在组成血液的几百亿个细胞中检测到单个CTC，为HCC病人提供高特异性的癌症检测，也为HCC的早期检测以及治疗后的监测带来了新的希望。 2. PNAS:上海交大施奇惠研究组等建立稀有肿瘤细胞鉴定新方法
上海交通大学系统生物医学研究院施奇惠教授研究组、上海市胸科医院陆舜主任与加州大学洛杉矶分校医学院魏巍教授研究组合作研究了一种在胸水、血液等液体样本中检测具有高代谢活性的稀有肿瘤细胞的高通量检测新方法，并为临床提供了一种快速鉴定恶性胸水的新方法。 3. Nat Med：CTC成功预测化疗耐药性 近期，在《Nature Medicine》杂志上，英国曼彻斯特大学的科学家发表了一项期待已久的研究成果：采用CTCs单细胞测序的方法成功预测了肺癌的化疗有效性。在小细胞肺癌中，对化疗药物敏感的患者比对化疗药物耐受的患者治疗效果更好。但由于肿瘤活检和细胞学上的困难，其耐药性研究一直难以突破。通过CTCs，我们能发现这种化疗耐受／敏感型与基因拷贝数异常相关。因此这一发现具有极其重要的临床意义。 4. Nature Methods：便携、低成本的单细胞RNA测序新手段 MIT的研究人员已经开发出一种便携式技术，可以在快速制备多种细胞RNA的同时进行测序。新的技术被称为Seq-Well，可以让科学家在组织样本中更容易识别不同类型的细胞，帮助他们研究免疫细胞如何对抗感染和癌细胞对治疗的反应以及其它的应用。 5. 重磅研究！高通量甲基化无创检测新技术，可用于癌症早筛及溯源
美国加州大学圣地亚哥分校张鹍教授在《Nature Genetics》上发布高通量甲基化无创检测新技术，未来可以用于癌症无创早筛与溯源。基于癌症患者体内的ctDNA，可进行癌症的早期检测，但这些方法却不能追溯到肿瘤发生的位置。为了攻克这一问题，张鹍教授的团队开发出了一种新型液态活检技术，该技术不仅可以在癌症早期进行检测，而且能够实现组织定位。 6. ACS Nano：突破！科学家利用来自尿液的生物标志物进行早期癌症筛查 来自韩国蔚山国家科学技术研究所的研究人员通过研究开发出了一种新技术，该技术能够有效在尿液或血液中有效鉴别出促进癌症发生的物质，相关研究刊登于国际杂志ACS Nano 上。文章中，研究人员开发出了一种集成的离心微流体平台（Exodisc），这种设备能够对尿液中的胞外膜泡 (extracellular vesicles，EVs) 进行分离。 7. Nature：血液中的“哨兵”，可诊断早期胰腺癌
近期，来自于美国生物设计Virginia G. Piper 中心个性化诊断的研究员Tony Hu带领团队开发了一个巧妙的方法，能够实现胰腺癌早期诊断。他们的技术关键是“灵敏检测胞外囊泡（EVs）”。EVs是指从细胞膜脱落或者由细胞分泌的囊泡状小体。Tony Hu教授团队检测的囊泡，是由肿瘤细胞分泌的。这类囊泡表面表达有一种特殊的蛋白质——EphA2，是胰腺癌的特殊标记物。他们设计出一种与EphA2蛋白结合的特定纳米探针，从而鉴定出血液等体液中存在的由胰腺癌细胞分泌的囊泡。相关研究成果在线发表在《Nature Biomedical Engineering》期刊。